等离子点火燃烧器一次室结焦的原因分析及改进措施【摘要】通过对佳木斯发电厂13号炉等离子点火燃烧器存在一次室结焦问题分析，并针对该问题提出消除内部涡流、加强一次室外筒冷却的改进措施，对等离子点火燃烧器进行了改进，取得了满意的效果。【关键词】等离子体；点火；燃烧器；一次室；结焦燃煤锅炉启动及低负荷助燃用油是影响电厂发电成本的重要部分，开发新技术减少锅炉启动及低负荷助燃用油，降低发电成本是广大科技工作者长期研究的课题。随着世界原油价格的上涨及国内电厂竞价上网政策的出台，追求电站锅炉启动及助燃脱油的呼声越来越高，在这种背景下，提出开发等离子无油点火燃烧技术。等离子无油点火技术的开发和研究在国外已有10多年的历史，俄罗斯及澳大利亚等国家已掌握等离子点火技术，并广泛地应用于电站锅炉直接点火及低负荷助燃中。20世纪90年代初期，我国一些院校在预燃室的基础上研究等离子点火技术，由于引弧等关键技术不过关而未成功。烟台龙源电力技术有限公司在借鉴国外成功技术及总结国内失败原因的基础上，于1997年开始研究适合中国国情的等离子点火装置，1998年8月25日在实验室制造出第一台样机并引弧成功，在常温送粉的情况下，成功点燃了挥发分为13%的淄博贫煤。1999年6月开始在烟台发电厂1号炉安装贫煤型等离子点火系统进行工业性试验，2000年2月15日实现50mw机组无油点火成功。XX省装机容量已突破10000mw，机组节油降耗潜力巨大。因此，省电力公司决定在佳木斯发电厂13号炉1号、3号角原油枪处安装烟煤型等离子点火系统，进行燃用烟煤的工业性试验，为该技术在XX省的推广应用积累经验。1等离子点火技术基本原理等离子点火装置的基本原理是以大功率电弧直接点燃煤粉。电弧由200kva的直流电源柜供电，由阳极（银合金）和阴极（碳棒）产生。电弧功率在50-150kw连续可调。电弧中心温度第1页共14页可达6000℃。煤粉由一次风管输送给等离子点火装置，经浓淡块分离后浓相煤粉进入一次燃烧室，到达电弧核心，在该区域内煤粉与等离子体混合，迅速裂解出挥发分（比常温下析出的挥发分多23%~80%）并着火。固定碳在一次燃烧室内继续燃烧。由浓淡块分离出的淡相煤粉经均粉器后进入混合腔，与一次燃烧室喷出的火焰混合后与周界二次风混合喷人炉内继续燃烧。2点火燃烧器一次室结焦原因分析佳木斯发电厂13号炉等离子点火装置于10月10日全部安装调试完毕。10月12日首次进行等离子点火系统的点火试验，首先进行1号角拉弧，电功率稳定在110kw，控制一次风速为25m/s，启动给粉机投粉，煤粉瞬间被点燃，喷出近4m长的火炬，由于是第一次冷态点火，参数控制不当火炬忽明忽暗，经调整一次风速控制在22~24m/s、二次风挡板开度控制在40%，火焰明亮燃烧稳定。运行1h40min后由于灭弧，造成锅炉灭火。经检查发现点火燃烧器一次室内结焦，结焦部位在浓一次风人口正对的一次室侧壁上，焦块的大小占一次室流通截面的1/3。随后进行3号角拉弧，电功率稳定在1l0kw，控制一次风速为23m/s，启动给粉机投粉进行点火试验，煤粉瞬间被点燃，运行30min灭弧，锅炉灭火，检查点火燃烧器发现在相同部位也存在结焦问题。经分析，认为是由于二次风量过大，排挤一次风，使一次风速降低，造成一次室内热负荷过高，导致结焦。依次降低二次风挡板开度为30%、20%进行点火试验，点火燃烧器一次室内结焦状况没有改变。通过分析点火燃烧器的结构和几次点火试验情况，发现一次室结焦原因是：a.由于电弧中心温度高达6000℃，使煤粉着火后在一次室内形成局部热负荷过高，一次室壁面冷却效果不好，壁温较高，易使熔融状态的煤粉结焦；b.在一次室根部浓一次风进口对面处有一涡流区，使熔融状态的煤粉在此处结焦。3改进措施针对点火燃烧器存在的问题，提出两条改进措施：a.在一次室根部增加吹扫风，消除涡流区；b.从送风机出口风箱引一根Φ159钢管，用冷风直接冷却一次室壁面。3.1一次室根部增加吹扫风首先在一次室易结焦部位的根部开3mm宽的一条环缝，引入二次风吹扫结焦部位，消除涡流区。在燃烧器改进完成后进行点火试验，点火燃烧器运行了第2页共14页25min灭弧，锅炉灭火。检查点火燃烧器，发现一、二次室内结...
