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摘要：近年来，伴随着原油及市场油品价格的不断上涨，各项环保指标的不断攀升，燃油火力发电机组越来越受到限制，等离子无油点火方式应运而生。霍州发电厂自2012年投产发电以来，2*600MW均采用先进的等离子无油点火技术，总结了相关运行调整数据和检修经验。然而等离子启弧失败或者点火期间断弧等不利因素将会给机组启停带来困难，对设备存在着较大的安全隐患，所以对要求等离子拉弧的稳定性提出更高的要求。现根据霍州发电厂有关等离子断弧原因的多次现场调试与检测分析，本文从不同的角度探讨得出了等离子断弧产生的原因，介绍了相应的处理措施，最终从根本上解决了点火过程中的断弧问题，确保了机组的安全稳定运行。
关键词：等离子点火;断弧;防范措施
1.概述
按照“绿色电站”的要求，霍州发电厂#1、#2机组均为等离子无油点火机组，均安装的烟台龙源公司的DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器。采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发份较低的（10%）贫煤，实现无油状态下锅炉的冷态启动，是我厂点火和燃烧稳燃的首选设备。然而等离子拉弧失败和频繁断弧现象的频繁发生，是制约发电过程中使用的一个关键问题。另一方面限制了等离子的效率，影响经济性，也给机组安全稳定性带来了隐患。
2.等离子点火的优点
2.1 经济性：对于一些新建电厂，前期节省安装初期投资，优化了复杂的燃油点火系统。相比较燃油的高成本，等离子耗电量为厂用电，其电价成本低。
2.2 简单性：采用单一燃料运行，简化了系统。
2.3 环保性：电除尘可在点火初期投入，降低了点火时排放的大量烟尘。
2.4 安全性：系统取消炉前燃油，从而避免了燃油系统可能发生的火灾事故。
3.等离子点火工作原理
我厂采用的烟台龙源公司DLZ-200型等离子燃烧器是利用直流电流在介质气压在不小于0.01Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成大于6000摄氏度的局部高温区，煤粉颗粒受到高温作用，并在极短时间内内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。
4.等离子体燃烧器的布置方式
我厂2×600MW机组燃油系统取消后，对等离子体煤粉点火及稳燃装置和相应的制粉系统磨煤机设备备用、可靠性的要求的提高，确定在前墙最下层、前墙下数第二层和后墙最下层一次风燃烧器位置安装布置兼有等离子体点火及稳燃功能的等离子体燃烧器，共计12只。
5.等离子点火断弧的危害
等离子燃烧系统一般在机组启动初期和锅炉燃烧不稳定状态下投入使用。由于启动初期炉温较低，着火困难，如果等离子出现断弧，将使着火不稳，点火失败。造成机组启动时间的拖延。低负荷锅炉燃烧不稳时，如果出现断弧将会错失抢救时间，达不到良好的稳燃效果，可能造成锅炉MFT保护动作，造成其他设备联动，机组非停。
6.等离子断弧原因分析
6.1 等离子载体风风压、等离子冷却水水压异常。
经数次实验和调试总结，此项为我厂拉弧失败或断弧最主要的原因。等离子载体风压分为一级风压和二级风压。我厂等离子载体风的供应方式为机组杂用压缩空气。载体风压调整的大小值将直接影响到产生电弧的长短、所携带能量的高低。阴阳极电击二级风使其电离产生电弧，一级风将电离后与煤粉混燃后的二级风吹进炉膛。我厂一、二级风压均通过采用就地手动门调整，一般维持一级风压为0.1MPa，二级风压为0.05MP。由于现场环境因素，风压调整手动门会因为现场振动而出现改变，造成引起风压偏离正常值。
我厂等离子冷却水采用闭式水供应，它的作用是冷却阳极、阴极及线圈产生的热量，有专门的等离子冷却水泵保持水压，现我厂因闭式水压力足够保持，故正常情况由闭式水泵保持，等离子冷却水泵作为备用。一般控制在0.2Mpa以上。等离子冷却水压不正常将会引起等离子发生器温度过高，影响设备使用寿命，影响其持续工作能力，从而影响稳定性。
6.2 阴阳极头击穿或者赃污。
阴阳极头均有使用寿命，阳极头为80h、阴极头为200h。阴阳极头击穿后会造成冷却水内漏，容易使喷燃器口出现结焦堵塞，而且冷却水易倒灌至磨煤机内不易发现，造成磨煤机大罐进水。阴阳极头在接触之后判断电压为零后，方才开始加电流，阴极头后退的同时产生电弧。如果极头脏污会影响拉弧，所以必须要保持清洁，接触面、起弧部位对地电阻最好为零。
6.3 电压电流波动。
等离子拉弧需要较高的电源稳定性，对输入电源的品质要求较高，如果电源电压波动较大，将会造成断弧或者拉弧困难，所以要求一般不超过（200～400）V±5%。
6.4 通讯故障
整流柜、PLC、上位机间均采用通讯卡件进行数据传输。通讯电缆、卡件、PLC模块等任一环节出现异常，均会产生通讯故障信号，从而导致断弧现象的发生。
7.防止等离子点火期间断弧采取的措施
7.1 在喷燃器出口加装稳焰齿环。通过加装稳焰齿环使在等离子发生器点着的煤粉可以进一步与喷燃器出口的煤粉混合，从而达到较远距离燃烧。
7.2 根据现场参数，适度调整等离子一级风压，现我厂等离子一级风压由原先的0.1Mpa调整至0.13Mpa。较高的一级风压可以避免等离子发生器膛内着火，烧膛断弧的发生。混合煤粉的二级风可以被带至较远的距离扩散燃烧。
7.3 适度加大等离子发生器电流，在等离子发生器规定电流范围内稍微加大设定电流会加大电离效果，提高启弧率。
7.4 调整合理的等离子发生器间隙可以更有利于阴阳极启弧，从而减少断弧的发生。
7.5 等离子通讯电缆单独布置，避免与其他强电信号交叉，造成通讯中断，拉弧失败。
7.6 强化生产管理，岗位责任明确。
1）、运行人员严格执行定期工作，发现存在启弧失败或者断弧的及时联系检修处理，以免影响后期正常使用。
2）、检修人员定期对阴阳极头检查，保持清洁。遇到机组大、小修时候按照检修计划对等离子燃烧器进行全面拆装内部零件检查，最终回复原貌，防止漏水漏气现象的发生。
3）、定期对风压水压进行调整检查，确保风压水压正常，尤其冬季对等离子冷却水系统做好防冻措施。
4）、确保等离子电源的稳定，检查等离子变送电正常，母线电压正常，整流柜无报警，绝缘值在合格范围。
8.效果对比
通过对防止等离子断弧措施的严格执行。等离子断弧显现已从普遍出现变为偶尔发生。断弧次数明显降低。拿#2炉为例，如表示：
9.結论
通过防止等离子断弧措施的积极实施，显著减少我厂等离子断弧现象的发生，为机组安全运行提供了可靠的技术支持。等离子点火技术是一项先进的技术，其断弧的原因是复杂多样的，必须从各个方面考虑，采取综合技术措施，今后仍需进一步的深入研究，不断革新技术，从而达到将不利因素降至最低，确保机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 吴曙笛 等离子体技术在煤粉锅炉点火和稳燃中的应用 [J] 电力建设 1998
[2] 王建伟 等离子燃烧器结构特点和运行特性的研究 [D] 华北电力大学（北京）2010
[3] 花茂来、黄磊 600MW超临界直流锅炉等离子点火技术应用情况 《热力发电》 2007
作者简介：
李华勇，1989-，男，山西洪洞人，助理工程师，毕业于山西大学工程学院热能与动力工程专业，学士学位，现在国家能源集团公司霍州发电厂工作。
张朝辉，1984-，男，山西襄汾人，助理工程师，毕业于山西大学工程学院热能与动力工程专业，学士学位，现在国家能源集团公司霍州发电厂工作。
（作者单位：国家能源集团公司霍州发电厂）
关键词：等离子点火;断弧;防范措施
1.概述
按照“绿色电站”的要求，霍州发电厂#1、#2机组均为等离子无油点火机组，均安装的烟台龙源公司的DLZ-200型等离子煤粉点火燃烧器。采用直流空气等离子体作为点火源，可点燃挥发份较低的（10%）贫煤，实现无油状态下锅炉的冷态启动，是我厂点火和燃烧稳燃的首选设备。然而等离子拉弧失败和频繁断弧现象的频繁发生，是制约发电过程中使用的一个关键问题。另一方面限制了等离子的效率，影响经济性，也给机组安全稳定性带来了隐患。
2.等离子点火的优点
2.1 经济性：对于一些新建电厂，前期节省安装初期投资，优化了复杂的燃油点火系统。相比较燃油的高成本，等离子耗电量为厂用电，其电价成本低。
2.2 简单性：采用单一燃料运行，简化了系统。
2.3 环保性：电除尘可在点火初期投入，降低了点火时排放的大量烟尘。
2.4 安全性：系统取消炉前燃油，从而避免了燃油系统可能发生的火灾事故。
3.等离子点火工作原理
我厂采用的烟台龙源公司DLZ-200型等离子燃烧器是利用直流电流在介质气压在不小于0.01Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成大于6000摄氏度的局部高温区，煤粉颗粒受到高温作用，并在极短时间内内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。
4.等离子体燃烧器的布置方式
我厂2×600MW机组燃油系统取消后，对等离子体煤粉点火及稳燃装置和相应的制粉系统磨煤机设备备用、可靠性的要求的提高，确定在前墙最下层、前墙下数第二层和后墙最下层一次风燃烧器位置安装布置兼有等离子体点火及稳燃功能的等离子体燃烧器，共计12只。
5.等离子点火断弧的危害
等离子燃烧系统一般在机组启动初期和锅炉燃烧不稳定状态下投入使用。由于启动初期炉温较低，着火困难，如果等离子出现断弧，将使着火不稳，点火失败。造成机组启动时间的拖延。低负荷锅炉燃烧不稳时，如果出现断弧将会错失抢救时间，达不到良好的稳燃效果，可能造成锅炉MFT保护动作，造成其他设备联动，机组非停。
6.等离子断弧原因分析
6.1 等离子载体风风压、等离子冷却水水压异常。
经数次实验和调试总结，此项为我厂拉弧失败或断弧最主要的原因。等离子载体风压分为一级风压和二级风压。我厂等离子载体风的供应方式为机组杂用压缩空气。载体风压调整的大小值将直接影响到产生电弧的长短、所携带能量的高低。阴阳极电击二级风使其电离产生电弧，一级风将电离后与煤粉混燃后的二级风吹进炉膛。我厂一、二级风压均通过采用就地手动门调整，一般维持一级风压为0.1MPa，二级风压为0.05MP。由于现场环境因素，风压调整手动门会因为现场振动而出现改变，造成引起风压偏离正常值。
我厂等离子冷却水采用闭式水供应，它的作用是冷却阳极、阴极及线圈产生的热量，有专门的等离子冷却水泵保持水压，现我厂因闭式水压力足够保持，故正常情况由闭式水泵保持，等离子冷却水泵作为备用。一般控制在0.2Mpa以上。等离子冷却水压不正常将会引起等离子发生器温度过高，影响设备使用寿命，影响其持续工作能力，从而影响稳定性。
6.2 阴阳极头击穿或者赃污。
阴阳极头均有使用寿命，阳极头为80h、阴极头为200h。阴阳极头击穿后会造成冷却水内漏，容易使喷燃器口出现结焦堵塞，而且冷却水易倒灌至磨煤机内不易发现，造成磨煤机大罐进水。阴阳极头在接触之后判断电压为零后，方才开始加电流，阴极头后退的同时产生电弧。如果极头脏污会影响拉弧，所以必须要保持清洁，接触面、起弧部位对地电阻最好为零。
6.3 电压电流波动。
等离子拉弧需要较高的电源稳定性，对输入电源的品质要求较高，如果电源电压波动较大，将会造成断弧或者拉弧困难，所以要求一般不超过（200～400）V±5%。
6.4 通讯故障
整流柜、PLC、上位机间均采用通讯卡件进行数据传输。通讯电缆、卡件、PLC模块等任一环节出现异常，均会产生通讯故障信号，从而导致断弧现象的发生。
7.防止等离子点火期间断弧采取的措施
7.1 在喷燃器出口加装稳焰齿环。通过加装稳焰齿环使在等离子发生器点着的煤粉可以进一步与喷燃器出口的煤粉混合，从而达到较远距离燃烧。
7.2 根据现场参数，适度调整等离子一级风压，现我厂等离子一级风压由原先的0.1Mpa调整至0.13Mpa。较高的一级风压可以避免等离子发生器膛内着火，烧膛断弧的发生。混合煤粉的二级风可以被带至较远的距离扩散燃烧。
7.3 适度加大等离子发生器电流，在等离子发生器规定电流范围内稍微加大设定电流会加大电离效果，提高启弧率。
7.4 调整合理的等离子发生器间隙可以更有利于阴阳极启弧，从而减少断弧的发生。
7.5 等离子通讯电缆单独布置，避免与其他强电信号交叉，造成通讯中断，拉弧失败。
7.6 强化生产管理，岗位责任明确。
1）、运行人员严格执行定期工作，发现存在启弧失败或者断弧的及时联系检修处理，以免影响后期正常使用。
2）、检修人员定期对阴阳极头检查，保持清洁。遇到机组大、小修时候按照检修计划对等离子燃烧器进行全面拆装内部零件检查，最终回复原貌，防止漏水漏气现象的发生。
3）、定期对风压水压进行调整检查，确保风压水压正常，尤其冬季对等离子冷却水系统做好防冻措施。
4）、确保等离子电源的稳定，检查等离子变送电正常，母线电压正常，整流柜无报警，绝缘值在合格范围。
8.效果对比
通过对防止等离子断弧措施的严格执行。等离子断弧显现已从普遍出现变为偶尔发生。断弧次数明显降低。拿#2炉为例，如表示：
9.結论
通过防止等离子断弧措施的积极实施，显著减少我厂等离子断弧现象的发生，为机组安全运行提供了可靠的技术支持。等离子点火技术是一项先进的技术，其断弧的原因是复杂多样的，必须从各个方面考虑，采取综合技术措施，今后仍需进一步的深入研究，不断革新技术，从而达到将不利因素降至最低，确保机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 吴曙笛 等离子体技术在煤粉锅炉点火和稳燃中的应用 [J] 电力建设 1998
[2] 王建伟 等离子燃烧器结构特点和运行特性的研究 [D] 华北电力大学（北京）2010
[3] 花茂来、黄磊 600MW超临界直流锅炉等离子点火技术应用情况 《热力发电》 2007
作者简介：
李华勇，1989-，男，山西洪洞人，助理工程师，毕业于山西大学工程学院热能与动力工程专业，学士学位，现在国家能源集团公司霍州发电厂工作。
张朝辉，1984-，男，山西襄汾人，助理工程师，毕业于山西大学工程学院热能与动力工程专业，学士学位，现在国家能源集团公司霍州发电厂工作。
（作者单位：国家能源集团公司霍州发电厂）