等离子点火燃烧系统构成及安装介绍.ppt

前言 等离子点火器工作机理 本工程设计方案 等离子点火系统及安装要点 结束语 　　DLZ－200型等离子点火产品，是于2000年通过国家电力公司的鉴定，鉴定结果认为“DLZ-200型等离子点火装置在220t/h燃用贫煤锅炉上直接点火及稳燃是成功的。该成果解决了多项技术关键问题，达到了世界领先水平”。2003年9月又获得中国电力科学技术奖一等奖。 目前，等离子点火及稳燃技术已成功应用于百余台电站煤粉锅炉，适用煤种：贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤；适用的机组容量：50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW；适用的燃烧方式：切向燃烧直流燃烧器、墙式燃烧旋流燃烧器；制粉系统类型：钢球磨中储式、双进双出钢球磨直吹式、中速磨直吹式和风扇磨直吹式制粉系统。采用等离子点火燃烧器点火和稳燃与传统的燃油相比有以下几大优点： 1）经济：采用等离子点火运行和技术维护费仅是使用重油点火时费用的15%～20%，对于新建电厂，可以节约上千万的初投资和试运行费用； 2）环保：由于点火时不燃用油品，电除尘装置可以在点火初期投入，因此，减少了点火初期排放大量烟尘对环境的污染；另外，电厂采用单一燃料后，减少了油品的运输和储存环节，亦改善了电厂的环境； 3）高效：等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧； 4）简单：电厂可以单一燃料运行，简化了系统，简化了运行方式； 5）安全：取消炉前燃油系统，也自然避免了经常由于燃油系统造成的各种事故。 【目录】 等离子点火机理 　　DLZ-200型等离子点火装置是利用直流电流在介质气压条件下接触引弧，并在强 磁场控制下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在专门设计的燃烧器的中 心燃烧筒中形成温度T＞5000K的，温度梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离 子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而 迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉 的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少点燃煤粉所需要的引 燃能量。 　　等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O)、原子团（OH、H2、 O2）、离子（O2－、H2－、OH－、O－、H ＋）和电子等，可加速热化学转换，促进燃 料完全燃烧。本系统核心设备－－等离子发生器、燃烧器分别介绍如下： １．等离子发生器：DLZ-200型等离子发生器为磁稳，空气载体等离子发生器，它由 线圈、阴极、阳极等组成。其中阴极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属 材料制成。阳极亦由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷 方式冷却，能承受电弧高温冲击。线圈在高温250℃情况下具有抗2000V的直流电压击 穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。 　　其工作原理见 等离子发生器原理图、等离子发生器外形图、实物参考照片。 【下一页】　　　　　　　　　　　　　　　　　【目录】 ２．等离子燃烧器 　　其主要结构如下： 　　等离子燃烧器由等离子发生器、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室，方形外套筒等部 分组成。【燃烧器示意图】【本工程正式图】 　　中心筒一级燃烧室：引入浓缩后的含粉气流，等离子电弧与煤粉在此发生强烈的电化学反 应，煤粉裂解，产生大量挥发份并被点燃； 　　内套筒二级燃烧室：挥发份及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧； 　　外套筒：利用高速含粉气流冷却二级燃烧室，同时将部分煤粉推入炉膛燃烧；设燃烧器壁 温监视测点，便于随时对壁温进行调整，既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏。 　　该燃烧器的特点是： 1）在内燃方式的基础上，利用双筒结构将部分煤粉推至燃烧器出口，在炉膛内燃烧。内外筒 形成同心双层并联通道，既能保证煤粉稳定可靠地点燃，确保点火过程中不爆燃、不二次燃 烧，降低飞灰含碳量；并利于冷却内筒筒壁，点火过程燃烧器不结渣、不烧坏。 2）不影响主燃烧器的主要性能。首先是燃烧器出口气流的动量矩基本不变和燃烧器出口流场 不变，避免了在正常运行中引起结渣、超温、燃烧效率下降等问题；第二是燃烧器结构必须简 单，阻力不太大，能满足各燃烧器之间阻力匹配的要求；第三是燃烧器耐烧、耐磨，满足运行 检修维护的要求；第四燃烧器的外形主要尺寸与原燃烧器相同，便于布置和与系统接口。 3）燃烧器的出力可以在一定的范围内变动，能满足启动曲线的要求，同时满足作为主燃烧器 时出力的要求。从最大限度的节约燃油的角度考虑，在设计上该燃烧器能满足在锅炉冷态点火 时投入，锅炉升温升压速率能满足电厂运行规程的要求。【等离子燃烧器主要设计参数表