电站锅炉等离子点火技术应用初探

马凌波，王丰超

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

电站锅炉等离子点火技术应用初探

马凌波，王丰超

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

在以往的电站锅炉点燃工作当中，主要是依靠天然气、柴油等燃烧燃料完成点燃工作，考虑到节能和尽可能节省点火成本，控制消耗量等原因，在当前的电站锅炉当中开始逐渐倾向于使用等离子点火技术，进而在有效点火的同时大大降低能源消耗，同时对于挥发分极低的贫煤也可以实现轻松点燃。基于此，本文在对等离子点火技术的具体内涵以及工作原理进行简单介绍的基础之上，重点针对电站锅炉等离子点火技术的应用进行分析探究，并对电站锅炉运用等离子点火技术中需要注意的几点重要事项进行探究。

电站锅炉；等离子；点火技术；实际应用

在等离子点火技术尚未出现时，所有电站在进行锅炉点火、稳燃等过程当中经常需要使用天然气等燃油燃料，考虑到目前我国能源总数正在不断下降，为实现电站的可持续发展，需要尽快寻找新的点火技术以有效改善当前局面。而等离子点火技术应运而生，其通过在启动锅炉之前使用煤粉进行预热，能够在保障煤粉充分燃烧的同时有效减少燃料消耗，并使得原本由燃料燃烧而产生的污染物也能够得到有效控制。因此研究等离子点火技术对于电站锅炉以及整个火电行业均具有重要意义。

1 等离子点火技术的简要概述

1.1 具体内涵

所谓的等离子点火技术，顾名思义指的就是在电站锅炉点火当中，通过使用由等离子发生器发射出来的，带有高温性质的等离子体射流，对一次风煤粉进行直接点燃，从而以一种冷风点火的方式完成电站锅炉的点火工作。通过使用等离子点火技术，使得电站锅炉能够具有较好的稳燃性，燃料也能够更好地实现充分燃烧，进而有效避免造成燃料浪费等问题。

1.2 工作原理

在大约 0.02MPa的介质气压条件下，等离子点火装置能够通过使用直流电流与引弧进行有效接触，进而产生直流空气等离子体，而在燃烧器一次燃烧筒当中，直流空气等离子体会在局部形成一个高温区，且温度之间呈现出明显的梯度差异。煤粉颗粒受此影响将会出现破裂直至粉碎，与高温接触之后将会迅速燃烧起来，从而有效完成电站锅炉点火工作。在等离子点火技术当中，等离子体本身含有各种化学活性粒子，譬如说碳氢氧原子、原子团等等，对于促进燃料充分燃烧有着积极作用，在其帮助下煤粉的挥发效应能够得到有效增强，进而使得电站锅炉成功点火后还能够拥有较好的稳燃性。

2 电站锅炉等离子点火技术的应用

2.1 设备概况

以某电站设计安装的供热汽轮发电机组为例，该电站为机组锅炉配备了与之相对应的自循环汽包炉，考虑到成本节约以及电站经济效益最大化等因素，该电站将原来使用大油枪烘炉点火的点火方式改为使用等离子点火技术，并且使用专业的等离子燃烧器代替原来的A磨燃烧器，被安装在锅炉最下层位置处，同时为了能够更好地对点火情况进行观察，还需要加装相关的图像火检系统。

2.2 实际应用

在电站锅炉当中运用点火技术前，工作人员需要对等离子点火各个系统进行全面检查，保障等离子燃烧器的水压、冷却水水量等能够与实际点火要求相符合。通常情况下水压需要控制在 0.35～ 0.45MPa之间。在完成系统检查之后由工作人员进行锅炉风烟系统启动工作，使得A磨煤机具有良好的通风效果，此时需要在对机侧辅汽联箱压力进行稳定控制的基础之上，慢慢将A磨煤机暖风器投入其中，保障冷却水的流动通畅。此后需要将磨煤机的通风量和入风口温度进行适当调整加大，在保障磨煤机入口一次风母管压力能够基本控制在 4.5kPa时，进行等离子点火之前的拉弧试验，使得各等离子燃烧器均能够具有良好的点燃性能。之后工作人员需要对磨煤机粉管风速以及出口混合风温进行有效控制，从而进入到磨煤机和给煤机的启动环节。此时通过运用等离子点火技术进行点火，如果在点火后的一到两分钟之内，工作人员通过相关图像设备能够观察到各个角均有明亮的火焰在燃烧则代表着电站锅炉点火成功。此时工作人员只需要对磨煤机的出力以及出口风温进行适度调整，保障锅炉负压能够基本维持在 -200～ +200Pa之间，出口风温大约为75℃即可。之后由运行人员定时对设备进行巡视检查，并对炉膛内的火焰燃烧情况进行实时观察，以对燃烧进行优化调整保障电站锅炉点火完成之后能够具有良好的稳燃性。在使用等离子点火过程中，由于一开始炉膛温度并不高，因此煤粉暂时无法实现充分燃烧，此时会在锅炉尾部的水平烟道以及其他位置处，堆积部分未燃烧的煤粉进而出现锅炉尾部再燃烧等情况。因此需要由工作人员对水平烟道以及空预器进行吹灰处理，严格按照实际情况设置吹灰参数。同时，还需要结合锅炉实际的温度以及压力上升情况，对磨煤机出力进行优化调整，避免电站锅炉两侧的出口烟温迅速上升，进而导致水冷壁受热面出现较大的壁温偏差；当锅炉热负荷慢慢增加时，需要逐步调整运行参数使其能够与预先设计的吹管方案相符合，通过严格的管控措施使得吹管期间等离子点火系统能够保障正常、稳定运行，且电站锅炉具有良好的稳燃性等，则电站能够大大节省原本用于燃油购买和使用的费用，这对于电站实现经济效益最大化有着极为重要的作用。

3 在电站锅炉中应用等离子点火技术的关键点

3.1 控制运行参数

在电站锅炉当中使用等离子点火技术，其各项系统的运行参数对于煤粉点燃以及炉膛燃烧的稳定性等均有着重要而直接的影响作用，通过相关试验证明，使用等离子点火技术之下磨煤机粉管的一次风速基本维持在每秒 14～18米左右，如果风速每秒无法达到14米以上，则很有可能会使得煤粉混合物无法实现有效流动，进而影响到携粉能力，使得煤粉燃烧器的喷口位置处出现结焦、烧损等情况。因此需要工作人员在使用等离子点火技术进行电站锅炉点火时，对运行参数进行有效控制，保障磨煤机出口温度能够在 75℃到 85℃之间，且在启动磨煤机之前能够有不低于一个小时的实践进行大流量暖磨，避免其在启动之后出口温度在短时间内迅速下降，进而影响煤粉燃烧。

3.2 等离子断弧灭火

在等离子点火的初期阶段，比较容易出现断弧的情况，而一旦出现断弧则极有可能导致电站锅炉点火失败，或是炉膛内燃烧的煤粉迅速熄灭影响其稳燃性。因此从保障电站锅炉能够实现安全、稳定运行的角度出发，工作人员需要加大对等离子点火系统断弧灭火问题的重视力度，通过积极运用热工逻辑，在发现某一角出现断弧情况之后，应当立刻将与断弧位置相对应的磨煤机出口关断门进行联锁关闭，避免磨煤机受此影响而中断运行。如果出现两个角先后断弧的情况时则需要由工作人员，对磨煤机点火能量进行充分检查，确保其与运行条件相符合之后再进行点火，从而有效避免出现磨煤机跳闸的问题。考虑到在使用等离子点火技术的初始阶段，仅只有一套制粉系统投入运行使用，因此如果一旦磨煤机出现跳闸问题，电站锅炉将会因缺乏足够的燃料而造成熄火。为了有效避免发生这一情况，工作人员需要充分运用等离子画面监视系统，对各个角中的运行电流以及电压、累计运行的时间等信息数据进行实时监控管理，如果在等离子画面监控系统当中发现某一角突然出现运行电流快速增加等不正常现象时，需要立刻对该角运行参数进行适当调整，确保其运行参数能够恢复正常状态。而考虑到等离子的阴极有着一定的使用期限，通常情况下为 80～ 100小时，因此如果当某角出现不稳定燃烧且其阴极已经运行 60个小时以上时，需要及时对该角的阴极材料进行更换。

4 结语

本文通过对运用在电站锅炉当中的等离子点火技术及其实际运用进行分析研究，了解到相比于传统的点火技术，使用等离子点火技术之后不仅能够使得整体点火操作更加简便、安全，同时等离子点火技术能够有效使得煤粉实现充分燃烧，在大大降低燃油燃料成本的同时也有助于电站践行绿色环保、节能低碳的可持续发展理念。而随着时间的推移以及科学技术的不断进步，相信在未来，等离子点火技术还将得到进一步优化完善，进而可以为电站的长久稳定发展提供良好的技术保障。

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