鍋爐點火指的指通過點火器與引火燃料在鍋爐點火準備完成后打開引火燃料閥門,再打開點火開關(guān),待其燃燒火焰穩(wěn)定正常后,關(guān)閉點火系統(tǒng)的過程。.
鍋爐點火的目的:使鍋爐內(nèi)部增壓,升溫,讓鍋爐燃料進入爐膛能穩(wěn)定進行著火穩(wěn)定燃燒。
二、鍋爐點火的方式。
鍋爐點火目前主要有三種方式,分別是微油點火,大油點火和離子點火。這三種方式各有優(yōu)缺點,下面我們主要介紹一下離子點火技術(shù)。
三、鍋爐等離子點火技術(shù)。
等離子點火技術(shù)的研究始于20世紀70年代美國研制的等離子煤粉點火器。其點火機理:依靠等離子發(fā)生器發(fā)射的高溫等離子體射流,直接點燃一次風煤粉,實現(xiàn)冷風點火。
目前,等離子點火及穩(wěn)燃技術(shù)已成功應用于百余臺電站煤粉鍋爐,適用煤種:貧煤、劣質(zhì)煙煤、煙煤和褐煤;適用的機組容量:50MW、100MW、125MW、200MW、300MW和600MW;適用的燃燒方式:切向燃燒直流燃燒器、墻式燃燒旋流燃燒器;制粉系統(tǒng)類型:鋼球磨、中儲式、雙進雙出鋼球磨直吹式、中速磨直吹式和風扇磨直吹式制粉系統(tǒng)。
采用等離子點火燃燒器點火和穩(wěn)燃與傳統(tǒng)的燃油相比有以下幾大優(yōu)點:
1)經(jīng)濟:采用等離子點火運行和技術(shù)維護費僅是使用重油點火時費用的15%~20%,對于新建電廠,可以節(jié)約上千萬的初投資和試運行費用;
2)環(huán)保:由于點火時不燃用油品,電除塵裝置可以在點火初期投入,因此,減少了點火初期排放大量煙塵對環(huán)境的污染;另外,電廠采用單一燃料后,減少了油品的運輸和儲存環(huán)節(jié),亦改善了電廠的環(huán)境;
3)高效:等離子體內(nèi)含有大量化學活性的粒子,如原子(C、H、O)、原子團(OH、H2、O2)、離子(O2-、H2-、OH-、O-、H+)和電子等,可加速熱化學轉(zhuǎn)換,促進燃料完全燃燒;
4)簡單:電廠可以單一燃料運行,簡化了系統(tǒng),簡化了運行方式;
5)安全:取消爐前燃油系統(tǒng),也自然避免了經(jīng)常由于燃油系統(tǒng)造成的各種事故。
離子點火裝置是利用直流電流在空氣介質(zhì)氣壓~0.01MPa的條件下接觸引弧,并在強磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體,該等離子體在專門設(shè)計的燃燒器的中心燃燒筒中形成溫度T>5000K的,溫度梯度極大的局部高溫區(qū),煤粉顆粒通過該等離子"火核"受到高溫作用,并在10-3秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物,使煤粉顆粒破裂粉碎并再造揮發(fā)分,從而迅速燃燒。
由于反應是在氣相中進行,使混合物組分的粒級發(fā)生了變化。因而使煤粉的燃燒速度加快,也有助于加速煤粉的燃燒,這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。等離子體內(nèi)含有大量化學活性的粒子,如原子(C、H、O)、原子團(OH、H2、O2)、離子(O2-、H2-、OH-、O-、H+)和電子等,可加速熱化學轉(zhuǎn)換,促進燃料完全燃燒。
離子發(fā)生器為磁穩(wěn),空氣載體等離子發(fā)生器,它由線圈、陰極、陽極等組成。
其中陰極材料采用具有高導電率、高導熱、耐氧化的金屬材料制成。陽極亦由高導電率、高導熱率及抗氧化的金屬材料制成,它們均采用水冷方式冷卻,以承受電弧高溫沖擊。線圈在高溫250℃情況下具有抗2000V的直流電壓擊 穿能力,電源采用全波整流并具有恒流性能。在冷卻水及壓縮空氣滿足條件后,電源的電流控制在250-350安培之間,當陰極達到規(guī)定的放電間距后,在空氣動力和磁場的作用下,裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧放電,生成等離子體。
離子發(fā)生器的功率為50~200kW,該功率的等離子體能直接點燃一定量的煤粉,這些劇烈燃燒的煤粉又要在瞬間點燃其它煤粉,為使燃燒器內(nèi)順利完成持續(xù)穩(wěn)定的點火和燃燒過程,同時又要保證內(nèi)燃式等離子燃燒器不被燒損,為此,發(fā)明并采用逐級點火、分級內(nèi)燃、氣膜冷卻技術(shù)。
為了獲得煤粉點火的最佳濃度,根據(jù)制粉系統(tǒng)一次風煤粉濃度及現(xiàn)場一次風管道的具體情況,可分別采用葉柵、撞擊塊或?qū)Я靼宓确绞綕饪s煤粉,使之達到點燃煤粉的最佳煤粉濃度。按煤質(zhì)的情況,盡可能使煤粉細度、一次風氣流速度和一次風溫度也在所要求范圍之內(nèi),滿足條件的一次風粉進入點火區(qū),濃煤粉經(jīng)過高溫的等離子體被點燃,在燃燒器內(nèi)部燃燒。淡煤粉流經(jīng)高溫套筒的外壁,對其起到冷卻的作用,在"環(huán)形縮口"的作用下被濃縮,并被已燃燒的火炬點燃。然后進入混合燃燒。完成逐級點火分級燃燒的過程。
等離子燃燒器點火示意圖
利用雙筒結(jié)構(gòu)將部分煤粉推至燃燒器出口,在爐膛內(nèi)燃燒。內(nèi)外筒形成同心雙層并聯(lián)通道。按壓差平衡原理必然導致內(nèi)筒流速降低,有利于著火燃燒,降低飛灰含碳量,并有利于冷卻內(nèi)筒筒壁。燃燒器的一、二級點火筒為圓形,外筒為方形,與鍋爐原主燃燒器的幾何尺寸配合,有利于改造后的燃燒器與原主燃燒器出口氣流的動量矩保持相近。燃燒器必須耐燒、耐磨,滿足運行檢修維護的要求。這樣不但提高了燃盡率,簡化了結(jié)構(gòu),降低了阻力,有利于與其它燃燒器之間的阻力匹配;耐磨損的能力也得到提高。
等離子技術(shù)的設(shè)計思想和關(guān)鍵技術(shù)
1、穩(wěn)定、高效的點燃a、控制等離子所需的氣、水、電、風的各項參數(shù)保持在合理的范圍。 b、煤質(zhì),煤粉濃度、煤粉細度、一次風速和溫度及濕度、煤粉水分。最關(guān)鍵的為煤質(zhì)。2.確保原主燃燒器的基本性能不變。3.以系統(tǒng)工程的觀點來研究等離子點火技術(shù)。
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