烟台龙源-等离子点火及稳燃技术

2012年2月目錄1.公司简介2.等离子体点火技术发展情况3.等离子体点火技术工程应用4.相关技术问题及运行实践5.无燃油燃煤电厂6.效益分析公司簡介主要从事煤粉燃烧領域技术的研究开发，设计制造及工程服务等业务。等离子点火稳然技术低NOx燃烧技术余热利用技术锅炉综合改造国家科技进步二等奖中国电力科技技术一等奖公司簡介2008年“煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术”獲得世界产权组织中国知识产权局颁发的“中国专利金奖”公司簡介等离子体点火技术发展情况技术原理7等离子体是物质除了固态、液态、气态的第四种形态。它对外呈中性，内部有很多活跃的阴、阳离子。它的温度可以高达4000K以上。当载体空气通过电弧时就产生了等离子体。技术原理8•启动阶段：稳定、高效的点火系统保证锅炉启动过程。•Inthestart-uptime:stableandhigh-efficientfiringensuresthesafetyintheprocessofboilerstartup.•正常运行阶段：保持原来的燃烧器正常工作。•Innormaloperatingtime:Tokeepthemostperformancesofmainburnersatnormaloperationcondition.•低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅炉的燃烧•Inlowloadoperatingtime:Tokeepthestablecombustionoftheboileratlowerloadcondition.技術原理9直流电源控制柜火检监控电视控制系統冷却水压缩空气200kVA一次风和煤粉技术发展情况10电极寿命大幅提高：阴极寿命100h，阳极寿命400h结构改进，可长期稳定运行功率调节范围增大，点火能力提高技术发展情况11型號煤種範圍備註DLZ-功率（kW）長度（mm）200-Ⅰ-230Var＞22%Mar≤15%Aar≤35%MA：雙（多）級進載體空氣；DA：雙陽極；OA：載體；Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200……MA-200-Ⅰ-230Var＞18%Mar≤15%Aar≤45%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200……300-Ⅰ-230Var＞15%、Mar≤25%、Aar≤30%或Var＞15%、Mar≤40%、Aar≤17%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200DA-300無線圈，用於多晶矽工程OA-*300-Ⅰ-230Var＞9%Mar≤15%Aar≤40%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200*該發生器為煙臺龍源最新研製，所列資料為實驗室資料技术发展情况12由公频相控模式变为高频开关功率变化模式电源稳定性好、抗干扰能力强、电源转换效率高功率因数达0.90~0.93等离子体电弧稳定性更强、电弧温度更高技术发展情况13可控硅电源开关电源电源构成包括隔离变压器、可控硅整流装置、输出电抗器等交流输入直流输出一体化，结构紧凑技术参数稳流精度低，动态响应慢效率低≤80％功率因数≤0.7变压器尺寸：2200*1300*800(mm)柜体尺寸：2200*800*800(mm)稳流精度高，动态响应速度快效率高≥90％功率因数≥0.9柜体尺寸：2200*800*800(mm)柜体重量：≤450Kg效益比较功率因素低，设备容量大占地大，基建成本高效率低，运行成本高功率因素高，设备容量小占地小，基建成本低效率高，运行成本低对发生器的影响起弧电流高，180～240A断弧电流高，216～240A发生器功率可调节范围窄容易受大功率设备启动影响断弧起弧电流低，120～150A断弧电流低，60～80A发生器功率可调节范围宽断弧情况少，有利于阴极寿命技术发展情况14煤种适应范围扩大煤粉燃烧效率提高着火稳定性增强防结渣、烧损能力提高技术发展情况15改造前后煤粉燃尽率对比（启动过程）名称时间样品样品中的可燃物％燃烧效率%A电厂改造前点火后1小时灰4252.5点火后1小时渣51A电厂改造后点火后1小时灰7.594.8点火后1小时渣8.1B电厂改造前点火未成功B电厂改造后（电厂测试结果）点火后2小时灰12.1491.9等离子体点火技术的工程应用工程應用17截止目前煤粉锅炉等离子体点火技术已在国内560台机组上成功应用，装机容量超过2.4亿千瓦。采用等离子体点火技术的1000MW机组有25台，600MW机组227台，300MW机组214台，200MW及以下机组94台。工程應用18冷炉制粉系统燃烧器的布置控制系统电气系统载体风系统冷却水系统工程應用19中储式制粉系统：使用粉仓中的煤粉或者邻炉来粉直吹式制粉系统：使用冷风蒸汽加热器工程應用20原制粉系統熱一次風蒸汽冷凝水磨煤機冷風蒸汽加熱器配有冷風蒸汽加熱器的制粉系統一次風管煤粉分離器&分配器中儲式制粉系統：使用粉倉中的煤粉或者鄰爐來粉直吹式制粉系統：使用冷風蒸汽加熱器工程應用21工程應用22PulverizerandseparatorSecondaryairboxPlasmaignitionpulverizedcoalburnerPrimaryairconduitPlasmaignitionpulverizedcoalburnerSecondaryairboxPulverizerandseparatorPrimaryairconduit工程應用23IHIDUALFLOWBURNERIHI的DF型燃烧器IHIDUALFLOWBURNERIHIDUALFLOWBURNERIHIIHI的的DFDF型燃烧器型燃烧器Combustionair燃烧空气Outervane外圈叶片Innervane内圈叶片Burnerthroat燃烧器喉部Innersleeve内套管Outersleeve外套管工程應用24PLC直流電源控制櫃觸控式螢幕DCS風機控制櫃水泵控制櫃燃燒器壁溫独立控制系统可以与DCS连接，成为DCS系统的一部分工程應用25工程應用26工程應用27相关技术问题及运行实践相關技術問題及運行實踐型號煤種範圍備註DLZ-功率（kW）長度（mm）200-Ⅰ-230Var＞22%Mar≤15%Aar≤35%MA：雙（多）級進載體空氣；DA：雙陽極；OA：載體；Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200……MA-200-Ⅰ-230Var＞18%Mar≤15%Aar≤45%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200……300-Ⅰ-230Var＞15%、Mar≤25%、Aar≤30%或Var＞15%、Mar≤40%、Aar≤17%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200DA-300無線圈，用於多晶矽工程OA-*300-Ⅰ-230Var＞9%Mar≤15%Aar≤40%Ⅱ-500Ⅲ-800Ⅳ-1200*該發生器為煙臺龍源最新研製，所列資料為實驗室資料相關技術問題及運行實踐钢球磨贮仓式制粉系统中速磨直吹式制粉系统双进双出钢球磨直吹式制粉系统负压式风扇磨制粉系统相关技术问题及运行实践鍋爐冷態啟動曲線鍋爐溫態啟動曲線相关技术问题及运行实践水冷壁出口流体温度热负荷分布垂直上升水冷壁前墙侧墙后墙侧墙流向流向螺旋上升水冷壁流向流向前墙侧墙后墙侧墙燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器相关技术问题及运行实践相关技术问题及运行实践等离子启动相关技术问题及运行实践等离子体点火及稳燃装置在稳燃模式时，可选择“单只投运”“对角投运”“层投运”等各种方式。从按下启动命令到燃烧器喷口建立稳定火焰的时间小于4秒，短于油枪启动时间，完全满足机组要求。等离子体点火及稳燃装置在稳燃模式时，也可与火检系统联锁，在燃烧不稳时，自动投入，及时稳燃。相关技术问题及运行实践1.理论上，在投用等离子体发生器稳燃的情况下，锅炉可以在任何负荷下稳定燃烧。2.一般机组的最低稳燃负荷为35%BMCR，继续降低负荷还会出现水动力问题和蒸汽温度过低的问题。等离子体点火系统对解决上述问题都更有优势。1.内蒙古某2×330MW机组，2008年～2010年，#1、2机组滑参数停机共计13次，汽轮机中压内缸高点金属壁温通常降至300℃以下，2009年4月21日#1机组滑停，缸温最低降至274℃，给检修预留了充足时间。2.天津某600MW机组，2003年采用等离子体点火装置进行机组滑停试验，汽轮机调节级金属壁温降至261℃。相关技术问题及运行实践典型事故分析日期爆管位置材质是否有异物启动方式及爆管时间2001-7-8#2炉高过出口段T22有冷启并网后约20小时2001-8-7#2炉高过出口段T91有冷启并网后约11小时2002-5-8#1炉高过出口段T91无冷启并网后约18小时2002-11-14#2炉高过出口段T91有热启升网后约15小时2003-2-9#2炉高过出口段T91有冷启并网后约17小时2003-2-11#2炉高过出口段T91有冷启2003-2-152#炉高过出口段T91有冷启并网后约16小时2003-6-1#2炉高过出口段T91有小修后冷态启动过程典型事故分析序号电厂锅炉制造商累计运行时间H爆管位置材质运行状态1华能沁北东方12000高过、屛过2次机组检修后再启动氧化皮堵塞过热器爆管2湖南#4东方3136高过TP347H①4号炉于2007年6月1日急停抢修，2007年6月30日开机并网后6h发现炉管泄漏而停机。②机组抢修并经检查后，7月11日开机，至7月16日晚上再次发现高过爆管．3湘潭电厂东方数千小时TP347H启动后十几小时4汕尾#1东方4000高过T91满负荷运行5国华太仓#8上海9000高过T912007年6月20日14：40，8号炉点火，至21日0：30，机组带负荷至600MW。6月22日1：30，锅炉再热汽温异常升高典型事故分析序号电厂锅炉制造累计运行时间h爆管位置材质运行状态6某电厂7、8号炉上海末级过热器T91①2007年6月20日19时15分，8号机组抢修后并网，6月22日02时40分末级过热器发生爆管②2009年10月6日6：58机组并网，2009年10月7日22：00，7号炉末级过热器爆管。③2009年10月14号7号炉经过抢修再次启动后，末级过热器管出口段爆管7沙洲电厂#1上海5000末级再热器T91不详8高资电厂#6上海5200末级过热器、末级再热器T91不详9安徽田集发电#1上海8700末级过热器T91①8月l7日，l号机组启动，l6：l6机组负荷601MW时，锅炉A侧末级过热器爆管，20：03锅炉停炉。②8月21日，l机组再次启动，17：10负荷550MW时，发现炉管泄漏，立即停炉。③8月26日，再次启动，23：43机组并网。8月27日锅炉过热器爆管。典型事故分析序号电厂锅炉制造累计运行时间h爆管位置材质运行状态10乐清上海3000末级过热器、再热器T91投入商业运行半年内，2次发生因锅炉爆管导致机组调停D修的案例，其中1次为D修后启动才2天又发生了再热器管高温爆管。11珠海金湾上海T23不详12平圩哈尔滨13725高温过热器停炉检查，氧化皮堆积严重13信阳华豫东方高温过热器TP347H不详14华电贵港＃２上海13000末级过热器TP347H①2010年3月4日00：53，#2机组并网运行，2010年3月6日23：53，锅炉末级过热器爆管。②2010年3月12日9：52并网后，2010年3月13日6：54又发生末级过热器爆管，机组停机。典型事故分析序号电厂锅炉制造累计运行时间h爆管位置材质运行状态10乐清上海3000末级过热器、再热器T91投入商业运行半年内，2次发生因锅炉爆管导致机组调停D修的案例，其中1次为D修后启动才2天又发生了再热器管高温爆管。11珠海金湾上海T23不详12平圩哈尔滨13725高温过热器停炉检查，氧化皮堆积严重13信阳华豫东方高温过热器TP347H不详14华电贵港＃２上海13000末级过热器TP347H①2010年3月4日00：53，#2机组并网运行，2010年3月6日23：53，锅炉末级过热器爆管。②2010年3月12日9：52并网后，2010年3月13日6：54又发生末级过热器爆管，机组停机。相关技术问题及运行实践锅炉停炉：锅炉停炉后无特殊要求，