【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)階段，點(diǎn)火器產(chǎn)生的等離子電弧可將通過(guò)燃燒器的煤粉直接點(diǎn)燃；在鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行階段，該燃燒器可作為正常主燃燒器使用，不會(huì)對(duì)鍋爐性能造成影響。這樣改造的優(yōu)點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)改造工作量較小，鍋爐及磨煤機(jī)在點(diǎn)火過(guò)程中的控制方式比較簡(jiǎn)單，鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中可以取得較好的節(jié)油效果。第一節(jié) 等離子煤粉點(diǎn)火裝置的設(shè)計(jì)等離子點(diǎn)火煤粉燃燒器的設(shè)計(jì)根據(jù)岱海電廠一期鍋爐EIXCL型燃燒器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于等離子改造對(duì)鍋爐的性能影響最小同時(shí)要求改造工作量最小的原則，其等離子點(diǎn)火燃燒器的改造方案，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3 等離子點(diǎn)火燃燒器方案示意圖由于鍋爐原有的EIXCL型燃燒器的一次風(fēng)在燃燒器中心且沒(méi)有旋流，本設(shè)計(jì)方案中將原燃燒器的一次風(fēng)內(nèi)筒從后端面向后整體拆除，替換為等離子點(diǎn)火燃燒器。該燃燒器后端與一次風(fēng)彎頭相連，前端與原燃燒器平齊。經(jīng)過(guò)改裝的彎頭上裝有等離子發(fā)生器，產(chǎn)生的等離子體通過(guò)長(zhǎng)桿型的等離子體輸送裝置送到前端的點(diǎn)火位置，煤粉在這里被逐級(jí)點(diǎn)燃后噴入爐膛。一次風(fēng)彎頭及燃燒器入口尺寸經(jīng)過(guò)仔細(xì)核算，其通流面積與原燃燒器基本相同，以保證燃燒器阻力、一次風(fēng)流速與原燃燒器相同；等離子點(diǎn)火燃燒器內(nèi)部為兩層中心筒套裝的結(jié)構(gòu)，不會(huì)對(duì)煤粉氣流造成擾動(dòng)，其通流面積與原燃燒器相同；原燃燒器的內(nèi)、外二次風(fēng)的旋流葉片在結(jié)構(gòu)上不做任何改動(dòng)，其運(yùn)行方式也保持不變。在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)階段，等離子電弧可將通過(guò)燃燒器的煤粉直接點(diǎn)燃，噴入爐膛的是正在燃燒的煤粉；在鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行階段，等離子發(fā)生器停止工作，燃燒器仍按原設(shè)計(jì)的運(yùn)行方式工作，此時(shí)一次風(fēng)煤粉仍以直流方式噴入爐膛，且噴口處的一次風(fēng)速與原燃燒器完全相同，內(nèi)外旋流二次風(fēng)的結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何變化，所以在高負(fù)荷階段，改造后的燃燒器各項(xiàng)性能（阻力、風(fēng)速、噴口處流場(chǎng)分布等）與原燃燒器基本相同。原EIXCL型燃燒器一次風(fēng)筒內(nèi)的煤粉均流器將被拆除，這將會(huì)影響到一次風(fēng)內(nèi)部的煤粉均勻性，在設(shè)計(jì)時(shí)將在燃燒器入口彎頭內(nèi)部加裝煤粉導(dǎo)向、均流裝置，以盡量消除此項(xiàng)結(jié)構(gòu)變化的影響。以上改變完全符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：即配置直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐，將煤粉燃燒器改造為兼有等離子點(diǎn)火功能的燃燒器及其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。燃燒器彎頭采用內(nèi)層碳化硅材料制造，如制造工藝無(wú)法達(dá)到，則采用貼陶瓷片等其它先進(jìn)的防磨工藝制造。燃燒器管壁材料選用耐熱耐磨鋼（鋼號(hào)：40Cr30Ni16NRe、45Cr4MaMoNiRe），耐溫可達(dá)1000℃以上，燃燒器中心筒及噴口位置設(shè)有壁溫測(cè)點(diǎn)，便于隨時(shí)對(duì)壁溫進(jìn)行調(diào)整，既有利于點(diǎn)火又可防止燃燒器被燒壞。等離子發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案等離子發(fā)生器采用煙臺(tái)龍?jiān)垂镜亩ㄐ彤a(chǎn)品。點(diǎn)火器前端采用了煙臺(tái)龍?jiān)垂鹃_發(fā)的擁有多項(xiàng)專利技術(shù)的等離子體輸送裝置，它可以通過(guò)狹長(zhǎng)的管道將高度壓縮的等離子體輸送到燃燒器的點(diǎn)火位置，解決了旋流燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的難題。等離子體輸送管采用防磨損設(shè)計(jì)，可以耐受一次風(fēng)煤粉氣流的沖刷磨損，其運(yùn)行壽命可以滿足鍋爐檢修周期的要求，同時(shí)等離子發(fā)生器及輸送管可從燃燒器后端整體拆除，維護(hù)、檢修十分方便。等離子發(fā)生器的陰極采用長(zhǎng)壽命陰極，其保證的運(yùn)行壽命為80小時(shí)。在點(diǎn)火器控制系統(tǒng)增加了陰極壽命預(yù)測(cè)系統(tǒng)，可在陰極失效前報(bào)警，便于運(yùn)行、檢修人員及時(shí)更換。陽(yáng)極壽命為設(shè)計(jì)工況下不低于1000小時(shí)。第二節(jié) 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)每套等離子點(diǎn)火裝置的供電設(shè)備包括1臺(tái)隔離變壓器和1臺(tái)電源控制柜，單臺(tái)等離子點(diǎn)火裝置電源控制設(shè)備的性能參數(shù)見下表：序 號(hào)名 稱單 位參 數(shù)1電源及控制裝置額定電源電壓V380 5％＋10％最大輸入功率KVA200最大輸出直流電壓（DC）V375最大輸出直流電流（DC）A400正常工作電壓范圍（DC）V250－360正常工作電流范圍（DC）A290－320適用頻率范圍Hz45－65運(yùn)行環(huán)境溫度℃040防護(hù)等級(jí)IP20隔離變壓器絕緣等級(jí)F級(jí)2電功率最低輸出功率KW50最大輸出功率KW150額定輸出功率KW85－110現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)鍋爐需要安裝6臺(tái)隔離變壓器（14008002200/800kg）和6臺(tái)電源控制柜（8008002200/500kg）?，F(xiàn)場(chǎng)為每臺(tái)鍋爐的等離子點(diǎn)火系統(tǒng)提供6路380VAC/200KVA電源，每路電源為1臺(tái)隔離變壓器供電。另外，電廠需要為2臺(tái)冷卻水泵（380VAC/30kw2）和2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)（380VAC/2）提供電源，2臺(tái)火檢冷卻風(fēng)機(jī)布置在鍋爐17m平臺(tái)，其中火檢冷卻風(fēng)機(jī)應(yīng)有一路電源取自保安段。為B磨入口熱風(fēng)加熱器供汽電動(dòng)門提供1路380VAC電源。在等離子發(fā)生器廠用供電電源的選取時(shí)，為避免同一段電源上的大型設(shè)備（如給水泵、送引風(fēng)機(jī)等）啟動(dòng)時(shí)，整流柜的低電壓保護(hù)動(dòng)作，造成等離子發(fā)生器的斷弧，供電電源應(yīng)取自負(fù)荷小的電源段，或直接從高壓廠用母線上單獨(dú)取等離子發(fā)生器專用低壓段。第三節(jié) 磨煤機(jī)冷爐制粉方案設(shè)計(jì)采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐在安裝等離子點(diǎn)火系統(tǒng)時(shí)所要解決的首要問(wèn)題就是煤粉的來(lái)源問(wèn)題。本方案采用本爐制粉，其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便，關(guān)鍵是解決制粉用熱風(fēng)的來(lái)源問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中采用在B磨煤機(jī)入口熱風(fēng)管道上加裝蒸汽加熱器，具體位置布置在主聯(lián)絡(luò)風(fēng)道，暖風(fēng)器需另設(shè)支吊點(diǎn)。在B磨煤機(jī)入口熱風(fēng)加熱器的供汽管路上增加1只電動(dòng)截止閥，其執(zhí)行器選用國(guó)產(chǎn)Rotork產(chǎn)品，其控制在DCS中實(shí)現(xiàn)，DCS僅為其提供開、關(guān)的干接點(diǎn)信號(hào)。在B磨入口冷風(fēng)道上增設(shè)一道電動(dòng)插板門，其執(zhí)行器選用國(guó)產(chǎn)Rotork產(chǎn)品，其控制在DCS中實(shí)現(xiàn)。加熱器布置方案如下圖所示： 圖4：蒸汽加熱器布置圖蒸汽加熱器的汽源取自廠用高壓輔助蒸汽，（絕對(duì)壓力）、320℃。加熱器設(shè)計(jì)的進(jìn)口空氣溫度為30℃，出口可加熱至160～170℃。暖風(fēng)器疏水閥門組出口設(shè)1只逆止閥，加熱器的疏水排放至鍋爐原暖風(fēng)器疏水?dāng)U容器排水至定排擴(kuò)容器的管道上。岱海發(fā)電廠一期工程中磨煤機(jī)入口冷風(fēng)管道上原設(shè)計(jì)只有一個(gè)φ630的冷風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，此調(diào)節(jié)擋板的漏風(fēng)會(huì)降低磨入口風(fēng)溫影響磨煤機(jī)的啟動(dòng)。為在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)運(yùn)行期間保證磨入口風(fēng)溫，本方案要求在B磨入口冷風(fēng)管道上增加一道電動(dòng)關(guān)斷擋板，此擋板的控制在DCS中實(shí)現(xiàn)。第四節(jié) 控制系統(tǒng)與FSSS、DCS接口設(shè)計(jì)等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的控制方案等離子點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)既可以在該系統(tǒng)人機(jī)接口設(shè)備上操作，又可以在主控室內(nèi)DCS系統(tǒng)OM畫面上進(jìn)行遠(yuǎn)方操作完成點(diǎn)火過(guò)程，并有完善的控制系統(tǒng)保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。等離子點(diǎn)火系統(tǒng)中的冷卻水泵、火檢冷卻風(fēng)機(jī)的控制也在此完成。等離子點(diǎn)火系統(tǒng)的控制采用通訊方式納入DCS，采用的通訊協(xié)議為MODIBUS（RS485，兩線制）。增設(shè)1臺(tái)控制柜（8006002200，顏色為國(guó)標(biāo)2000版8213淡黃灰）?，F(xiàn)場(chǎng)為其提供1路220VAC/5A的UPS電源。等離子點(diǎn)火系統(tǒng)自身應(yīng)設(shè)有一套控制系統(tǒng)，其控制主機(jī)采用西門子S7315（CPU選用CPU3152DP具有MODIBUS接口）可編程控制器為核心，PLC與各電源柜之間為數(shù)據(jù)通訊。運(yùn)行人員可在DCS中完成有關(guān)等離子點(diǎn)火設(shè)備的所有操作和必須的監(jiān)視在觸摸屏上完成DCS與觸摸屏的操作權(quán)限切換。鍋爐FSSS邏輯修改鍋爐進(jìn)行等離子點(diǎn)火系統(tǒng)改造后，需對(duì)原FSSS系統(tǒng)進(jìn)行部分邏輯修改，以滿足鍋爐利用等離子點(diǎn)火系統(tǒng)啟動(dòng)的要求。結(jié)合岱海電廠一期機(jī)組特點(diǎn)，需對(duì)FSSS邏輯進(jìn)行如下修改：在FSSS中設(shè)計(jì)B磨煤機(jī)“正常運(yùn)行模式”與“等離子運(yùn)行模式”兩種運(yùn)行模式，并可相互切換，從而實(shí)現(xiàn)磨煤機(jī)FSSS邏輯切換功能；“正常運(yùn)行模式”運(yùn)行時(shí)，B磨煤機(jī)維持原有的FSSS邏輯；由S7300送6個(gè)接點(diǎn)信號(hào)給鍋爐DCS系統(tǒng)，分別代表6臺(tái)等離子點(diǎn)火器運(yùn)行正常，“等離子運(yùn)行模式”運(yùn)行時(shí)，B磨煤機(jī)FSSS啟動(dòng)條件中增加6臺(tái)等離子點(diǎn)火器運(yùn)行正常的條件，同時(shí)略去點(diǎn)火能量滿足的條件；在聲光報(bào)警系統(tǒng)中增加“等離子點(diǎn)火裝置故障”信號(hào)，任一支等離子點(diǎn)火裝置異常時(shí)，S7300送信號(hào)至光字牌發(fā)聲光報(bào)警；在聲光報(bào)警系統(tǒng)中增加“等離子燃燒器超溫”信號(hào)，任一支等離子點(diǎn)火燃燒器壁溫超溫時(shí)，S7300送信號(hào)至光字牌發(fā)聲光報(bào)警；當(dāng)B磨在“等離子運(yùn)行模式”下運(yùn)行時(shí)，任意3支等離子裝置工作故障，聯(lián)鎖停B磨煤機(jī)，此邏輯在FSSS中由6個(gè)等離子點(diǎn)火器運(yùn)行信號(hào)判別；B磨煤機(jī)跳閘，聯(lián)鎖等離子點(diǎn)火器跳閘；鍋爐MFT時(shí)，等離子點(diǎn)火器應(yīng)跳閘，并禁啟；B磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，B層燃燒器的火焰保護(hù)仍采用鍋爐原有的火檢裝置，爐膛滅火保護(hù)邏輯不變。另外，B煤機(jī)入口冷風(fēng)管道上增加的關(guān)斷擋板應(yīng)增加以下控制邏輯：B磨入口冷風(fēng)調(diào)整擋板開度大于5%時(shí)，關(guān)斷擋板禁關(guān)；B磨入口冷風(fēng)調(diào)整擋板由關(guān)位打開至開度大于5%時(shí)，關(guān)斷擋板聯(lián)鎖打開。第五節(jié) 等離子煤粉點(diǎn)火輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括以下三部分：壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖像火檢監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一次風(fēng)風(fēng)速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓縮空氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等離子發(fā)生器采用穩(wěn)壓、潔凈、干燥的空氣作