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2000年9月28日，由烟台龙源电力技术有限公司开发研制的DLZ-200-A等离子煤粉点火燃烧器通过国家电力公司组织的专家鉴定。鉴定结论为：该产品技术处世界领先水平。国家电力公司乃至国家计委、科委，对该项创新技术非常重视，希望该项技术尽快进入市场，扩大推广应用范围，以早日见到节油、环保的效益。关于这一全新观念的煤粉点火燃烧器，许多锅炉技术工作者迫切想了解该项技术的情况、改造工作量、现场配合设计等。本文从该套装置的结构原理、点火、燃烧机理及现场改造应做的工作出发，对现有电厂如何进行改造以采用该装置作了较详细的介绍。希望本文对这一技术的推广应用有所促进。
1 DLZ-200型等离子点火燃烧器工作原理
在一定条件下，气体会被电离形成等离子体，该等离子体内含有大量化学活性粒子，如原子、原子团、粒子和电子等，这些粒子正负电荷数值相等，对内为良导体，对外呈中性，其内部有着上万度的高温。等离子点火便是让煤粉颗粒通过该等离子体，由于受到高温作用，煤粉在1 ms内迅速释放出挥发物，并被破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气固两相中进行，使混合物组份的粒级发生了变化，因而使煤粉的燃烧速度加快，这样就大大地减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E(E等=1/6E油)。同时，等离子体内的化学活性物质可加速热化学转换，促进燃料的完全燃烧。DLZ-200型等离子发生器是利用空气作等离子的载体，用直流接触引弧放电的方法制造功率达150 kW的等离子体，同时采用磁压缩及等离子体输送至需要进行点火的部位，完成持续长时间的点火和稳燃。
2 DLZ-200型等离子点火装置构成
如图1，该系统主要有以下几部分组成：
(1) 等离子发生器，产生电功率50～150 kW的空气等离子体；
(2) 直流电源(含整流变压器)，将三相380 V，AC电源整流成直流电，用于产生等离子体；
(3) 点火燃烧器，与等离子发生器配套使用以点燃煤粉；
(4) 控制系统，由PLC、CRT、通信接口和数据总线构成，实现装置的全数字自动控制。
2.1 等离子发生器技术参数
输出功率：50～150 kW，连续可调；
电流调节范围：200～375 A，±2%；
电压调节范围：250～400 V，±5%；
空气压力：0.12～0.2 MPa；
空气耗量：100 m3/h；
冷却水：除盐水，p≥0.2MPa，qm≥8 t/h，t≤35℃。
2.2 直流电源及隔离变压器
DLZ-200型等离子发生器采用直流电源供电，并且该电源经常工作在低电压、大电流输出状态。因此该电源设计上充分考虑了多种使用工况，具有较大的抗冲击负荷的能力。进相电源360 V，由380/360 V △/Y型，250 kVA隔离变压器供电，电源柜主要有以下部件组成。
(1) 功率组件
采用三相全桥控晶闸管整流功率组件，最大输出为1 200 A、1 600 V。三相全桥控整流方式整流效率高，技术成熟，保证了电源长期工作的可靠性。
(2) 整流控制器
采用全数字控制整流装置，具有I/O接口和RS232、RS485通信功能，因此可以作为整流和等离子发生器的引弧控制接口，水流、风压保护接口，并且与其它计算机实现总线式的数字通信。
(3) 平波电抗器
用于消除整流脉冲，增加恒流性。
(4) 交流接触器
用于装置自动合闸及保护分闸。
2.3 点火煤粉燃烧器
2.3.1 结构特点
(1) 多级送粉、分级燃烧、出力大；
(2) 气膜冷却、不结焦、不烧损、寿命长；
(3) 自配二次风、可调、燃烧效率高；
(4) 自配可调浓淡装置、可根据负荷的不同给予调整。
2.3.2 运行参数的调节范围
该型等离子点火燃烧器可在常温下直接点燃贫煤煤粉气流。
一次风速：18～22 m/s；
二次风速：40～50 m/s；
粉量：1.5～4 t/h；
风温：常温；
点火煤粉浓度：0.3～0.5 kg/m3。
2.4 控制系统
控制系统由主机S7-300 PLC；液晶显示触摸屏GP-500R-TC41-24UP及数据总线构成。DLZ-200型等离子发生器启、停、运行、保护的控制程序全部由安装在电源柜内的S7-200 PLC完成。运行人员可以通过CRT操作该装置，并可以在电源柜上直接操作，调试时亦可在装置的操作面板上启动和停止设备，但是不能调整功率，功率调整必须在电源柜或是操作屏上进行。
电源柜与等离子发生器之间通过硬接线实现连接，与控制系统之间只用通信总线实现连接，上位机(PLC-S7-300)只是对各电源柜进行监视和控制，电源柜内下位机PLC(S7-200)实现所有过程控制和保护功能，上位机软件可以根据所带下位机个数的多少(即所配等离子发生器的多少)来组态， 画面组态亦可随意更改。
3 现场改造工作量、形式
目前，该设备已在中贮式制粉系统锅炉上成功地应用。根据燃烧器在锅炉上安装位置的不同可分为四角布置和前后墙布置两种型式。佳木斯电厂100 MW机组上该装置布置在四角上，即在最下层油枪处，将油枪拆出，下二次风口扩大至可将等离子燃烧器塞入(D500左右)。该厂100 MW机组在1、3号角安装了2台DLZ-200型等离子装置，采用2根D325一次风管供粉，燃烧器出力为2～4 t/h，即可实现完全无油启动和滑停单角改造 .
烟台电厂50 MW贫煤机组上，该装置则是安装在前墙(原安装预燃室处)，采用2根D426一次风管供粉，D3 25的二次风管供风，燃烧器出力可达2～5 t/h，使用原预燃室的送粉管供粉，可减少改造工作量，即只要将原预燃室拆除，换上等离子燃烧器，对应锅炉的改造即告完成。电气系统相应要从380 V动力段送500 kVA的电力容量，需要现场增加配电盘，另需敷设电缆(动力缆2×120 mm2，控制缆14×1.5 mm2)等，同时该设备需要采用除盐水冷却发生器，现场需提供相应的水源并敷设管路，还需提供作为等离子载体的压缩空气，压缩空气必须是经过除油、净化处理过的洁净气体。因为该装置的阳极受等离子体冲刷，如果空气载体含油将导致阳极污染，生成的绝缘物附着在阳极的导电面上会影响装置的正常工作，因此空气需经除油处理。
该装置正常运行后，无需特别维护。但由于阴极采用的是便于更换的微耗电极，装置工作100 h后应将电子枪头抽出检查，并及时更换。熟练的操作者更换电子枪头仅用5 min。
4经济效益分析
以一台100 MW容量调峰燃煤机组为例，一年用于启动和稳燃的耗油量约为600 t，其费用约为180万元。使用等离子点火燃烧器代替油枪，主要费用包括等离子发生器耗电量、煤消耗量和电极消耗费用，DLZ-200-A发生器每小时耗电150 kWh，一年按640 h计算，耗电费用约为2万元，耗煤费用约44万元，电极消耗费用约6 500元，每年的直接经济效益约130～140万元。由此可见，投资回收年限约为1年；如果减少主燃烧器改造费用或同时改造2台锅炉，则回收期少于1年。
另外，采用等离子点火装置可节省高品位能源，社会效益显著。由于是无油燃烧，点火时可投入电除尘设备，改善了环境。由于不燃油，减少了燃油的维修费用，保证了机组启动的安全。
5 结论
使用等离子装置可直接点燃包括贫煤在内的所有煤种，代替原燃油系统，从技术上具有无可比拟的先进性，同时具有巨大的经济、社会及环保效益，是未来燃煤锅炉点火稳燃的首选产品。
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