烟台龙源等离子点火及稳燃技术课件.ppt

1、目錄1.1.公司简介公司简介2.2.等离子体点火技术发展情况等离子体点火技术发展情况3.3.等离子体点火技术工程应用等离子体点火技术工程应用4.4.相关技术问题及运行实践相关技术问题及运行实践5.5.无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂6.6.效益分析效益分析公司簡介 主要从事煤粉燃烧主要从事煤粉燃烧領領域域技术的研究开发，设计制技术的研究开发，设计制造及工程服务等业务。造及工程服务等业务。等离子点火稳然技术等离子点火稳然技术低低NOxNOx燃烧技术燃烧技术余热利用技术余热利用技术锅炉综合改造锅炉综合改造 国家科技进步二等奖国家科技进步二等奖中国电力科技技术一等奖中国电力科技技术一等奖公司簡介2008

2、 年年“煤粉锅炉等离子点火及稳煤粉锅炉等离子点火及稳燃技术燃技术”獲得獲得世界产权组织世界产权组织中国知识产权局中国知识产权局颁发的颁发的“中国专利金奖中国专利金奖”公司簡介等离子体点火技术发展情况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。In the start-up time:stable and high-efficient firing ensures the safety

3、in the process of boiler start up.正常运行阶段：保持原来的燃烧器正常工作。In normal operating time:To keep the most performances of main burners at normal operation condition.低负荷运行阶段：可在较低负荷下稳定锅炉的燃烧In low load operating time:To keep the stable combustion of the boiler at lower load condition.技術原理9直流电源控制柜直流电源控制柜圖像火檢探頭圖像火

4、檢探頭火检监控电视火检监控电视控制系統控制系統冷却水冷却水压缩空气压缩空气200kVA一次风和煤粉一次风和煤粉技术发展情况10技术发展情况11技术发展情况12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

5、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，180240A断弧电流高，216240A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，120150A断弧电流低，6080A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

6、等离子体点火技术的工程应用工程應用17u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。u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18u冷炉制粉系统u燃烧器的布置u控制系统u电气系统u载体风系统u冷却水系统工程應用19中储式制粉系统中储式制粉系统：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原制粉系統原制粉系統熱一次風熱一次風蒸汽蒸汽冷凝水冷凝水磨煤機冷風蒸汽加熱器配有冷風蒸汽加配有冷風蒸汽加熱器的制粉系統熱器的制粉系

7、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22Pulverizer and separatorSecondary air boxPlasma ignition pulverized coal burnerPrimary air conduitPlasma ignition pulverized coal burnerSecondary air boxPulverizer and separatorPrimary air conduit工程應用23工程應用24PLC直流電源控制櫃直流電源控制櫃觸控式螢幕觸控式螢幕

8、DCS風機控制櫃風機控制櫃水泵控制櫃水泵控制櫃燃燒器壁溫燃燒器壁溫 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关技术问题及运行实践相關技術問題及運行實踐相關技術問題及運行實踐相关技术问题及运行实践相关技术问题及运行实践 水冷壁出口水冷壁出口 流体温度流体温度 热负荷分布热负荷分布 垂直上升水冷壁垂直上升水冷壁 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等离子启动相关技术问题及运行

9、实践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2330MW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日期爆管

10、位置爆管位置材质材质是否有异物是否有异物启动方式及爆管时间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序号号电厂电厂锅炉锅炉制造制造商商累计运

11、累计运行时间行时间H H爆管位置爆管位置材质材质运行状态运行状态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TP347H 4号炉于2007年6月1日急停抢修，2007年6月30日开机并网后6 h发现炉管泄漏而停机。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600 MW。6月22日1：30，锅炉再热汽温异常升高典型事

12、故分析序序号号电厂电厂锅炉锅炉制造制造累计运累计运行时间行时间h h爆管位置爆管位置材材质质运行状态运行状态6某电厂 7、8 号炉上海末级过热器T91 2007 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 2009 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。2009 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

13、T91 8月l 7日，l号机组启动，l 6：l 6机组负荷601MW时，锅炉A侧末级过热器爆管，20：03锅炉停炉。8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。8月26日，再次启动，23：43机组并网。8月27日锅炉过热器爆管。典型事故分析序序号号电厂电厂锅炉制锅炉制造造累计运累计运行时间行时间h h爆管位置爆管位置材材质质运行状态运行状态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13

14、725 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 华电贵港上海13000末 级 过 热器TP347H 2010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。2010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。典型事故分析序序号号电厂电厂锅炉制锅炉制造造累计运累计运行时间行时间h h爆管位置爆管位置材材质质运行状态运行状态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

15、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13 725 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 华电贵港上海13000末 级 过 热器TP347H 2010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。2010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：锅炉停炉后无特殊要求，通常采用闷炉自然降温控制锅炉的降温速率，如锅炉受热面有紧急检修，也尽量控制高温受热面不快速冷却。相

16、关技术问题及运行实践 为减缓氧化皮剥落，现阶段采取的为减缓氧化皮剥落，现阶段采取的“焖炉焖炉”方式方式实践证明是行之有效的，如果进一步采用等离子体点实践证明是行之有效的，如果进一步采用等离子体点火技术滑压运行停炉，优越性更无可比拟，可大大减火技术滑压运行停炉，优越性更无可比拟，可大大减轻氧化皮的剥落。轻氧化皮的剥落。u 以前阴极设计寿命50小时，实际工程累计使用寿命一般为20-100小时；u 使用寿命不均等，原因不详；u 使用前无法检验预知。u 对材料成分和制造工艺进行许多改进；u 产品随机抽样寿命达到297306小时的实验室水平；u 实际工程中，产品的保证寿命达到100小时。相关技术问题及运

17、行实践相關技術問題及運行實踐u 阳极的平均使用寿命在200-500小时左右；u 阳极易污染，造成启弧困难。u 开发了L2C4阳极，稳定性、可靠性大幅度提高，点火能力增强；u 实验室累计寿命可达1000小时，正常使用条件下保证400小时；u 更换作业简单，基本不需要维护。相關技術問題及運行實踐点火能力提高点火能力提高I、II代系统代系统III代系统代系统煤质适应范围煤质适应范围较好烟煤和褐煤较好烟煤和褐煤烟煤、褐煤、贫煤烟煤、褐煤、贫煤煤粉燃尽率煤粉燃尽率70%90%90%以上以上相關技術問題及運行實踐名称No.3 boilerNo.4 Boiler设计效率94.1094.10保证效率93.00

18、93.00试验煤种准格尔煤准格尔煤试验时间2002.06.21.2002.12.18.第一次测试93.9594.55第二次测试94.0494.59平均值94.0094.57表1：大唐盘山600MW机组3、4号锅炉热效率试验比较相关技术问题及运行实践项目工况1工况2工况3投入磨煤机A B C D E FA B C D EFA B C DE F保证值93.5093.5093.50测试时间2006.04.02.2006.04.04.2006.04.04.现场测试效率93.8694.3894.06修正后锅炉效率 93.7394.2293.88 BMCR工況，NOx排放平均值300mg/m3，低於保證值

19、400mg/m3。表2：华能汕头3号600MW机组锅炉效率测试结果比较相关技术问题及运行实践表3：辽宁康平电厂600MW机组性能测试結果比较测试项目测试项目1号锅炉号锅炉2号锅炉号锅炉实测值实测值保证值保证值实测值实测值保证值保证值锅炉热效率锅炉热效率93.63%92.7%93.85%92.7%NOx排放值排放值355.23 mg/Nm3400mg/Nm3360.82 mg/Nm3400mg/Nm3等离子体发生等离子体发生器停运时锅炉器停运时锅炉最低稳燃负荷最低稳燃负荷566.16t/h30%B-MCR（570t/h）567.3630%B-MCR（570t/h）美国多燃烧器锅炉炉膛防外爆内爆标

20、准NFPA85：“除非每个主燃烧器都装有火焰监视器，否则禁止使用第三类特殊点火器。”我国电站煤粉锅炉炉膛防爆规程DL/T4352004,3.2.5 C：“每个燃烧器煤粉喷口应配有点火器。如果某些不单独运行的燃烧器煤粉喷口，其相邻运行的燃烧器煤粉喷口能提供可靠的点火源时，可不设点火器。”相关技术问题及运行实践相关技术问题及运行实践1.保护的正常投入2.煤粉稳定高效的点燃3.图像火检监视装置4.断弧工况的措施5.壁温测量系统在线装置投入6.升负荷速率的控制无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂u 传统的燃煤发电厂都设计有燃油点火系统，安装了等离子体点火系统后可以实现无燃油运行，即主要采用等离子

21、体点火系统实现锅炉的点火和稳燃，原设计的燃油点火系统作为等离子体点火系统的备用和补充。u 无燃油燃煤电厂则是取消了燃油点火系统，完全采用等离子体点火系统实现锅炉点火和稳燃。由于没有燃油系统作为备用，对等离子体点火系统的设备性能、系统配置方案和运行维护管理都提出了更高的要求。u 在国电集团企业标准无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃系统的设计、调试与运行导则中规定：无燃油燃煤发电厂是指：采用等离子体点火及稳燃系统，不设燃油系统的燃煤电厂。无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂项目项目收到基低位发热量收到基低位发热量干燥无灰基挥发分干燥无灰基挥发分收到基灰分收到基灰分收到基碳收到基碳收到基氢收到基氢全水分全水

22、分哈氏可磨系数哈氏可磨系数符号符号Q Qnet,arnet,arV VdafdafA AararC CararH HararM Mt,art,arHGIHGI单位单位kJ/kgkJ/kg%设计煤种设计煤种194401944034.334.312.712.753.653.63.33.319.819.88282校核煤种校核煤种175001750037.237.213.2913.2948.548.52.942.9422.922.98484实际煤种实际煤种1620016200170002424319 917383841.21.41.43.922626288484u 国电内蒙古东胜热电厂2330MW空冷

23、供热机组分别于2008年1月24日和6月28日投产发电。无燃油燃煤电厂u 三年来累计启动27次，低负荷稳燃67次（负荷低于120MW）；滑参数停机13次；机组跳闸、锅炉灭火后恢复3次。年度年度20082008年年20092009年年20102010年年合计合计总计总计机组机组#1#1#2#2#1#1#2#2#1#1#2#2机组启动机组启动次数次数4 42 25 54 45 57 72727457457（小时）（小时）累计时间累计时间（小时）（小时）282814143535282835354949189189低负荷稳燃低负荷稳燃次数次数11117 7171721216 65 56767累计时间累

24、计时间（小时）（小时）444428286868848424242020268268无燃油燃煤电厂u 1、2号机组分别于号机组分别于2008年年12月月10日、日、2009年年8月月15日通过了日通过了“168小时小时”试运行，投入商业运行。试运行，投入商业运行。无燃油燃煤电厂名名 称称元素分析元素分析工业分析工业分析哈氏可磨系数哈氏可磨系数收到基碳份收到基碳份收到基氢份收到基氢份收到基氧份收到基氧份收到基氮份收到基氮份收到基硫份收到基硫份收到基灰份收到基灰份收到基水份收到基水份空气干燥基水份空气干燥基水份干燥无灰基挥发干燥无灰基挥发份份收到基低位发热收到基低位发热量量符号符号CarHarOar

25、NarSarMtMadVdafQnet.arHGI单位单位%kJ/kg/设计煤种设计煤种39.492.767.83110.820.9134.9713.224.843.741530075校核煤种校核煤种141.852.868.340.721.2330.1014.905.8644.741614074校核煤种校核煤种237.062.218.431.090.7336.8213.6610.9045.3614110u 入厂煤中经常入厂煤中经常出现灰分高于出现灰分高于55%，发热量，发热量10MJ/kg左右左右的劣质煤，有的劣质煤，有时还需要掺烧时还需要掺烧一部分褐煤。一部分褐煤。无燃油燃煤电厂u 康平电厂两台机组正式投产至2010年底已连续运行16个月u 在此期间，1号炉正常启停14次，非计划启停2次u 2号炉正常启停13次，非计划启停2次。u 等离子体点火设備均能够正常投入，点火效果良好，保证了康平电厂的安全运行。无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂无燃油燃煤电厂效益分析效益分析效益分析u 烟台龙源公司联合各相关电厂、设计及调试等单位编写了电力行业标准等离子体点火系统设计与运行导则，并于2010年由国家能源局颁布实施。u 中国国电于2010年印发无燃油燃煤发电厂等离子体点火及稳燃系统的设计、调试与运行导则，用于规范集团内无燃油电厂的建设。效益分析結束語68