培训资料等离子点火技术基本原理与系统-1演示教学.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。培训资料等离子点火技术基本原理与系统-1-等离子点火技术基本原理与系统烟台龙源电力技术股份有限公司2008年7月目录1概述31.1等离子点火技术的开发背景及功能31.2等离子点火技术的发展历程42等离子发生器及其辅助系统52.1等离子发生器工作原理52.2等离子冷却水系统72.3等离子载体风系统92.4等离子电源系统133等离子燃烧器及其工作原理153.1等离子燃烧器结构特点153.2等离子燃烧器点火原理164等离子点火风粉系统174.1中储式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案174.2直吹式制

2、粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案184.2.1直吹式制粉系统蒸汽加热器制备热风方案184.2.2直吹式制粉系统燃油加热器制备热风方案205等离子点火监控系统235.1等离子燃烧器壁温测量系统245.2一次风风速测量系统245.2.1一次风在线测速装置的组成245.2.2测速管的选择255.3图像火焰监视266等离子点火控制系统与锅炉FSSS、DCS的连接276.1等离子点火控制系统276.2等离子点火系统与锅炉的连接281概述1.1等离子点火技术的开发背景及功能火力发电机组中的煤粉锅炉，其点火及低负荷稳燃的传统方法是燃用柴油、重油或燃气。这种方法运行成本高，以一台670t/h锅炉为例，

3、在冷态启动过程中，要耗费约50t轻质柴油。据统计，每年全国仅电站锅炉因点火及低负荷稳燃就消耗数百万吨燃油。大量的燃油消耗，以及因此而带来的燃油采购、运输、储存、硬件设备等方面的费用，无疑加大了发电成本。同时，由于油煤混烧，使锅炉的技术和经济指标下降。据有关资料表明：锅炉燃煤过程中，同时燃烧具有高反应性能的燃油将降低锅炉机组的经济生态效益，主要表现在增加燃料固体未燃尽热损失10%15%，降低锅炉机组的传热系数2%5%，增加水冷壁高温腐蚀速度，降低锅炉设备的运行可靠性，在一定条件下增加NOX、SOX等污染物的排放量30%40%。而且在煤油混烧期间电除尘器不能投入，造成了一系列的环保和社会问题。为了

4、解决上述问题，开发无油或少油煤粉直接点火燃烧器便成了一直公认的一条途径。近三十年来，世界各国科技人员在这方面做了大量的工作，开发了一些新式煤粉直接点火燃烧器，取得了一些成果。例如从上世纪80年代以来相继开发研制的浓、淡分流，大速差等多种形式预燃、稳燃燃烧装置、小流量油枪及主燃烧器改进(钝体、夹心风)等煤粉点火稳燃装置，但工业应用表明：以预燃室为特征的少油煤粉直接点火燃烧器在不同程度上还存在易结渣、烧损，使用期短等弊端而影响了它的广泛推广应用。同时，开发出来的煤粉直接点火燃烧器没有把点火技术和稳燃技术有机地结合起来，障碍了这一技术的推广。煤粉锅炉等离子点火与稳燃技术实现了点火技术与稳燃技术的有效

5、结合。该技术是一项以热等离子体作为煤粉激发热源，直接点燃煤粉，启动锅炉，并可在锅炉低负荷时稳定锅炉燃烧的新技术。其基本原理是：将具有4000以上的高温直流电弧空气等离子体输送到专门设计的等离子燃烧器内，使流经该燃烧器的煤粉在等离子体高温和热化学作用下瞬间被点燃，煤粉在燃烧器内着火后喷入炉膛，从而达到了锅炉点火和助燃不用燃油的目的。煤粉锅炉等离子点火技术主要由等离子发生器、等离子燃烧器、冷炉制粉系统、图像火焰检测系统、一次风速测量系统和相应的控制系统组成。其中，与等离子发生器相关的辅助系统包括(1)冷却水系统；(2)载体风系统和(3)电源系统。与等离子燃烧器相关的辅助系统有等离子燃烧器壁温检测系

6、统。等离子点火技术系统组成示意图见图1-1。图1-1等离子点火技术系统组成示意图1.2等离子点火技术的发展历程我国和世界上许多国家近几十年来在等离子点火技术的研究方面曾投入了大量精力。从20世纪70年代开始，美国的CE公司、B&W公司、西屋公司,原苏联动力科学研究院等都曾从事过该技术研究，我国的清华大学、华中理工大学、哈尔滨锅炉厂等单位也做了大量的研究和实验工作。但都因各种原因没有达到工业应用水平。烟台龙源电力技术股份有限公司（以下简称“烟台龙源”）在总结国内外无油点火技术的经验和教训的基础上，从1997年开始致力于等离子点火技术的研究。解决了上述制约其发展的关键技术难题，开发出DLZ-200

7、型等离子点火装置，并于2000年2月15日在烟台电厂一台210t/h贫煤锅炉上点火启动成功。经过半年多的工业应用考核，于2000年9月，首次在烟台电厂50MW机组锅炉上，完成工业性试验，并通过了原国家电力公司组织的专家鉴定，此后逐步将该技术推向市场。在推广应用过程中，烟台龙源完善了系统（见图1-1），提高了该技术的适应性和技术水平，形成了产业化。等离子点火技术在通过原国家电力公司组织的专家鉴定后，主要经历了以下几个发展阶段。2000年12月，该技术在佳木斯发电厂100MW中储式制粉系统燃用烟煤的锅炉上，成功的实现了冷态点火。在中国首次实现等离子点火技术从工业试验到工程应用的转变。2001年10

8、月，该技术在内蒙古包头第二热电厂100MW机组锅炉上点火成功，首次将直流主燃烧器改造为等离子燃烧器，突破了通常只改油燃烧器为等离子燃烧器的单一方式，为等离子燃烧器在大容量机组上的应用开辟了道路。2001年12月，该技术在辽宁清河发电厂100MW机组锅炉上点火成功，首次将等离子点火技术应用于直吹式双进双出磨煤机制粉系统锅炉的旋流燃烧器上，成功开发了具有长输送弧的等离子发生器；获得了在旋流燃烧器上改造安装等离子燃烧器的工程经验；探索了直吹式双进双出磨煤机制粉系统应用等离子点火装置的基本规律。2002年，该技术先后在山西大同第二发电厂200MW机组、江西丰城发电厂300MW机组、天津盘山发电厂600

9、MW机组上成功使用等离子点火装置。逐步提高了等离子燃烧器的容量与出力。2003年，该技术先后在内蒙古元宝山发电厂，成功实现首台褐煤600MW机组直吹式制粉系统锅炉点火，拓展了等离子点火技术的煤种适应范围。同年，在烟台电厂100MW机组风扇磨直吹式制粉系统实现等离子点火，拓展了等离子点火技术对磨煤机应用范围。2004年，该技术在内蒙古托克托电厂1锅炉，成功实现首台600MW机组旋流燃烧器锅炉点火。2006年，等离子点火技术成功应用于玉环电厂1000MW机组，开创了我国最大容量机组应用等离子点火技术的历史。目前，等离子点火装置关键设备和部件均已达到了工业应用的条件。其中，等离子发生器已经具有多个型

10、号、多个系列、满足锅炉不同燃烧器形式的标准件。等离子发生器的保证寿命达到50h以上，有的已经成功运行230h。等离子燃烧器已经形成一系列的标准化产品，根据锅炉配备主燃烧器的形式（BHK燃烧器、NR3燃烧器、BW燃烧器或PM燃烧器等），成功设计了相应的不同形式的等离子燃烧器，均已成功应用于新建或改造机组。2等离子发生器及其辅助系统2.1等离子发生器工作原理等离子发生器是产生等离子体的设备。如前所述，等离子点火技术利用温度高达4000以上的空气等离子体直接点燃煤粉，从而实现锅炉无燃料油启动和低负荷稳燃。图2-1是等离子发生器的原理示意图，该发生器为磁稳空气载体等离子发生器，由线圈、阴极、阳极组成。

11、其中，阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成，阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。该线圈在高温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。其启弧原理为：首先设定输出电流，当阴极3前进同阳极2接触后，形成回路，由于整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极在电机拖动下缓缓离开阳极时，在阴极和阳极之间形成电弧。一定压力的空气通过电弧后，被电离为高温空气等离子体，其能量密度高达105106W/cm2。图2-1等离子发生器的原理示意图图2-2是DLZ-200型等离子发生器外形图，到目前为此，该发生器根据

12、长度以及使用炉型分为4种类型：DLZ-200型、DLZ-200型、DLZ-200型和DLZ-200型。图2-2DLZ-200型等离子发生器外形图DLZ-200型和DLZ-200型用于四角切圆锅炉径向插入燃烧器系统。DLZ-200型和DLZ-200型用于四角切圆锅炉轴向插入燃烧器系统。DLZ-200型也用于前墙以及前后墙对冲锅炉。切向燃烧的锅炉只有在空间位置受限制，轴向插入有困难才允许使用径向插入的燃烧器，墙式燃烧器均应采用轴向插入的燃烧器。如上所述，为了确保等离子发生器正常工作，需要冷却等离子发生器的冷却水、载体空气和电源等，以下分别简要介绍。2.2等离子冷却水系统由于等离子发生器产生的电弧弧

13、柱温度通常在5000K到10000K范围内，分别发送和接收电子的阴极和阳极处于高温环境，而稳定电弧的线圈长时间通电也会产生热量，因此，等离子发生器的阴极、阳极以及线圈必须冷却。水冷是较好的方案之一，在电厂也容易获取。为保证对发生器的良好冷却，DLZ-200型等离子发生器需要进出压差不低于0.4MPa，水温不高于40，水量约8t/h的冷却水。为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，最好采用电厂的化学除盐水。现场条件不能满足要求时，也可以用电厂的闭式冷却水。冷却水系统的流程如下：冷却水首先经母管分别送至各等离子发生器，冷却等离子发生器后，回水到冷却水的回水母管，再流经换热器冷却后返回。等离子装置来水管道上

14、设有手动调节阀，用于调整等离子发生器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，过滤器及压力开关，压力满足信号送回等离子整流柜。根据现场情况的差异，等离子冷却水系统有不同的布置方式，分别如下：1)冷却水取自厂用闭式冷却水系统。这种系统的回水返回至回水母管，不需要另设水箱和换热器，为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。当等离子发生器或等离子点火燃烧器退出运行后，水泵可停止运行，该方式的原则系统见图2-3。图2-3冷却水取自厂用闭式冷却水系统2)冷却水取自锅炉侧除盐水箱，该系统的回水返回除盐水箱，可保证无压回水，不需要另设水箱和换热系统。为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。该系统的水泵必须长期运行，原则系统

15、见图2-4。图2-4冷却水取自锅炉侧除盐水箱3)冷却水取自另设独立水箱。需要增设水箱和换热系统，回水返回至水箱可保证无压回水。为保证系统稳定运行，需设置2台水泵。该系统的水泵必须长期运行，原则系统见图2-5。图2-5冷却水取自另设独立水箱冷却水不同供给方式的综合比较见表2-1。表2-1冷却水不同供给方式的综合比较供给方式厂用闭式冷却水系统锅炉侧除盐水箱锅炉侧另设水箱配置设备水泵2台（一运一备）、止回阀、闸阀、压力开关、压力表水泵2台（一运一备）、止回阀、闸阀、压力开关、压力表水泵2台（一运一备）、止回阀、闸阀、水箱、换热器适用范围适用于各种炉型特点系统稳定可靠、简单该系统回水返回至回水母管不需

16、要另设水箱和换热器增加2台水泵等离子发生器退出运行后水泵可停止运行安装和设备费用较低系统稳定、可靠、较简单回水返回该水箱，可保证无压回水不需要另设水箱和换热器增加2台水泵水泵必须长期运行安装和设备费用较低系统稳定、可靠回水返回该水箱，可保证无压回水需要另设水箱和换热器增加2台水泵水泵必须长期运行安装和设备费用较高多只等离子发生器冷却水系统布置可参考图2-3、图2-4和图2-5的原则性系统图进行布置。2.3等离子载体风系统载体风是等离子发生器产生等离子体的介质。等离子电弧形成后，通过线圈形成的电磁场压缩控制电弧，当载体风以一定的流速经过电弧时，被电离为空气等离子体(部分载体风也参与电弧的压缩控制

17、)。因此，等离子发生器需要配备载体风系统。为了确保等离子体的稳定性，要求载体风是洁净无油、干燥、压力稳定的空气(或其他气体)。每台等离子装置的载体风流量约为50Nm3/h60Nm3/h。等离子发生器载体风系统的管道上通常设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回等离子发生器整流柜。根据电厂现场情况的不同，等离子载体风的来源也有一定差异。通常包括以下两种。1)、采用电厂的仪表用压缩空气作为等离子发生器的载体风。如使用电厂杂用载体风系统，母管需要有滤油，滤水装置。载体风系统中同时设计有备用吹扫空气管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子发生器停用时发生器不

18、受煤粉污染。2)、当电厂仪表用压缩空气不能满足等离子点火系统的要求时，可采用高压离心风机(或罗茨风机)提供的高压风（空气）作为等离子发生器的载体风。另设高压离心风机(或罗茨风机)，布置在锅炉运转层。载体风的系统布置根据所安装的发生器数量不同而有所不同。4只等离子发生器载体风布置的原则性系统示意见图2-6、图2-7和图2-8。多只等离子发生器载体风系统的布置可参考上述系统图。图2-6切向燃烧锅炉采用电厂仪表用压缩空气载体风原则性系统（a）（b）（a）切向燃烧锅炉采用高压离心风机载体风原则性系统；（b）墙式燃烧锅采用高压离心风机载体风原则性系统图2-7采用高压离心风机载体风原则性系统图2-8切向燃

19、烧锅炉采用罗茨风机载体风原则性系统图采用不同方式提供载体风的综合比较见表2-2。表2-2采用不同方式提供载体风的综合比较供风方式电厂仪表用压缩空气离心风机罗茨风机布置方式仅布置炉前压缩空气管道风机布置在锅炉运转层风机布置在锅炉运转层配置设备冷却图像火焰探头风机2台（一运一备）、截止阀压力开关、压力表高压离心风机2台（一运一备）压力开关、压力表罗茨风机2台（一运一备）压力开关、压力表适用范围适应于各种炉型特点系统简单，安装和设备费用少；系统压头高，可调范围大需另设冷却图像火焰探头风机，有些电厂提供仪用压缩空气较为困难系统较简单，设备运行稳定、可靠。同时可为图像火焰探头提供冷却风风机需布置在靠近等

20、离子燃烧器或等离子点火燃烧器附近，系统较简单，压头较高，可调范围大不能为图像火焰探头提供冷却风，需另设冷却风源检修维护量大调节性能不佳2.4等离子电源系统2.4.1 DLZ-200型等离子发生器使用的是直流电源，其电源系统的主要任务就是将交流电转换成直流电，提供给等离子发生器产生、并维持等离子电弧的稳定。目前，烟台龙源公司采用可控硅整流或开关电源设备将交流电转换为直流电。可控硅整流型等离子电源系统可控硅整流电源系统的基本原理是通过三相全控桥式晶闸管整流电路，将三相交流电源变为稳定的直流电源，由隔离变压器和整流柜两大部分组成。图2-9是隔离变压器的外形图。图2-10是整流柜柜体外形图。图2-9隔

21、离变压器外形图图2-10整流柜外形图整流柜为前后开门结构。前门上方安装有三块表从左到右分别为系统实际电压表、系统实际电流表、系统给定电流表，下方为排气孔。开关电源型等离子电源系统DLZ-200型等离子发生器采用开关电源时，不再需要隔离变压器。主要设备有：开关电源柜和现场操作箱。开关电源柜由大容量高频开关整流模块和监控单元组成，该系统具有高效率、大容量、易于操作，便于为维护等优点。开关电源柜采用三相三线输入，无需零线。规体尺寸通常为2200mm(高)800mm（宽）800mm（深）。现场操作箱包括文本显示器、操作按钮极选择开关，实现现场操作及信息查询和状态监视。3等离子燃烧器及其工作原理3.1等

22、离子燃烧器结构特点由于等离子体是部分电离的气体，它同煤粉空气混合物的作用属于气固两相反应，其直接作用的是60100的煤粉空气混合物。显然，如果等离子体的体积足够大，可以将全部的煤粉点燃，那么，等离子燃烧器的设计不会受到太多的限制。但是，俄罗斯科学院的有关试验表明：采用等离子体直接点燃煤粉时，电耗为0.050.4kWh/kg(煤)(具体大小取决于煤质)。可见，直接用电弧把全部煤粉点燃的电耗很大。另外，为了确保等离子发生器的安全稳定和经济运行，等离子发生器的结构设计和功率设定也不能太大。因此，要把等离子点火应用到工程中，就必须解决等离子点火技术的经济性和装置的安全可靠性问题。基于上述原因，烟台龙源

23、公司采用了分级点火逐级放大的等离子燃烧器设计思想，解决等离子点火技术的经济性和装置的安全可靠性问题。也就是：首先让一次风中的一部分煤粉通过等离子发生器直接点燃，然后，用已经点燃的煤粉火焰逐级点燃一次风中的剩余煤粉。为此，设计了分级点火逐级燃烧放大的等离子燃烧器。在等离子燃烧器的实际工程应用中，通常将锅炉主燃烧器改为兼有等离子点火功能的燃烧器，即直接把锅炉原来的主燃烧器设计为等离子燃烧器，在该燃烧器上安装等离子发生器，当锅炉启停和低负荷稳燃时，投入等离子发生器，起到点火燃烧器的作用。当锅炉高负荷正常运行时，等离子发生器停运，该等离子燃烧器作为锅炉主燃烧器使用。其燃烧器的点火示意图见图3-1。图3

24、-1等离子燃烧器点火原理示意图这种直接改锅炉原主燃烧器为兼有等离子点火功能的燃烧器的方式，大大简化了燃烧器结构，减少了对锅炉主燃烧器的影响。采用逐级点火分级燃烧方式可以实现不同容量锅炉主燃烧器的改造，具有较大的燃烧器出力范围和较强的工程应用价值。3.2等离子燃烧器点火原理如前所述，煤粉锅炉等离子点火与稳燃技术是一项以等离子体为热源，直接点燃煤粉，启动锅炉，并可在锅炉低负荷时稳定锅炉燃烧的新技术。其基本原理是：将具有4000以上的高温直流电弧空气等离子体输送到专门设计的等离子燃烧器内，使流经该燃烧器的煤粉在等离子体高温和热化学作用下瞬间被点燃，煤粉在燃烧器内着火后喷入炉膛，从而达到了锅炉点火和助

25、燃不用燃油的目的。如图3-1所示，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，外套筒等部分组成。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，产生大量挥发分并被点燃；内套筒二级燃烧室：挥发分及煤粉继续燃烧，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，同时将部分煤粉送入炉膛燃烧。燃烧器设有壁温监视测点，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。该型燃烧器的点火特点是部分煤粉首先在燃烧器一级燃烧筒内燃烧，第一级筒内煤粉火焰温度较高，一级燃烧筒壁利用外侧温度较低的淡煤粉气流冷却，以防止

26、结渣和烧损。同时，利用双筒结构将部分煤粉送至燃烧器出口，在炉膛内燃烧。内、外筒形成同心双层并联通道，有利于着火燃烧，降低飞灰含碳量，并减少燃烧器的阻力，简化燃烧器的结构。4等离子点火风粉系统前面已经介绍了等离子点火技术两个重要的设备:等离子发生器和等离子燃烧器，然而，要实现锅炉的点火或稳燃还必须解决煤粉的来源问题。煤粉来源主要有两个:对于中储式制粉系统,煤粉可以从煤粉仓经给粉机提供；对于直吹式制粉系统，只要磨煤机达到启动条件，就可以提供等离子点火所需粉源。无论中储式还是直吹式制粉系统，为了简化系统，充分利用锅炉原有设备，通常采用直接利用原有风粉系统管路输送等离子点火所需煤粉的方式，这种方式系统

27、简单、运行方便。4.1中储式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案对于中储式制粉系统，采用等离子点火技术时，如果本炉煤粉仓没有煤粉，可以通过邻炉送粉的方式解决粉源；如果没有邻炉，首次启动时使用锅炉原有的大油枪启动锅炉，然后给煤粉仓供粉，储备下一次等离子点火所需煤粉。当然，中储式制粉系统也可以采用与下面将要介绍的、与直吹式制粉系统相似的冷炉制粉方案。但是，由于中储式制粉需要增设除尘系统及相关设备后，才可以利用自身制粉系统给自身的粉仓储粉，而且增加的系统和设备较庞大、复杂，因此，从技术可操作性和经济性出发，在冷炉条件下，中储式制粉系统不宜采用直接利用自身制粉系统，进而磨制等离子点火所需一次风粉

28、的方案。4.2直吹式制粉系统等离子点火一次风粉来源及其解决方案对于直吹式制粉系统，只要解决磨煤机的制粉热风来源，就可以解决等离子点火所需的一次风粉。为磨煤机提供热风的方式有多种，如从邻炉引热风、在本磨煤机热风管路上另设蒸汽为热源自制热风或增设小油枪加热装置制备热烟气等。如果邻炉引热风方便可行，可以作为首先方案；如果从邻炉引热风有困难，可以从后面两种方案中选取，具体选用哪种方案，要根据原煤水分来确定。当原煤空干基水分小于22时，可以采用蒸汽加热器的方式；当原煤空干基水分大于22时，宜采用小油枪加热器的方式。4.2.1直吹式制粉系统蒸汽加热器制备热风方案用蒸汽加热器（暖风器）制备磨煤机热风时，根据

29、现场情况的差异，可以采取多种布置方式。这些布置方式中，蒸汽加热器蒸汽侧的原理系统图是基本一致的，见图41。布置方式的差异主要表现在蒸汽加热器布置位置，先分述如下。图4-1冷风蒸汽加热器蒸汽系统示意图（1）等离子燃烧器（或等离子点火燃烧器）对应的磨煤机布置于主热风联络风道外侧的第一台位置时，冷风蒸汽加热器布置在主热风联络管道上，布置方式示意如图4-2。图4-2冷风蒸汽加热器布置于主热风联络风道上的示意图（2）由于增设冷风蒸汽加热器而增加的阻力，在BMCR工况及磨煤机相应的通风量下，冷风蒸汽加热器风侧系统的总阻力不大于400Pa，如在BMCR工况下的系统阻力增加至400Pa以上时，另设旁路风道，以

30、减少阻力。对应的磨煤机必须在最外侧，旁路风道上应设置插板式关断门。布置方式示意如图4-3。图4-3冷风蒸汽加热器布置于主热风联络风道上，并另设旁路风道的示意图（3）由于特殊原因，不可能在原设计的风道上布置冷风蒸汽加热器，则可布置在另设的旁路风道上。这种布置方式应在旁路风道上增设插板式关断门和调节门。布置方式示意如图4-4。图4-4冷风蒸汽加热器布置于另设的旁路风道的示意图（4）冷风蒸汽加热器的入口应设置蒸汽压力、温度和入口风温的指示仪表。（5）冷风蒸汽加热器的疏水应进入系统原有疏水系统，如不能进入系统原有疏水扩容器时，可另设疏水扩容器。4.2.2直吹式制粉系统燃油加热器制备热风方案（1）冷风燃

31、油加热器由油枪、燃烧室和图像火焰监测探头组成，冷风燃油加热器系统见图4-5。该加热器宜布置在热风道的旁路风道上。（2）增压风机为油燃烧器供风，增压风机的风源取自冷风总管或空气预热器入口一次风道。（3）冷风燃油加热器应按轴向插入的方式布置在风道的弯头上，其端部延伸至风道弯头后的直管部分。目前小油枪冷风加热系统的布置位置有多种，几种布置方案的比较详见表4-1。表4-1冷风燃油加热系统不同位置的比较布置方式优点缺点所需现场条件1.磨入口热风道1.可以利用空气预热器的热风，随着锅炉负荷升高逐渐降低燃油量；2.有利于提高一次风中的氧量，有利于等离子点火。1. 油燃烧器长期处于高温状态，容易积碳，影响雾化

32、效果；2. 需要密封严密的小油枪燃烧器；3. 在热风道内敷设耐火保温层较困难；安装不锈钢套筒则造价较高；4. 小油枪火检风机一直运行；5. 锅炉运行期间检修困难。1.入口热风道要有可以布置燃油加热室的空间(300MW机组风道1.4m1.6m5m；600MW机组风道约1.6m1.6m5m)；2.油燃烧装置所需的阀门管路要有布置空间。2.从主热风道取热风，经过油燃烧器加热后送入磨煤机入口风道。1.可以利用空气预热器的热风，随着锅炉负荷升高逐渐降低燃油量；2.布置较方便。3.有利于提高一次风中的氧量。1.热风关断门关闭严密。多数锅炉均可以使用。3.从冷风道取加热风源，然后经过油燃烧器加热后送入磨煤机

33、入口风道。1.小油枪燃烧器可以处于温度较低的环境，运行维护安全；2.布置较方便。3.有利于提高一次风中的氧量。1.热风关断门关闭严密。2增加暖风器后系统阻力增大。3系统复杂，造价高，布置困难。褐煤水分超过30%，从热风道取加热风源地点条件受限，而冷风道满足安装条件的锅炉可以使用。4.磨入口冷风道1.小油枪燃烧器可以处于温度较低的环境，运行维护安全。1.整个点火过程中都需要投入油枪，而且随着磨煤机出力的增加，燃油量增加；2.降低一次风中氧的含量。磨入口冷风道通流面积满足油燃烧器布置空间(约1.6m1.6m的断面)。5.冷风旁路1.小油枪燃烧器可以处于温度较低的环境，运行维护安全；2.布置较方便。

34、同上。1. 工程量大；2. 阀门造价高；3. 可能增加冷风漏量受现场条件限制较小。通过比较可以看出，小油枪加热系统推荐方案可以按照表4-1排序，即：A.现场条件满足的情况下，采用方案1最佳，也就是采用在磨入口热风道加装小油枪燃烧器的方案”，系统图见图4-5。图4-5在磨入口热风道加装小油枪燃烧器方案的系统图B方案2：“从主热风道取热风，经过油燃烧器加热后送入磨煤机入口风道”的方案较好，系统图见图4-6。图4-6从主热风道取热风经过油燃烧器加热后送入磨煤机入口风道系统图C如果从热风道取加热风源的地点、条件受限，而冷风道满足安装条件的锅炉可以使用方案3“从冷风道取加热风源，然后经过油燃烧器加热后送

35、入磨煤机入口风道”，系统图见图4-7。图4-7从冷风道取加热风源先经蒸汽加热器再到油燃烧器加热的系统图直吹式制粉系统冷炉制粉时的空气加热系统不同布置方式的综合比较见表4-2。表4-2冷风空气加热系统不同布置方式的综合比较布置方式冷风蒸汽加热器布置在炉前联络风道上冷风蒸汽加热器布置在炉前联络风道上并另设旁路风道冷风蒸汽加热器布置在另设的旁路风道上冷风燃油加热器布置在热风旁路风道配置设备蒸汽加热器一台蒸汽加热器一台蒸汽加热器一台油燃烧器、燃烧室、火焰监测设备、增压风机适用范围适用于各种炉型燃用褐煤的锅炉使用条件等离子燃烧器对应的磨煤机必须在主热风道的最外侧蒸汽加热器的阻力大于400Pa时燃煤水分大

36、于22%可采用特点安装简单，可利用原风道风门，安装和设备费用少增加风道阻力可不考虑冷风蒸汽加热器阻力。增加一台隔绝门，安装较复杂，费用较高可不考虑冷风蒸汽加热器阻力及对应磨煤机的位置增加二只风门，安装复杂，费用高可解决燃用高水分煤质的制粉增加设备多，安装复杂，费用高、维护量较大5等离子点火监控系统为了确保等离子点火系统的安全运行，必须对相关设备运行工况实时监控。为此，在等离子燃烧器的一级燃烧筒和喷口等关键部位装设了温度测量系统；为了调整燃烧工况，在一次风粉管路上装设了一次风速检测系统；为了实时观察等离子燃烧器的着火情况，为运行人员提供调整参考，在锅炉看火孔或燃烧器上部装设了图像火焰监控系统。5

37、.1等离子燃烧器壁温测量系统为了确保等离子燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。热电偶的安装位置是根据数台等离子燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。安装位置如图5-1所示。热电偶的型号主要为K分度铠装热电偶。图5-1等离子燃烧器壁温检测系统热电偶的安装在等离子燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。5.2一次风风速测量系统为了在等离子燃烧器运行时能够监测一次风速，控制一次风速在设计范围，在一次风管加装一次风速测量系统。5.2.1一次风在线测速装置的组成一次风在线测速装置的组成见图5-2。图5-2一次风在线测速装置的组成

38、5.2.2测速管的选择上图所示为靠背管，实际应用中还有笛形管。(1)靠背管靠背管全称靠背式动压测定管。两个测压管端的开口,一个开口迎向气流作为全压感压孔,另一个背向气流为静压感压孔;两个开口面应该成180对称布置。由于其开口较大,故不易堵塞,且对气流方向的偏斜敏感性很小,其偏转角在20内不会引起明显的误差。靠背管可以做成移动的,也可以根据管道的直径尺寸加工成固定安装的;固定的靠背管将其感压孔置于被测管道中心。靠背管既适用于含粉气流也可使用于清洁气流中。(2)笛形管用笛形管可以测量含浓度较小的气流，如中储式制粉系统给粉机前的一次风管，热风送粉可使用固定的笛形管，乏气送粉使用可以移动的笛形管。在保

39、证刚度条件下,笛形管愈细愈好，一般d/D=0.040.09，(d为笛形管径,D为被测管道内径).而全压感压孔的孔径要愈小愈好,但是要避免被粉尘或锈浊堵塞。感压孔的总面积不得超过笛形管内截面积的30%。5.3图像火焰监视将煤粉燃烧器的火焰直观的显示给运行人员将对锅炉的安全运行及燃烧调整有极大的帮助。在DLZ-200等离子点火系统中为每个等离子点火燃烧器配置了一支高清晰图像火检探头。该探头采用军用CCD直接摄取煤粉燃烧的火焰图像，图像清晰，不失真。为使CCD避开炉内高温，每只探头均采用长工作距监测镜头。探头外层加装了隔热机构，有效组断二次风传导热及炉膛辐射热。探头前部采用特种耐温玻璃能抗1500熔

40、融灰渣对镜面的冲刷，镜面长期光滑无损。每只探头均需通入冷却风，一方面冷却CCD和镜头，另一方面冷却风通过探头前端3通道风3组合弧形冷却风喷射机构，可避免飞灰、焦块污染镜头。图像火焰传感器主要技术参数：探头风阻：进口风质P1=2500Pa时，直杆冷却风风量Q=140Nm3/h，挠杆风量Q=70Nm3/h。探头外径：直杆69mm，挠杆直杆76mmCCD工作电压：U=12V/DC输出信号：标准Pal制式视频信号根据锅炉燃烧方式的不同（四角切圆燃烧和墙式燃烧），安装的图像火焰探头型式也有不同。对于四角切圆燃烧锅炉，通常在四角的看火孔处安装图像火检，对于墙式燃烧锅炉，通常在燃烧器二次风道内安装直杆或扰杆

41、火检。图5-3是图像火焰检测的原则性系统图。切向燃烧方式锅炉（b）墙式燃烧方式锅炉图5-3图像火焰监测的原则性系统图6等离子点火控制系统与锅炉FSSS、DCS的连接6.1等离子点火控制系统等离子点火系统设有相应的控制系统，并与FSSS、DCS有相应接口。等离子点火装置的控制系统主要有以下功能：（1）等离子电弧启动、停止程控。（2）等离子电弧功率调节。（3）等离子电弧电压、电流、功率参数。（4）自动保护等离子发生器不被烧损。（5）等离子阴极，阳极运行时间累计，提示更换阴极寿命。（6）等离子装置故障记录。（7）燃烧器壁温监视，超温报警。（8）联锁保护功能，与FSSS接口。（9）纳入DCS控制系统。6.2等离子点火系统与锅炉的连接等离子点火系统的控制纳入DCS系统，由DCS直接控制等离子系统的电源控制柜。DCS系统和电源控制柜之间通过硬接线连接。图6-1是等离子装置控制系统的组成框图。图6-1等离子装置控制系统的组成框图-