【文章內容簡介】 動階段，點火器產生的等離子電弧可將通過燃燒器的煤粉直接點燃；在鍋爐高負荷運行階段，該燃燒器可作為正常主燃燒器使用，不會對鍋爐性能造成影響。這樣改造的優(yōu)點為現(xiàn)場改造工作量較小，鍋爐及磨煤機在點火過程中的控制方式比較簡單，鍋爐啟動過程中可以取得較好的節(jié)油效果。第一節(jié) 等離子煤粉點火裝置的設計等離子點火煤粉燃燒器的設計根據岱海電廠一期鍋爐EIXCL型燃燒器的結構特點，基于等離子改造對鍋爐的性能影響最小同時要求改造工作量最小的原則，其等離子點火燃燒器的改造方案，其結構如下圖所示：圖3 等離子點火燃燒器方案示意圖由于鍋爐原有的EIXCL型燃燒器的一次風在燃燒器中心且沒有旋流，本設計方案中將原燃燒器的一次風內筒從后端面向后整體拆除，替換為等離子點火燃燒器。該燃燒器后端與一次風彎頭相連，前端與原燃燒器平齊。經過改裝的彎頭上裝有等離子發(fā)生器，產生的等離子體通過長桿型的等離子體輸送裝置送到前端的點火位置，煤粉在這里被逐級點燃后噴入爐膛。一次風彎頭及燃燒器入口尺寸經過仔細核算，其通流面積與原燃燒器基本相同，以保證燃燒器阻力、一次風流速與原燃燒器相同；等離子點火燃燒器內部為兩層中心筒套裝的結構，不會對煤粉氣流造成擾動，其通流面積與原燃燒器相同；原燃燒器的內、外二次風的旋流葉片在結構上不做任何改動，其運行方式也保持不變。在鍋爐點火啟動階段，等離子電弧可將通過燃燒器的煤粉直接點燃，噴入爐膛的是正在燃燒的煤粉；在鍋爐高負荷運行階段，等離子發(fā)生器停止工作，燃燒器仍按原設計的運行方式工作，此時一次風煤粉仍以直流方式噴入爐膛，且噴口處的一次風速與原燃燒器完全相同，內外旋流二次風的結構沒有任何變化，所以在高負荷階段，改造后的燃燒器各項性能（阻力、風速、噴口處流場分布等）與原燃燒器基本相同。原EIXCL型燃燒器一次風筒內的煤粉均流器將被拆除，這將會影響到一次風內部的煤粉均勻性，在設計時將在燃燒器入口彎頭內部加裝煤粉導向、均流裝置，以盡量消除此項結構變化的影響。以上改變完全符合國家的標準規(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火功能的燃燒器及其系統(tǒng)的設計要求。燃燒器彎頭采用內層碳化硅材料制造，如制造工藝無法達到，則采用貼陶瓷片等其它先進的防磨工藝制造。燃燒器管壁材料選用耐熱耐磨鋼（鋼號：40Cr30Ni16NRe、45Cr4MaMoNiRe），耐溫可達1000℃以上，燃燒器中心筒及噴口位置設有壁溫測點，便于隨時對壁溫進行調整，既有利于點火又可防止燃燒器被燒壞。等離子發(fā)生器的設計方案等離子發(fā)生器采用煙臺龍源公司的定型產品。點火器前端采用了煙臺龍源公司開發(fā)的擁有多項專利技術的等離子體輸送裝置，它可以通過狹長的管道將高度壓縮的等離子體輸送到燃燒器的點火位置，解決了旋流燃燒器結構設計上的難題。等離子體輸送管采用防磨損設計，可以耐受一次風煤粉氣流的沖刷磨損，其運行壽命可以滿足鍋爐檢修周期的要求，同時等離子發(fā)生器及輸送管可從燃燒器后端整體拆除，維護、檢修十分方便。等離子發(fā)生器的陰極采用長壽命陰極，其保證的運行壽命為80小時。在點火器控制系統(tǒng)增加了陰極壽命預測系統(tǒng)，可在陰極失效前報警，便于運行、檢修人員及時更換。陽極壽命為設計工況下不低于1000小時。第二節(jié) 電氣系統(tǒng)設計每套等離子點火裝置的供電設備包括1臺隔離變壓器和1臺電源控制柜，單臺等離子點火裝置電源控制設備的性能參數見下表：序 號名 稱單 位參 數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運行環(huán)境溫度℃040防護等級IP20隔離變壓器絕緣等級F級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)場每臺鍋爐需要安裝6臺隔離變壓器（14008002200/800kg）和6臺電源控制柜（8008002200/500kg）。現(xiàn)場為每臺鍋爐的等離子點火系統(tǒng)提供6路380VAC/200KVA電源，每路電源為1臺隔離變壓器供電。另外，電廠需要為2臺冷卻水泵（380VAC/30kw2）和2臺火檢冷卻風機（380VAC/2）提供電源，2臺火檢冷卻風機布置在鍋爐17m平臺，其中火檢冷卻風機應有一路電源取自保安段。為B磨入口熱風加熱器供汽電動門提供1路380VAC電源。在等離子發(fā)生器廠用供電電源的選取時，為避免同一段電源上的大型設備（如給水泵、送引風機等）啟動時，整流柜的低電壓保護動作，造成等離子發(fā)生器的斷弧，供電電源應取自負荷小的電源段，或直接從高壓廠用母線上單獨取等離子發(fā)生器專用低壓段。第三節(jié) 磨煤機冷爐制粉方案設計采用直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐在安裝等離子點火系統(tǒng)時所要解決的首要問題就是煤粉的來源問題。本方案采用本爐制粉，其系統(tǒng)簡單、運行方便，關鍵是解決制粉用熱風的來源問題。本設計中采用在B磨煤機入口熱風管道上加裝蒸汽加熱器，具體位置布置在主聯(lián)絡風道，暖風器需另設支吊點。在B磨煤機入口熱風加熱器的供汽管路上增加1只電動截止閥，其執(zhí)行器選用國產Rotork產品，其控制在DCS中實現(xiàn)，DCS僅為其提供開、關的干接點信號。在B磨入口冷風道上增設一道電動插板門，其執(zhí)行器選用國產Rotork產品，其控制在DCS中實現(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，（絕對壓力）、320℃。加熱器設計的進口空氣溫度為30℃，出口可加熱至160～170℃。暖風器疏水閥門組出口設1只逆止閥，加熱器的疏水排放至鍋爐原暖風器疏水擴容器排水至定排擴容器的管道上。岱海發(fā)電廠一期工程中磨煤機入口冷風管道上原設計只有一個φ630的冷風調節(jié)擋板，在鍋爐冷態(tài)啟動初期，此調節(jié)擋板的漏風會降低磨入口風溫影響磨煤機的啟動。為在鍋爐冷態(tài)啟動時等離子點火系統(tǒng)運行期間保證磨入口風溫，本方案要求在B磨入口冷風管道上增加一道電動關斷擋板，此擋板的控制在DCS中實現(xiàn)。第四節(jié) 控制系統(tǒng)與FSSS、DCS接口設計等離子點火系統(tǒng)的控制方案等離子點火系統(tǒng)應既可以在該系統(tǒng)人機接口設備上操作，又可以在主控室內DCS系統(tǒng)OM畫面上進行遠方操作完成點火過程，并有完善的控制系統(tǒng)保證系統(tǒng)的安全運行。等離子點火系統(tǒng)中的冷卻水泵、火檢冷卻風機的控制也在此完成。等離子點火系統(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1臺控制柜（8006002200，顏色為國標2000版8213淡黃灰）?，F(xiàn)場為其提供1路220VAC/5A的UPS電源。等離子點火系統(tǒng)自身應設有一套控制系統(tǒng)，其控制主機采用西門子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據通訊。運行人員可在DCS中完成有關等離子點火設備的所有操作和必須的監(jiān)視在觸摸屏上完成DCS與觸摸屏的操作權限切換。鍋爐FSSS邏輯修改鍋爐進行等離子點火系統(tǒng)改造后，需對原FSSS系統(tǒng)進行部分邏輯修改，以滿足鍋爐利用等離子點火系統(tǒng)啟動的要求。結合岱海電廠一期機組特點，需對FSSS邏輯進行如下修改：在FSSS中設計B磨煤機“正常運行模式”與“等離子運行模式”兩種運行模式，并可相互切換，從而實現(xiàn)磨煤機FSSS邏輯切換功能；“正常運行模式”運行時，B磨煤機維持原有的FSSS邏輯；由S7300送6個接點信號給鍋爐DCS系統(tǒng)，分別代表6臺等離子點火器運行正常，“等離子運行模式”運行時，B磨煤機FSSS啟動條件中增加6臺等離子點火器運行正常的條件，同時略去點火能量滿足的條件；在聲光報警系統(tǒng)中增加“等離子點火裝置故障”信號，任一支等離子點火裝置異常時，S7300送信號至光字牌發(fā)聲光報警；在聲光報警系統(tǒng)中增加“等離子燃燒器超溫”信號，任一支等離子點火燃燒器壁溫超溫時，S7300送信號至光字牌發(fā)聲光報警；當B磨在“等離子運行模式”下運行時，任意3支等離子裝置工作故障，聯(lián)鎖停B磨煤機，此邏輯在FSSS中由6個等離子點火器運行信號判別；B磨煤機跳閘，聯(lián)鎖等離子點火器跳閘；鍋爐MFT時，等離子點火器應跳閘，并禁啟；B磨煤機運行時，B層燃燒器的火焰保護仍采用鍋爐原有的火檢裝置，爐膛滅火保護邏輯不變。另外，B煤機入口冷風管道上增加的關斷擋板應增加以下控制邏輯：B磨入口冷風調整擋板開度大于5%時，關斷擋板禁關；B磨入口冷風調整擋板由關位打開至開度大于5%時，關斷擋板聯(lián)鎖打開。第五節(jié) 等離子煤粉點火輔助系統(tǒng)設計輔助系統(tǒng)設計的內容包括以下三部分：壓縮空氣系統(tǒng)的設計冷卻水系統(tǒng)的設計圖像火檢監(jiān)測系統(tǒng)的設計一次風風速在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計壓縮空氣系統(tǒng)的設計等離子發(fā)生器采用穩(wěn)壓、潔凈、干燥的空氣作