《土右等离子点火装置使用及维护说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土右等离子点火装置使用及维护说明书（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 华电土右电厂华电土右电厂 2660MW2660MW 空冷机组工程空冷机组工程等离子点火及稳燃装置等离子点火及稳燃装置等离子点火及稳燃装置说明书等离子点火及稳燃装置说明书武汉天和技术股份有限公司2015 年 3 月目目 录录安 全 说 明.31 前言.42 等离子点火系统主要构成部分.43 等离子点火系统设备.53.1 等离子发生器53.2 等离子点火燃烧器63.3 等离子电气及控制系统83.4 压缩空气系统103.5 冷却水系统113.6 冷炉制粉暖风系统123.7 等离子发生器密封风系统133.8 图像火检监视系统及配套冷却风系统 133.9 监控系统144 储存与保管.154.1 设备到
2、货验收154.2 设备的保管及存放155 等离子点火系统设备的安装.165.1 等离子点火燃烧器的安装165.2 等离子发生器的安装175.3 管道的安装175.4 压缩空气系统的安装185.5 冷却水系统的安装185.6 电气系统的安装195.7 图像火检系统的安装195.8 一次风速在线监测系统的安装206 等离子点火系统的调试.206.1 各分系统的调试206.2 整套启动运行257 等离子点火系统的操作.277.1 整体说明.277.2 分步操作说明.298 等离子发生器维护与检修.319 辅助系统的日常维护.3410 常见问题及处理.34安安 全全 说说 明明声明：声明：本说明书列出
3、了锅炉等离子点火及稳燃系统（以下简称等离子点火系统）安全和可靠运行所需的最基本的措施，在对等离子点火系统设备检修、维护时使用了未经厂家认可的零件，或是由不具备资格的人员进行不正确的操作将会增加出现危险的可能，这将导致事故的发生或设备的损坏。本手册所有安全提示请严格遵守。请仔细阅读本说明书所提供的安全信息。本说明书的解释和修改权归武汉天和技术股份有限公司。警警 告告在设备运行过程中，等离子发生装置将处于高压带电状态，切勿触摸！否则，将导致死亡和严重的人身伤害！等离子发生装置外部有安全防护罩隔离保护，防护罩内部为电气，冷却水和压缩空气的进、出接口，此部位有可能引发故障，非专业维护人员切勿拆卸。正确
4、合理的运输和保管方式，以及正确的连接、安装、操作和维护本装置是成功和安全的首要条件，只有熟悉本使用说明书所包括的安全注意事项、结构原理、操作以及维护说明的人员才能从事操作本装置的工作。即使等离子发生装置不工作，隔离变压器亦会带有高电压。非停电状态，切勿进行任何维护和修理工作；在进行维护和修理工作之前，电源柜所有电源必须切断，并挂安全警示牌！ 1 1 前言前言我国煤炭资源相对丰富，而石油资源相对短缺；以煤代油是我国一项非常重要的能源政策，研究开发推广以煤代油的技术和产品是我国正在执行的长期能源战略的一部分。大型电站煤粉锅炉的点火和稳燃传统上都是采用轻柴油，我国火力发电机组的启停及低负荷稳燃需消耗
5、大量的石油资源，据不完全统计，年耗油量约 1800 万吨，其中锅炉点火启动及稳燃用油约 900 万吨。随着新机组的陆续投运，燃油耗量还会激增，因此节约锅炉点火和稳燃用油势在必行。节约锅炉用油的主要途径是“以煤代油” ，即充分利用煤粉的燃烧特性，使煤粉能在冷炉点火时燃烧，代替大部分甚至全部的燃油。最新一代等离子点火技术和微油点火技术是现代大型燃煤发电机组锅炉点火和稳燃过程中，以煤代油的主流节油技术。我公司开发的 THPI-300/600-01 型等离子煤粉点火及稳燃系统，采用仪用压缩空气等离子体作为热源，可直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油冷态点火启动。等离子点火及稳燃装置与传统的燃油点火及稳燃方
6、式相比有以下优点：（1）节油：等离子点火是一种完全不同于与油、气点火的方式，可以实现锅炉等离子无油点火与稳燃。对于新建机组，点火吹管至 168 小时试运行结束期间，若使用该装置，可节省数千吨燃油。（2）环保：煤粉与等离子流之间的热化学反应可以降低锅炉 NOx 的排放量，成功解决锅炉启动、投油运行期间不能使用电除尘设备的难题，有利于环境保护。（3）安全：取消（或停用）炉前燃油系统，可避免由于燃油系统泄露或其它安全隐患造成的各种事故。（4）经济性：点火费用仅为传统油点火的 1020 %，新建大型燃煤机组点火启动可以一次性收回投资。根据节油需要及考虑煤质情况，本项目选用了武汉天和技术股份有限公司生产
7、的 THPI-300/600-01 型等离子煤粉点火及稳燃装置。为保证装置的安全经济运行，特制定本说明书，以供THPI-300/600-01 型等离子煤粉点火及稳燃装置安装、调试、运行、维护过程参考。2 2 等离子点火系统主要构成部分等离子点火系统主要构成部分等离子煤粉点火系统由等离子点火设备及其辅助系统组成，如图 2-1 所示。等离子点火设备由等离子发生器、等离子点火燃烧器组成，辅助系统主要由压缩空气系统、冷却水系统、供配电系统（含隔离变压器、等离子电源柜、电抗器等） 、图像火检系统、一次风速在线检测系统、控制系统、冷炉制粉系统等组成。2-1 等离子点火系统基本构成图3 3 等离子点火系统设
8、备等离子点火系统设备3.13.1 等离子发生器等离子发生器利用直流电将以压缩空气为介质的气体电离，产生功率稳定、定向流动的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一级燃烧筒中形成温度大于 4000K、梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，能在 10-3秒内迅速释放出大量挥发份，同时也使煤粉颗粒破裂粉碎。挥发份迅速燃烧释放热量，从而使煤粉碳颗粒着火燃烧。等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O） 、原子团（OH、H2、O2） 、离子（O2、H2、OH、O、H）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下挥发份析
9、出量提高 20%80%，即等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。THPI-300/600-01 型等离子发生器使用双路载体风来产生高温等离子体，它由阴极、阳极、前进气室、后进气室、引弧装置、开关电源、冷却水腔等组成。等离子发生器采用同轴双气室结构，等离子弧采用空气压缩形式，阳极和阴极在工作时固定不动，其间间距保持恒定。在阴、阳电极间加稳定的大电流，将电极空心筒体中的压缩空气电离形成具有高温导电特性等离子体。前进气室进来的压缩空气将等离子体压缩，并由后进气室进来的压缩空气将等离子体吹出阳极筒体，形成连续稳定的高温等离子体流。THPI-300/600-01 型等离
10、子发生器功率在 140-200KW 范围内连续可调。等离子发生器工作原理，如下图所示：图 3-1 等离子发生器工作原理3.1.13.1.1 阳极阳极阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊金属材料制成，阳极结构为空心圆筒体。为保证安全性，采用水冷方式进行冷却。3.1.23.1.2 阴极阴极阴极也由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊金属材料制成，其结构也为空心圆筒体。采用水冷方式进行冷却，能承受等离子体的高温冲击。3.1.33.1.3 冷却水腔冷却水腔等离子发生器外壳与阳极和阴极连接形成环形冷却水腔，冷却水在水腔内连续流动，冷却发生器的阴、阳极。3.23.2 等离子点火燃烧器等离子点火燃烧器3.2.
11、13.2.1 等离子点火燃烧器点火原理等离子点火燃烧器点火原理与传统的煤粉燃烧器不同，等离子点火燃烧器是借助等离子发生器产生的高温等离子体来点燃煤粉的，属内燃型燃烧器。等离子点火燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用高温等离子体将煤粉点燃：在建立一级点火燃烧过程中, 将经过浓缩的煤粉送入等离子体高温火核中心区域，高温等离子体同浓煤粉混合，伴随的热化学反应过程，提高煤粉释放的挥发份的含量，强化了燃烧过程；后续的煤粉在燃烧器内分级被点燃、火焰逐级放大，可在燃烧器喷嘴处形成 35 米长的火焰（与给煤量有关） 。根据高温等离子体特点设计的多级燃烧器，使燃烧器内的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的
12、工况条件，从而在喷嘴处完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。实验证明，运用这一原理及方法设计的单个燃烧器的出力在 318t/h 范围内。3.2.23.2.2 等离子点火燃烧器结构特点等离子点火燃烧器结构特点等离子点火燃烧器结构示意图如下图所示：图 3-2 等离子点火燃烧器结构示意图等离子点火燃烧器轴向装有等离子发生器，内部由一级燃烧室、二级燃烧室、三级燃烧室、煤粉喷嘴等部分组成。实施等离子点火时，单个燃烧器出力初期定为 3t/h，当一次风温度上升后，逐步增加出力至18t/h（额定出力） 。当炉膛出口烟气温度达到 450左右时，就可以根据需要投入其余一次风喷嘴升负荷。一级燃烧室：引入含粉气流，等离子
13、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。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；设燃烧器壁温监视测点，便于随时对壁温进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器超温。三级燃烧室：挥发份及煤粉进一步燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧；设燃烧器壁温监视测点，便于随时对壁温进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器超温。等离子点火燃烧器的一级、二级、三级燃烧室均利用其外层的冷一次风粉混合物进行冷却，燃烧器本体的材质选用耐热钢，可耐受 1200以上的高温，在其局部关键部位安装有热电偶，供运行人员监视燃烧器的运行情况，防止燃烧器超温、结焦。等离子燃
14、烧器采用内燃方式，燃烧器的壁面要承受高温。为了避免高温煤粉气流的贴壁流动及结焦，在结构上采用了气膜冷却风技术，燃烧器的长期壁温可控制在 600以内。等离子发生器放置在耐磨中心套管内，沿轴向插入等离子燃烧器内的合适的位置。燃烧器测温采用 K 分度铠装热电偶，可直接沿热电偶导管插入到测点，再用螺母固定到导管上，具有可更换性。如果燃烧器壁温超温，控制设备会发出报警信号，运行人员可以通过改变运行方式（可采取提高一次风速和降低一次风粉混合物中煤粉浓度的手段进行降温）来控制燃烧器壁温。在锅炉点火期间，该燃烧器具有等离子点火功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且改造后的燃烧器的外形尺寸及风粉混
15、合气流特性基本保留原有的煤粉燃烧器特点。在锅炉点火启动阶段，等离子发生器产生的高温等离子体可将通过的煤粉直接点燃。这样机组在启动过程中不用投入油枪，仅利用等离子点火系统即可完成锅炉启动、汽轮机冲转、发电机并网并带电负荷。随着等离子点火燃烧器出力提高，炉膛温度达到较高水平时，可以不投燃油即可启动第二台磨煤机继续升负荷，使机组达到较好的节油效果。在锅炉高负荷运行阶段，该燃烧器可作为正常主燃烧器使用，不会对锅炉性能造成影响。这样改造的优点是现场改造工作量较小，锅炉及磨煤机在点火过程中的控制方式比较简单，锅炉启动过程中可以取得较好的节油效果。3.33.3 等离子电气及控制系统等离子电气及控制系统等离子
16、电控系统主要由等离子隔离变、电抗器、直流电源控制柜、就地转接箱、启动箱（高频点火箱）等五部分组成。等离子供电系统取自开关柜，电源经低压开关柜接至等离子隔离变压器，再接至直流柜，输出的直流电送至就地等离子发生器为产生等离子电弧提供电源。3.3.13.3.1 隔离变压器隔离变压器三相 AC380V 电源经隔离变压器引入直流电源控制柜,隔离变压器原边接成三角型、付边接成星型且中性点不接地，从而减少谐波对电源的污染。隔离变压器安装在变压器柜内。变压器柜配自动温控装置及冷却通风机。风机自起动温度设定为 80 。等离子隔离变压器参数表序号项目数值单位隔离变压器 变压器型式环氧浇注干式隔离变压器冷却方式AF绝缘耐热等级H联结组标号 Yd11 额定电流（一次侧）600A额定电压（一次侧）AC380V额定电流（二次侧）400A1额定电压（二次侧）AC575V序号项目数值单位额定频率50Hz重量1650kg外型尺寸1600（宽）1100（深）2200（高）mm
