發(fā)布時間：2020-08-11所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： [摘 要] 以華電湖北襄樊電廠6號600 Mw 機組為例，對等離子燃燒器在實際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行分析，提出了對等離子發(fā)生器陰極頭使用壽命、燃燒器超溫和結(jié)渣等的解決措施。這些方法可為同類機組設(shè)計和使用等離子燃燒器點火提供參考。 [關(guān)鍵詞] 等離子燃燒器;無
[摘 要] 以華電湖北襄樊電廠6號600 Mw 機組為例，對等離子燃燒器在實際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行分析，提出了對等離子發(fā)生器陰極頭使用壽命、燃燒器超溫和結(jié)渣等的解決措施。這些方法可為同類機組設(shè)計和使用等離子燃燒器點火提供參考。
[關(guān)鍵詞] 等離子燃燒器;無油點火;鍋爐;600 MW 機組
華電湖北襄樊電廠#6號600 Mw 機組鍋爐為上海鍋爐廠制造的丌型超臨界、一次中間再熱、四角切圓燃燒、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣爐，其配置6臺中速磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器分6層布置，最下層(A層)采用等離子燃燒器。等離子燃燒器可在鍋爐冷態(tài)直接點燃煤粉，實現(xiàn)機組無油點火和低負(fù)荷無油穩(wěn)燃。6號機組鍋爐從鍋爐冷態(tài)點火、汽輪機沖轉(zhuǎn)和機組整組起動，整個過程采用了等離子燃燒器，實現(xiàn)了全燃煤，零耗油。
1 等離子燃燒器點火原理
等離子燃燒器主要包括等離子發(fā)生器和燃燒器兩部分。等離子發(fā)生器主要由陽極組件、陰極組件、線圈組件組成。陽極組件與陰極組件是形成電弧的2個金屬電極，在2個電極間加穩(wěn)定的大電流，使電極之間的空氣電離形成具有高溫導(dǎo)電特性的等離子體。在等離子體內(nèi)含有大量陰陽離子，且具有超過5 000 K的溫度梯度。線圈通電后產(chǎn)生強磁場，使空氣等離子體壓縮，并由載體風(fēng)或壓縮空氣吹出陽極，形成高溫電弧。利用高溫電弧點燃一級煤粉，然后再分兩級點燃外層煤粉。
2 存在的問題
(1)等離子發(fā)生囂陰極頭使用壽命短 以襄樊電廠6號機組所配的等離子燃燒器為例，在等離子發(fā)生器的組件中，陰極頭屬于關(guān)鍵部件，但是陰極頭的使用壽命一般最長(100~110)h，平均運行70 h就需要更換。
(2)等離子燃燒器結(jié)渣和超溫在停爐檢查中，發(fā)現(xiàn)等離子燃燒器有輕微結(jié)渣。從等離子燃燒器的點火機理可以看出，等離子燃燒器不同于普通煤粉爐的燃燒器，它是在燃燒器內(nèi)將煤粉逐級點燃，因此，必然在燃燒器內(nèi)形成一個高溫區(qū)，如果燃燒器壁面附近的溫度超過所燃煤的流化溫度就容易引起燃燒器結(jié)渣。此外，等離子燃燒器內(nèi)筒前壁溫度(靠近等離子發(fā)生器插入端)應(yīng)控制在100℃以下，后壁溫度應(yīng)控制在150℃以下。在運行中，內(nèi)筒前壁溫度大部分時間在9O℃左右，但短期高達(dá)110℃ ，應(yīng)防止出現(xiàn)這種情況。
(3)磨煤機振動大。6號機組在應(yīng)用等離子燃燒器過程中，鍋爐冷態(tài)點火、機組整組起動均是在冷態(tài)下直接點燃煤粉，為滿足機組的升溫升壓曲線的要求，起動初期以及汽機沖轉(zhuǎn)過程給煤量一般控制在(14～16)t/h。而該煤量范圍接近磨煤機的最小穩(wěn)定出力，因此磨煤機在該給煤量下運行振動較大，導(dǎo)致等離子燃燒器對應(yīng)的磨煤機出口門密封風(fēng)管接口處被振開。
(4) 飛灰自燃和鍋爐尾部再燃燒、輸灰系統(tǒng)發(fā)生自燃 采用等離子點火起動,飛灰中可燃物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)30%-40%,在整套起動空負(fù)荷試運階段,由于過早地投入電除塵器,未燃盡灰輸送到灰?guī)旌?灰?guī)斓臍饣L(fēng)溫度在100℃以上,造成含碳量高的飛灰堆積在灰?guī)熘幸鹱匀肌］敾蚁到y(tǒng)發(fā)生自燃等離子燃燒器是在鍋爐冷態(tài)下直接點燃煤粉，這樣必然帶來燃燒不完全、飛灰含碳量偏高的問題。在6號機組應(yīng)用等離子燃燒器點火過程中，飛灰含碳量一般在27 ～3O 范圍內(nèi)，最高達(dá)4O 。襄樊電廠采用干式除灰系統(tǒng)，省煤器和電除塵下的灰被直接輸送到灰?guī)欤阱仩t冷態(tài)點火和機組整組起動中，灰?guī)煸?jīng)發(fā)生輕微自燃。
3 解決措施
(1)等離子發(fā)生器的陰極頭采用高導(dǎo)電率的金屬材料制成，在沒有研制出更好的耐用材料前，可通過監(jiān)測等離子發(fā)生器的直流電壓和電流的變化判斷陰極頭的更換。在陰極正常工作狀態(tài)下，電壓和電流均勻脈動，如果電壓、電流波動過大或者陰極使用已經(jīng)超過(70~80)h，應(yīng)考慮更換陰極頭。
(2)等離子燃燒器壁溫超溫和結(jié)渣問題主要受一次風(fēng)速和濃度影響。在運行過程中，一次風(fēng)速應(yīng)保持不低于26 m/s，一次風(fēng)濃度可參照等離子燃燒器配備的專用火焰監(jiān)測電視來調(diào)節(jié)。根據(jù)經(jīng)驗，火焰呈粉包火是一種比較好的運行狀態(tài)，要保持有煤粉貼近燃燒器，保護(hù)燃燒器不超溫，降低燃燒器結(jié)渣的危險。另外，等離子燃燒器內(nèi)筒結(jié)渣主要發(fā)生在靠近其發(fā)生器頭部，因此等離子發(fā)生器深入燃燒器內(nèi)筒的深度可適當(dāng)增加。
(3)磨煤機振動大主要是由于其工作在不穩(wěn)定的區(qū)域，可通過以下方法進(jìn)行改善：使用現(xiàn)有制粉設(shè)備，將給煤量增大至磨煤機的穩(wěn)定出力區(qū)域，同時將鍋爐產(chǎn)生的多余蒸汽通過對空排氣或者旁路排氣。
(4) 為防止飛灰自燃和鍋爐尾部再燃燒事故發(fā)生,要求在機組并網(wǎng)后2臺磨煤機運行,電負(fù)荷達(dá)負(fù)荷60MW(煤量大約在40T/H左右)以上時方可投入電除塵器運行,此時實測飛灰可燃物在4%以下。并且,灰?guī)觳贿B續(xù)通入加熱的氣化風(fēng),只有在放灰時,才通入熱的氣化風(fēng),另外就是加快灰?guī)斓姆呕翌l率。通過采取以上措施,灰?guī)炖锏娘w灰沒有再出現(xiàn)過自燃現(xiàn)象。另在煤量25~28t/時，飛灰可燃物經(jīng)化學(xué)化驗為26.32%，與設(shè)計25%標(biāo)準(zhǔn)相近，排除人為因素及采集、表計等因素，可以認(rèn)為達(dá)到設(shè)計要求。因此在投用等離子燃燒器期間，只要注意保持空預(yù)器連續(xù)吹灰，發(fā)生尾部再燃燒的幾率很小。
等離子點火技術(shù)運行問題及措施相關(guān)期刊推薦：《電站系統(tǒng)工程》(雙月刊)創(chuàng)刊于1985年，由哈爾濱電站設(shè)備成套設(shè)計研究所;哈爾濱電站工程有限責(zé)任公司主辦。是專業(yè)技術(shù)性刊物。報道國內(nèi)外電力工程領(lǐng)域的研究成果和發(fā)展動向。讀者對象為電力專業(yè)的科研人員及大專院校師生。有英文目次和英文文摘。
4 等離子點火系統(tǒng)運行中的注意事項 結(jié)合襄樊電廠等離子系統(tǒng)的運行實際情況，總結(jié)以下幾點等離子運行調(diào)整時的需要注意的事項:
(1) 四角拉弧后，應(yīng)派人到就地檢查拉弧情況;
(2) 磨煤機啟動初期，由于磨煤機入口一次風(fēng)溫度低、風(fēng)量低、分離器擋板開度小及燃燒器系統(tǒng)阻力大等因素，及易造成磨煤機壓煤現(xiàn)象的發(fā)生。所以磨煤機剛啟動初期，要加強對磨煤機的電流、出口溫度、內(nèi)部壓力、入口風(fēng)溫及一次風(fēng)量的監(jiān)視，觀察爐內(nèi)煤粉進(jìn)入情況等;
(3) A磨煤機斷角運行時，注意對斷角風(fēng)粉管道的監(jiān)視，防止由于出口門不嚴(yán)造成積粉增多，造成煤粉管道內(nèi)積粉自燃現(xiàn)象的發(fā)生。此時運行人員應(yīng)用紅外線測溫儀，對該風(fēng)粉管道全線測溫，及時發(fā)現(xiàn)積粉自燃情況;
(4) 加強爐內(nèi)燃燒狀況監(jiān)視，根據(jù)圖像火檢判斷燃燒情況，并應(yīng)實地觀察爐膛燃燒情況，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)燃燒惡劣，爐膛負(fù)壓波動大，應(yīng)采取提高點火器功率，調(diào)整風(fēng)量及一次風(fēng)速、煤粉濃度，爐膛總風(fēng)量等措施，若燃燒仍不好，應(yīng)立即停止磨煤機運行，停止點火器運行，進(jìn)行爐膛吹掃，查明原因后，重新啟動;
(5) 在點火初期，要根據(jù)給煤量與磨煤機入口風(fēng)量等參數(shù)，做好風(fēng)粉速度、煤粉濃度等重要參數(shù)異常的預(yù)想，并在點火的過程中，根據(jù)煤粉著火情況，有根據(jù)地加以調(diào)整;
(6) 在等離子點火裝置投入后，必須注意控制煙溫探針的溫度小于538℃，保護(hù)再熱器，防止其管壁溫度超溫，如果超溫，應(yīng)注意降低磨煤機的最小出力;從燃燒配風(fēng)角度進(jìn)行調(diào)整，盡量減少爐底部風(fēng)量，加大頂部風(fēng)量等措施。
[結(jié) 語]
等離子無油點火技術(shù)在襄樊電廠6號機組的成功應(yīng)用，說明利用等離子燃燒器實現(xiàn)燃煤機組無油點火、無油沖轉(zhuǎn)、低負(fù)荷穩(wěn)燃是可行的。在應(yīng)用過程中存在的問題，可通過優(yōu)化設(shè)計和調(diào)整運行參數(shù)得到解決。其它同類機組在應(yīng)用等離子燃燒器點火時，應(yīng)對其存在的和容易引發(fā)的問題加以重視，確保在提高機組運行經(jīng)濟性的同時保證其安全運行。——論文作者：易嘉
