等离子点火安全事项的说明

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1、等离子点火安全注意事项总的说明 等离子点火，是锅炉点火的一次革命，在战略物资燃油短缺的当前形势下具有重 大的经济效益和政治意义。国家电力公司（原）在其“十五”节油规划中明确指出： “要加大力度抓好等离子点火技术的开发和推广应用，这是火电厂实现大幅度节油的重 大技术措施”。为了积极慎重地推动该项新技术的推广， 2002 年国家电力公司发布了 电站锅炉等离子点火技术应用指南。目前，等离子点火技术使用导则也正在组织 编写。烟台龙源公司为此提出“等离子点火安全注意事项”供等离子点火的设计、安装 调试、运行部门遵循和参考。1. 总则总则的内容主要是说明编写 “等离子点火安全注意事项” 的目的，适用范围、

2、 人员，“等离子点火安全注意事项”的重点，贯彻“等离子点火安全注意事项”的必 要性和关键环节是呈请甲方审查并纳入整个机组的调试大纲。1.1 为了保证等离子点火工程设备现场安全、高效地施工、调试、运行、维护，避免人 身伤害及设备损坏，编制该安全注意事项。1.2 该注意事项适合于等离子点火工程的组织人员、安装人员、现场调试人员和电厂的 运行及维护人员。1.3 烟台龙源电力技术有限公司（以下简称烟台龙源公司）对于等离子点火工程必须指 定现场负责人，负责与甲方、调试单位等有关方面联系及协调工作，建议甲方指定专人 负责相关工作的协调。1.4 现场工作必须遵守有关的安全规程及两票三制等保证安全的制度和要求

3、。1.5 烟台龙源公司必须提出等离子点火工程调试大纲，呈请甲方审查并纳入整个机组的 调试大纲。1.6 在锅炉启动过程中，必须在确保安全的条件下实现等离子点火，特别是防止发生炉 膛爆破、二次燃烧等设备损坏和人员伤害事故。2. 人身安全2.1 维护等离子发生器（更换阴极、阳极等）时应首先停弧，切断整流柜控制电源，将 电源柜切换至就地控制位并挂“有人工作，禁止操作”警示牌，确认等离子发生器无电后方可开始工作。带电设备的维修必须首先切断电源，现场操作有时以切断冷却水源，利用保护动 作的方式来切断电源，是保证不了安全的。2.2 在就地观察炉膛燃烧情况时身体应站在观火孔侧面，防止炉膛负压波动时火焰喷出 伤

4、人；炉膛燃烧不稳时严禁在观火孔、人孔等部位停留。3. 设备安全防止炉膛爆破的关键是提高燃尽率和防止炉膛灭火3.1 冷炉点火，点火初期尽可能提高等离子点火初期的燃尽率。3.1.1 输煤、制粉、除灰、除尘、吹灰系统设备完好，满足锅炉燃煤运行的要求。3.1.2 等离子点火用煤应满足设计煤种。调试过程中，当发现实际使用煤种与设计煤种 不符时，烟台龙源公司应向业主正式提出更换煤种的要求，以保证启动的安全。大容量煤粉燃烧锅炉炉膛选型导则第5.4.1 条明确规定：“机组选择设计煤种时，不应在同一台锅炉上混合燃用较易着火煤与较难着火煤，也 不应分别将其作为设计煤种和校核煤种，因为它们所要求的煤粉细度和燃烧条件

5、相差过 于悬殊。”将给燃烧组织带来较大困难，甚至威胁锅炉的安全、稳定和经济运行。等离子燃烧器是根据煤质特性设计的，对于易燃的煤种主要是防止燃烧器内部结渣， 对于难燃的煤种，主要是考虑点燃和提高燃尽率。等离子点火由于是内燃，其燃烧组织 较全炉膛燃烧组织难度更大，相应对煤质就应给与更多的重视。 “设计煤种”一般是指锅炉设计煤种，但对于个别锅炉的设计煤种对于等离子点火 较为困难的，在技术协议中等离子点火的设计煤种可能会优于锅炉的设计煤种，在锅炉 启动中，为了保证启动安全应按照技术协议规定的设计煤种供煤。设计煤种和实际煤种不可能完全一致，其误差应和锅炉考核试验的误差标准相一致，一般来说锅炉性能验收试验

6、使用的煤种应符合设计煤种，其工业分析的允许变化范围为 =5%（绝对值） =4%（绝对值）= 5%（绝对值） =10%（相对值） = 50 C干燥无灰基挥发份收到基全水份收到基灰份 收到基低位发热量 灰的变形温度（校核煤种）3.1.3 等离子点火装置投入前必须进行一次风管风速的调平，其误差应符合制粉系统技 术协议的要求（一次风速W5%）。一次风管调平是启动调试中的一项重要工作，是保证锅炉火焰不发生偏斜的重要措 施。等离子点火中，能否迅速地点燃和燃尽，都和一次风速和煤粉浓度有关。对于着火 性能较差的煤种，燃烧器点火断面的流速一般应控制在18m/s。而未经调整的一次风管之 间的流速误差可能会达到30

7、%以上。这样一来点火的当地流速就可能达到24m/s左右， 对点燃和燃尽十分不利，也就给炉膛爆破留下了隐患。因此，一次风管的调平对等离子 点火更为重要。为了有效地监视一次风速，等离子点火系统中配有一次风含粉气流的在线监测。 该在线监测装置，在一次风管调平的过程中，也应当同时标定。（包括对变送器进行校验 和对一次风的动压值进行标定）314调节磨煤机出口分离器开度，适当控制煤粉细度，入炉煤收到基挥发分VarW20%, Aar35%的煤种，煤粉细度宜R 15%；入炉煤收到基挥发分VarW20%, Aar40%90的煤种，煤粉细度宜 R 10%。90含粉气流的浓度和细度对着火和燃尽都有较大的影响，对于烟

8、煤，煤粉细度控制在 2530%，对点燃和燃尽影响都不大。但是对于劣质烟煤，煤粉细度对点燃和燃尽影响 较大。控制分离器百叶窗的开度，使煤粉变细，同时也可增加磨煤机的循环倍率，降低 磨煤机的初始出力，对也有利于满足启动曲线的要求。316 初始投入煤量应尽可能满足点火最佳浓度的要求，点燃以后再将投入煤量适当降 低，以满足启动曲线的要求。煤粉浓度对于点燃和燃尽都很重要。对于烟煤最佳点火浓度一般在0.30.35kg/kg， 对于劣质烟煤，煤粉浓度将可能上升到 0506kg/kg 才能满足稳定点燃的要求。但是 磨煤机的初始投入功率，受到满足启动曲线的限制。一般中速磨的出力可以下降到额定出力的 25%40%

9、，采取适当的技术措施还可 能把磨煤机的最低出力进一步降低。但是受到磨煤机风环风速的限制，磨煤机的最小通 风量一般都只能下降到基本通风量的 70%80%，否则将导致压磨；再加上一次风管路 的流速不能太低，以免造成堵粉。因此，在为了满足启动曲线而使磨煤机的最低出力降 低以后，煤粉浓度往往会下降到0.2kg/kg以下，对点燃和燃尽非常不利。为了满足点燃和燃尽的要求，在等离子点火系统中的燃烧器入口，必须设置高效 低阻的管道浓缩装置。但即使这样，受到一次风管风粉分配的影响，有的燃烧器的点火 也可能比较困难，从而增加爆燃和二次燃烧的危险。因此，在等离子燃烧器开始投入的时候，短时间内适当提高磨煤机的出力，有

10、利于 提高煤粉浓度，有利于缩短着火时间，待点燃且燃烧稳定后再降低磨煤机出力，满足启 动曲线的要求是比较有利的。此外，在启磨初期，适当提高给煤机出力，也有利于缩短从启磨到点燃的时间，有 利于减少炉膛爆破和二次燃烧的风险。3.1.7 点火初期因含粉气流浓度较低 ,一次风管路堵粉的可能较小，一次风速度可控制 在 18m/s 以下，并适当提点火功率；待点燃后再适当提高一次风速，降低点火功率。3.1.8 对于旋流燃烧器，等离子点火装置投运前，内、外二次风应关小，着火稳定后， 视燃烧火焰的情况，再逐步开大，并做好记录。3.1.9 对于低灰熔融特性、易于着火的煤种，为了避免等离子燃烧器结渣，可适当提高 一次

11、风速。但不可过高，防止燃烧效率下降较多，飞灰可燃物大幅度增加。对于着火性能较好，灰熔点较低的煤种，点燃较容易。在内燃的方式下，由于一次 风率一般在15%30%，在高度欠氧的还原性气氛下燃烧，将使灰熔点将下降100C。 因此，燃烧器结渣的情况更容易发生。如果等离子燃烧器的等离子发生器是侧插式（径 向插入式），由于等离子弧被气流吹偏，加上等离子发生器头的背风侧存在涡流，更容易 造成燃烧器壁局部超温结渣。为了防止结渣，除了适当降低等离子发生器的功率或降低 燃烧器功率之外，一种有效的措施是提高一次风速，在有的厂甚至将一次风速提高到 30m/s，其结果造成飞灰可燃物大幅度上升。但是，一次风速过高（有的电

12、厂甚至将一次风速提高到2830m/s）使飞灰可燃物 大幅度上升，这将会使二次燃烧的可能性增加。为此，对于神华煤及相似的煤种，首先应尽可能采用等离子发生器轴向插入式的 等离子燃烧器。这种结构的等离子燃烧器具有较好的防燃烧器内部结渣功能，一次风速 可以较低。即使对于神华煤，等离子点火初期，一次风速也可控制在2023m/s，点燃 以后，随着燃烧器出力的增加，再逐渐提高一次风速，并严密监视燃烧器壁温，在燃烧 器壁温不超过300C的条件下，适当控制一次风速不超过26m/s，即使在燃烧器出力较高 时一次风速最大也不宜超过 28m/s。3.2 防止锅炉灭火爆破3.2.1 保证电源和辅助系统的水、气各项参数符

13、合设计要求，及时维护、调整等离子发 生器，及时更换阴极避免断弧。防止等离子断弧，是防止炉膛爆破的重要措施。等离子断弧，除了应改进等离子 发生器的结构，延长等离子发生器阴极的寿命，使电弧稳定以外，最常见的因素是等离 子辅助系统的参数偏离设计值造成断弧。等离子载体空气为压缩空气时，压缩空气带油、带水污染阴阳极，是造成断弧和 阴阳极寿命降低的重要原因；在等离子载体空气由高压风机提供时，由于输送管路阻力 过大，输送管路布置不当，锅炉膨胀时被拉裂，造成风压达不到设计要求也是阳极烧损 严重，造成断弧的重要原因。等离子冷却水水温和水压，是影响等离子发生器阴阳极寿命的重要因素。冷却水 温超过40C将使阴极寿命

14、大幅度缩短。冷却水压过低将引起等离子跳闸，造成断弧。对 于等离子冷却水不是无压排水的系统，不仅要求入口水压不得低于0.5MPa，而且出入口 压差也不得低于0.2MPa，否则由于冷却水量不足也将影响等离子阴阳极的寿命，造成跳 闸频繁。等离子的电源要求电压稳定，当电压波动超过-25%时，将导致等离子跳闸。因此， 从设计上应当尽可能避免等离子的电源应尽量避免与给水泵等大型电机取自同一端母 线。如果已经取自同一段母线，在等离子点火过程，应尽可能避免启动同一段母线上的 给水泵等大型电机。等离子阴极寿命在 DCS 的画面中都有显示，应及时调整电极间距离、及时更换阴极 避免产生断弧。3.2.2 等离子点火之

15、前制粉系统应调试完毕，保证等离子点火有实施的可能，避免在等 离子点火过程中因断煤、制粉系统故障造成灭火导致爆燃。等离子点火时一个系统工程，既然直接点燃煤粉，燃煤时所应具备的一切条件，都 应当具备。有的电厂，在启动中由于煤仓堵煤，造成灭火，有的由于制粉系统保护误动 造成MFT，也是增加炉膛爆破可能性的重要原因，应尽可能防止。3.2.3 在初次投入等离子燃烧器时应严格按照等离子点火调试大纲中规定的点燃时间进 行操作,对于中速磨煤机直吹式制粉系统，当任一角在 180s 内未点燃时，应立即停止相 应磨煤机的运行,经充分通风、查明原因后再重新投入；对于贮仓式制粉系统在 30s 内未 点燃时，应立即停止相

16、应给粉机的运行,经充分通风、查明原因后再重新投入。根据电站煤粉锅炉炉膛防爆规程的规定。“对直吹式系统由于磨煤机内在运行 中要有一定的贮煤量，而制出合格的煤粉并送到燃烧器也需要一定的时间。因此，煤粉 从燃烧器喷入炉膛比原煤从给煤机送出要有一定时间滞后，这一时间的滞后由试验得知， 可以是几秒钟或者多达几分钟，依设备型式及一次风管道的布置不同而不同。贮仓式系 统，煤粉由给粉机送出到从燃烧器喷入炉膛，仅取决于一次风管道布置的长度及一次风 速，因此只需几秒钟，此一滞后时间可先估算再由试验确认”。根据这些规定，经过试验说明，MPS磨煤机一般在6090s左右可能被点燃，HP 磨一般需要90180s，但是对于高水分褐煤，因为水分含量较高，在相同的给煤量下，