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摘 要：本文重点介绍了某电厂2号炉等离子燃烧器的改造过程，从等离子构造和点火过程出发，论述等离子点火系统在直吹式制粉系统中的应用，以及在节约能耗方面的贡献，为等离子点火系统在350MW机组中成功应用，开辟一条节能、环保的新思路、新办法。
关键词：锅炉 等离子 节油 改造 经济性
前言
由于受电网空间限制，某电厂经常性进行低谷深度调峰工作，两台炉经常在低谷深度调峰时投油稳燃，另一方面，受煤炭市场和冬季季节性气候影响，每到冬季供热期，锅炉经常性出现棚煤、断煤，为保证锅炉燃烧稳定和供热，需投油稳燃，另外机组停运检修和修后的启动和试验，需消耗相当数量燃油，致使某电厂油耗指标长期居高不下，为减少燃油消耗，降低发电单位成本，提高经济效益，对2号锅炉A、B层燃烧器进行等离子点火改造。等离子改造后，取得了良好的安全经济效益。
1 锅炉概况
某电厂2×350MW锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式，燃用褐煤。机组最大连续负荷（即BMCR工况）时，锅炉的蒸发量为1165t/h；机组电负荷为350MW（即THA工况）时，锅炉的额定蒸发量为1045.56t/h。
1.1 制粉系统
锅炉配6台MPS190HP-II中速磨煤机，正压直吹式制粉系统，在BMCR工况时，5台磨煤机运行，1台备用。设计煤粉细度R90=35%。
1.2 燃烧系统
锅炉采用四角布置的切向摆动式燃烧器，按照炉膛尺寸的大小选取适当的燃烧器出口射流中心线同炉膛截面对角线的夹角△α，由此确定的燃烧出口射流中心线和水冷壁中心线的夹角分别为39°和46°。在炉膛中心形成逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切园。为了削弱炉膛出口烟气的旋转强度，减小四角燃烧引起的炉膛出口烟温偏差，主燃烧器上方设置了SOFA燃烧器，SOFA风室被设计成反切，使其喷嘴出口中心线同主喷嘴中心线成12°的夹角，其目的就是要形成一个反向动量矩，来平衡主燃烧器的旋转动量矩，而达到减少炉膛出口烟温偏差之目的，另外，还选取了较大的燃烬风率，来控制NOx的排放量。
2 等离子体点火系统介绍
2.1 等离子燃烧器
等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。
2.2 等离子发生器
本工程配置DLZ-MA-300D型等离子发生器，该等离子体发生器主要由阳极支架组件、起弧阳极组件、过渡阳极组件、阴极枪、拉弧机构及主阳极等组成。
DLZ-MA-300D 型等离子体发生器工作的最小功率为80kW，最大功率可达200kW。可以根据点火的要求，在启动成功后通过适当调整等离子体发生器的工作电流并相应调整工作气的流量来改变发生器的功率，以适应不同煤粉的点火要求
2.3 控制系统
等离子体点火采用就地显示屏控制与DCS控制，就地控制系统与DCS采用硬接线连接方式。
2.4 壁温监测系统
每套等离子燃烧器共装设三套壁温监测系统，并接入DCS控制系统中，用以监测等离子燃烧器各段壁温
2.5 电源系统
在6.3KVA、B段上各安装1台高压开关，分别引致等离子电子间内的干式变，通过低压开关柜接出8路，分别送至8台整流柜，输出的直流电送至就地等离子体点火器以产生等离子体电弧。
1、2号冷却水泵电源来分别来自MCCA、B段380VAC；1、2号火检冷却风机电源来分别来自MCCA段、保安段380VAC。
3 等离子燃烧器在某电厂2号炉的应用
3.1 等离子点火构成及改造内容
某电厂2号锅炉点火系统采用的等离子点火，由等离子点火设备及其辅助系统组成，等离子点火设备由等离子发生器、等离子燃烧器、隔离变压器、电源柜等组成，辅助系统由载体空气系统、冷却水系统、图像火检及冷却风系统、热控系统、燃烧器壁温监测系统等组成。
采用烟台龙源等离子技术，对2号炉A、B层燃烧器进行了等离子改造，配置的等离子体燃烧器共计2层×4只/层=8只。
3.2 等离子点火系统启动和运行
3.2.1 等离子启动前的准备
某电厂2号炉在启动前，对装有等离子燃烧器的A、B磨煤机进行一次风标定，使一次风粉管的风速基本平衡，其误差在5%以内，近角在下限误差，远角在上限误差；以使热态运行时各一次风管的风量、风速、煤粉携带量基本平衡；对A、B磨煤机分离器挡板进行调整，以使煤粉细度细度R90保持在15%-20%，以保证煤粉安全稳定的点燃；投入等离子系统冷却水系统、冷却风系统，调整载体风一二次风压以满足等离子点火要求。
3.2.2 等离子点火启动
由于锅炉采用直吹式制粉系统，直吹式制粉系统在锅炉冷态使用等离子点火启动时，要对送人炉膛的煤粉进行干燥，在启动中使用装在热一次风道上的启磨风油枪，来加热一次风，以满足启动磨煤机使其达到锅炉送粉条件后，等离子开始拉弧，调整拉弧电流在250A-280A，启动磨煤机送粉，点火初期一次风速保持在18m/s左右为宜，并控制等离子体燃烧器壁温不超过400℃。
由于采用等离子点火技术，在经历了2号炉点火启动和低负荷稳燃，取得了良好的效果，不但节省了燃油，使经营成本降低，还保障机组在低负荷运行时的安全，使安全生产得到有效的保障。
4 经济效益分析
4.1 直接经济效益
由于某电厂2号炉采用等离子点火技术，完全使用等离子点火启动，按机组冷态启动最低需耗燃油18吨0号轻柴油计算，每吨0号轻柴油价格按6000元计算，机组冷态启动消耗燃油费用为108000元；等离子点火系统消耗费用：按等离子额定电压575V，额定电流350A计算，共两层8只等离子，即投入两层等离子每小时最大消耗费用为504元，如果按启动耗时12小时计算，消耗费用为6048元；也就是说机组启动使用等离子点火比使用燃油，节省10.1952万元，经济效益非常明显。调峰费用：使用等离子稳燃，每小时消耗费用为504元，使用油枪稳燃，每小时消耗费用为5760元，使用等离子节能效益明显。
4.2 间接经济效益
等离子未改造前，机组在低负荷运行时，由于燃油系统投入，致使烟气中氮氧化物排放严重超标，给环境带来严重的污染，同时，大量未燃尽的油滴进入除尘器布袋，长期使用，致使布袋损坏率大大增加，这些均给电厂带来不可估量的间接经济损失。在机组投入等离子无油点火系统，布袋除塵器可以在锅炉启动及低负荷期间正常投入，损坏率大大降低，同时减少了粉尘和烟气中氮氧化物排放，避免了环境污染，给电厂带来显著的社会效益和经济效益。
5 结束语
随着2号锅炉的等离子点火启动成功和低负荷稳燃过程的实现，以及等离子点火技术的稳定性、实用性和经济性，标志着通过改造的A、B层等离子点火技术，在2号炉应用成功，将会为等离子点火系统在350MW机组中成功应用，开辟一条节能、环保的新思路、新办法。
关键词：锅炉 等离子 节油 改造 经济性
前言
由于受电网空间限制，某电厂经常性进行低谷深度调峰工作，两台炉经常在低谷深度调峰时投油稳燃，另一方面，受煤炭市场和冬季季节性气候影响，每到冬季供热期，锅炉经常性出现棚煤、断煤，为保证锅炉燃烧稳定和供热，需投油稳燃，另外机组停运检修和修后的启动和试验，需消耗相当数量燃油，致使某电厂油耗指标长期居高不下，为减少燃油消耗，降低发电单位成本，提高经济效益，对2号锅炉A、B层燃烧器进行等离子点火改造。等离子改造后，取得了良好的安全经济效益。
1 锅炉概况
某电厂2×350MW锅炉为亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式，燃用褐煤。机组最大连续负荷（即BMCR工况）时，锅炉的蒸发量为1165t/h；机组电负荷为350MW（即THA工况）时，锅炉的额定蒸发量为1045.56t/h。
1.1 制粉系统
锅炉配6台MPS190HP-II中速磨煤机，正压直吹式制粉系统，在BMCR工况时，5台磨煤机运行，1台备用。设计煤粉细度R90=35%。
1.2 燃烧系统
锅炉采用四角布置的切向摆动式燃烧器，按照炉膛尺寸的大小选取适当的燃烧器出口射流中心线同炉膛截面对角线的夹角△α，由此确定的燃烧出口射流中心线和水冷壁中心线的夹角分别为39°和46°。在炉膛中心形成逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切园。为了削弱炉膛出口烟气的旋转强度，减小四角燃烧引起的炉膛出口烟温偏差，主燃烧器上方设置了SOFA燃烧器，SOFA风室被设计成反切，使其喷嘴出口中心线同主喷嘴中心线成12°的夹角，其目的就是要形成一个反向动量矩，来平衡主燃烧器的旋转动量矩，而达到减少炉膛出口烟温偏差之目的，另外，还选取了较大的燃烬风率，来控制NOx的排放量。
2 等离子体点火系统介绍
2.1 等离子燃烧器
等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉，从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃。
2.2 等离子发生器
本工程配置DLZ-MA-300D型等离子发生器，该等离子体发生器主要由阳极支架组件、起弧阳极组件、过渡阳极组件、阴极枪、拉弧机构及主阳极等组成。
DLZ-MA-300D 型等离子体发生器工作的最小功率为80kW，最大功率可达200kW。可以根据点火的要求，在启动成功后通过适当调整等离子体发生器的工作电流并相应调整工作气的流量来改变发生器的功率，以适应不同煤粉的点火要求
2.3 控制系统
等离子体点火采用就地显示屏控制与DCS控制，就地控制系统与DCS采用硬接线连接方式。
2.4 壁温监测系统
每套等离子燃烧器共装设三套壁温监测系统，并接入DCS控制系统中，用以监测等离子燃烧器各段壁温
2.5 电源系统
在6.3KVA、B段上各安装1台高压开关，分别引致等离子电子间内的干式变，通过低压开关柜接出8路，分别送至8台整流柜，输出的直流电送至就地等离子体点火器以产生等离子体电弧。
1、2号冷却水泵电源来分别来自MCCA、B段380VAC；1、2号火检冷却风机电源来分别来自MCCA段、保安段380VAC。
3 等离子燃烧器在某电厂2号炉的应用
3.1 等离子点火构成及改造内容
某电厂2号锅炉点火系统采用的等离子点火，由等离子点火设备及其辅助系统组成，等离子点火设备由等离子发生器、等离子燃烧器、隔离变压器、电源柜等组成，辅助系统由载体空气系统、冷却水系统、图像火检及冷却风系统、热控系统、燃烧器壁温监测系统等组成。
采用烟台龙源等离子技术，对2号炉A、B层燃烧器进行了等离子改造，配置的等离子体燃烧器共计2层×4只/层=8只。
3.2 等离子点火系统启动和运行
3.2.1 等离子启动前的准备
某电厂2号炉在启动前，对装有等离子燃烧器的A、B磨煤机进行一次风标定，使一次风粉管的风速基本平衡，其误差在5%以内，近角在下限误差，远角在上限误差；以使热态运行时各一次风管的风量、风速、煤粉携带量基本平衡；对A、B磨煤机分离器挡板进行调整，以使煤粉细度细度R90保持在15%-20%，以保证煤粉安全稳定的点燃；投入等离子系统冷却水系统、冷却风系统，调整载体风一二次风压以满足等离子点火要求。
3.2.2 等离子点火启动
由于锅炉采用直吹式制粉系统，直吹式制粉系统在锅炉冷态使用等离子点火启动时，要对送人炉膛的煤粉进行干燥，在启动中使用装在热一次风道上的启磨风油枪，来加热一次风，以满足启动磨煤机使其达到锅炉送粉条件后，等离子开始拉弧，调整拉弧电流在250A-280A，启动磨煤机送粉，点火初期一次风速保持在18m/s左右为宜，并控制等离子体燃烧器壁温不超过400℃。
由于采用等离子点火技术，在经历了2号炉点火启动和低负荷稳燃，取得了良好的效果，不但节省了燃油，使经营成本降低，还保障机组在低负荷运行时的安全，使安全生产得到有效的保障。
4 经济效益分析
4.1 直接经济效益
由于某电厂2号炉采用等离子点火技术，完全使用等离子点火启动，按机组冷态启动最低需耗燃油18吨0号轻柴油计算，每吨0号轻柴油价格按6000元计算，机组冷态启动消耗燃油费用为108000元；等离子点火系统消耗费用：按等离子额定电压575V，额定电流350A计算，共两层8只等离子，即投入两层等离子每小时最大消耗费用为504元，如果按启动耗时12小时计算，消耗费用为6048元；也就是说机组启动使用等离子点火比使用燃油，节省10.1952万元，经济效益非常明显。调峰费用：使用等离子稳燃，每小时消耗费用为504元，使用油枪稳燃，每小时消耗费用为5760元，使用等离子节能效益明显。
4.2 间接经济效益
等离子未改造前，机组在低负荷运行时，由于燃油系统投入，致使烟气中氮氧化物排放严重超标，给环境带来严重的污染，同时，大量未燃尽的油滴进入除尘器布袋，长期使用，致使布袋损坏率大大增加，这些均给电厂带来不可估量的间接经济损失。在机组投入等离子无油点火系统，布袋除塵器可以在锅炉启动及低负荷期间正常投入，损坏率大大降低，同时减少了粉尘和烟气中氮氧化物排放，避免了环境污染，给电厂带来显著的社会效益和经济效益。
5 结束语
随着2号锅炉的等离子点火启动成功和低负荷稳燃过程的实现，以及等离子点火技术的稳定性、实用性和经济性，标志着通过改造的A、B层等离子点火技术，在2号炉应用成功，将会为等离子点火系统在350MW机组中成功应用，开辟一条节能、环保的新思路、新办法。