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等离子点火技术应用研究


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 等离子点火技术应用研究 作者:刘鹏 来源:《华东科技》2013 年第 09 期 【摘 要】目前等离子点火技术已在国内两百多台燃煤发电机组上得到应用,在应用过程 中不同程度地存在本研究项目中存在的问题,通过研究不仅使等离子点火技术在锦界电厂的应 用更加稳定可靠,同时对其它应用等离子点火技术的电厂具有很大的借鉴作用,应用

前景十分 广阔。 【关键词】等离子点火装置;阴极头;输弧器 陕西国华锦界能源有限责任公司#1-#4 机组锅炉 SG—2093/17.5—M910 是亚临界参数∏型 汽包炉,采用控制循环、一次中间再热、单炉膛、四角切圆燃烧方式、燃烧器摆动调温、平衡 通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、紧身封闭布置的燃煤锅炉。2006 年 7 月 28 日,#1 炉等离 子点火器首次进行拉弧试验成功,至 2006 年 9 月 30 日,完成 168 小时时运投入商业运行,整 个基建过程实现无燃油投入,经济效益显著。目前,由于等离子设备接近使用寿命,等离子燃 烧器、护套组件、弯头导流板等磨损严重,影响到等离子点火效果,在 2013 年 5 月 1 日至 6 月 22 日其间,陕西国华锦界能源有限责任公司设备一部锅炉专业完成了#1 炉点火装置的升 级,由原 DLZ-200 型升级为Ⅳ 型(L=1200mm)。 1 等离子点火煤粉燃烧器工作原理 等离子点火装置是利用直流电流在介质气压条件下接触引弧,并在强磁场控制下获得稳定 功率的直流空气等离子体,该等离子体在专门设计的燃烧器的中心燃烧筒中形成温度 T>5000K 的,温度梯度极大的局部高温区,煤粉颗粒通过等离子“火核”受到高温作用,并在 10-3 秒内迅速释放出挥发物,使煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进 行,使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快,也有助于加速煤粉的燃 烧,这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引燃能量。 系统核心设备--等离子发生器、燃烧器分别介绍如下: (1)等离子发生器:等离子发生器为磁稳,空气载体等离子发生器,它由线圈、阴极、 阳极等组成。其中阴极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。阳极亦由高 导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成,它们均采用水冷方式冷却,能承受电弧高温冲 击。线圈在高温 250℃ 情况下具有抗 2000V 的直流电压击穿能力,电源采用全波整流并具有恒 流性能。等离子点火器本体部分工作原理(见下图)。 (2)燃烧器壁面采用气膜冷却技术,可冷却燃烧器壁面,防烧损、防结渣,用除盐水对 电极及线圈进行冷却。等离子燃烧系统由点火系统和辅助系统两大部分组成。点火系统由等离 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 子燃烧器、等离子发生器、电源控制柜、隔离变压器、控制系统等组成;辅助系统由压缩空气 系统、冷却水系统、图像火检系统、一次风在线测速系统等组成。 等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室,方形外套筒等部 分组成。中心筒一级燃烧室:引入浓缩后的含粉气流,等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化 学反应,煤粉裂解,产生大量挥发份并被点燃; 内套筒二级燃烧室:挥发份及煤粉继续燃烧,并将后续引入的煤粉点燃,实现分级燃烧; 外套筒:利用高速含粉气流冷却二级燃烧室,同时将部分煤粉推入炉膛燃烧; 2 等离子设备实际运行过程中出现的问题 2.1 阴极头使用寿命较短问题 等离子设备的阴极头使用时间较短。为保证其工作时的稳定性,日常的维护量比较大。

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