1、等离子点火设备介绍等离子点火设备介绍主讲人：田永强主讲人：田永强 设备简介设备简介1 1纲要 点火原理点火原理2 2 系统组成系统组成3 3使用和维护使用和维护4 4设备简介设备简介煤粉锅炉等离子体发生器外形图煤粉锅炉等离子体发生器外形图点火示意图点火示意图 设备组成设备组成二次风二次风火焰监视电视火焰监视电视触触摸摸屏屏一次风一次风火焰探头火焰探头进进水水回回水水压压缩缩空空气气电源控制柜电源控制柜炉膛燃烧状况图片炉膛燃烧状况图片火焰检测效果火焰检测效果 利用直流电流（280-350A）在介质气压0.01-0.03Mpa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体
2、在燃烧器的一次燃烧筒中形成T5000K的梯度极大的局部高温区，煤粉颗粒通过该等离子“火核”受到高温作用，并在10-3秒内迅速释放出挥发物，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反应是在气相中进行，使混合物组分的粒级发生了变化。因而使煤粉的燃烧速度加快，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大地减少促使煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等=1/6E油）点火原理点火原理 等离子体内含有大量化学活性的粒子，如原子（C、H、O）、原子团（OH、H2、O2）、离子（O2、H2、OH、O、H）和电子等，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧，除此之外，等离子体对于煤粉的作用，可比通常情况下提高20%80%的挥发份，即
3、等离子体有再造挥发份的效应，这对于点燃低挥发份煤粉强化燃烧有特别的意义。等离子发生器等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器，它由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料或非金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250情况下具有抗2000V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。其拉弧原理为：首先设定输出电流，当阴极前进同阳极接触后，整个系统具有抗短路的能力且电流恒定不变，当阴极缓缓离开阳极时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管外部。一定压力的空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，其能量密度高达
4、105 106W/cm2，为点燃不同的煤种创造了良好的条件。根据高温等离子体有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则设计了多级燃烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。实验证明运用这一原理及设计方法使单个燃烧器的出力可以从2T/H扩达到10T/H。在建立一级点火燃烧过程中我们采用了将经过浓缩的煤粉垂直送入等离子火炬中心区，10000的高温等离子体同浓煤粉的汇合及所伴随的物理化学过程使煤粉原挥发份的含量提高了80%，其点火延迟时间不大于1秒。煤粉锅炉等离子体发生器简图煤粉锅炉等离子体发生器简图(
5、6)(6)电源电源等离子体体等离子体体电弧电弧放电腔放电腔(7)(7)压缩空气进口压缩空气进口(9)(9)出水口出水口(8)(8)进水口进水口(4)(4)可更换阴极头可更换阴极头(1)(1)阳极阳极(3)(3)线圈线圈(5)(5)直线电机直线电机(2)(2)阴极阴极系统系统组成组成火焰检测火焰检测整流柜整流柜等离子体等离子体发生器发生器等离子体等离子体燃烧器燃烧器工业电视工业电视运行界面运行界面隔离变压器隔离变压器原边电压：原边电压：380VAC380VAC；付边电压：；付边电压：365VAC365VAC直流电源柜直流电源柜提供等离子发生器所需的直流电；提供等离子发生器所需的直流电；ACAC输
6、入：输入：380V380V，150KVA150KVA；DCDC输出：输出：250250350A350A冷却水冷却水冷却等离子发生器阳极、阴极等部件；冷却等离子发生器阳极、阴极等部件；8t/h8t/h、350.2MPa0.2MPa高压空气高压空气提供等离子发生器产生等离子体所需介质；洁净、提供等离子发生器产生等离子体所需介质；洁净、0.01MPa0.01MPa、150Nm150Nm3 3/h/h火检探头及火焰电视火检探头及火焰电视监视等离子燃烧器的燃烧状况监视等离子燃烧器的燃烧状况控制部分控制部分通过触摸屏或通过触摸屏或DCSDCS操作。操作。控制部分控制部分直流电源柜直流电源柜火火焰监视器焰监
7、视器火焰探头火焰探头等离子燃烧器等离子燃烧器高压空气高压空气冷却水回水冷却水回水冷却水给水冷却水给水等离子发生器等离子发生器隔离变压器隔离变压器点火示意图点火示意图燃烧器原理燃烧器原理等离子体等离子体发生器发生器特制弯头特制弯头一级火焰一级火焰二级火焰二级火焰三级火焰三级火焰分级燃烧分级燃烧冷却水系统冷却水系统（以四角切圆燃烧锅炉为例）（以四角切圆燃烧锅炉为例）就地压力表就地压力表差压开关差压开关来自水箱来自水箱回水箱回水箱等离子体发生器等离子体发生器四角切圆燃烧锅炉改造四角切圆燃烧锅炉改造煤粉分离器煤粉分离器一次风管道一次风管道等等离离子子体体燃燃烧烧器器二次风箱二次风箱等离子发生器的使用和
8、维护等离子发生器的使用和维护一：拉弧前的检查与使用二：拉弧后的检查与调整 三：运行中常见问题的维护 四：常见故障的判断与处理 一：拉弧前的检查与使用一：拉弧前的检查与使用l 1主电路电源线的检查。l 2拉弧电机正反转的检查。l 3载体风的调整。l 4冷却水的调整。l 5拉弧间隙的设定。l 6整流柜的优化。l 7拉弧条件的检查。1 1主电路电源线的检查主电路电源线的检查 检查等离子发生器的主电路电源线（正、负极）是否接错，用万用表检查，电源正极接线圈，负极接阴极，（从电源柜后面看带电抗器的一端出线为电源正极），阴极线是随阴极前后移动的，检查阴极电源线是否自由及各接线点是否牢靠。2 2拉弧电机正反
9、转的检查拉弧电机正反转的检查 检查拉弧电机接线是否正确，在触摸屏上手动调整阴极前进、后退，或者把电源柜打倒就地位用阴极前进、后退按钮控制电机前进、后退，在现场观察电机正反转是否正确，如果不正确在现场等离子发生器里的2根线对调一下就可以了。在检查电机进退的同时顺便检查阴、阳极接触信号是否回来了，在触摸屏上看24v变零并有黄色小块，在电源柜上主要看继电器k11是否吸合或J1 是否吸合。3 3载体风的调整载体风的调整l 载体风过大或过小将会影响等离子发生器的稳定性、阴、阳极的寿命及电弧质量，载体风调整至关重要，载体风调整一般分2部分l1、是拉弧前粗调，短发生器一般调至5-10KPa之间就可以了，加阻
10、尼环的也不要超过15KPa。带输送弧的长点火器压力最好不要低于10KPa，否则电弧的质量差，阳极的寿命也会大大缩短，最好是12KPa左右l2、拉弧后的细调，是根据拉弧后的电流及电压波动情况进行调整，如果拉弧后电流电压波动较大，就要对载体风进行细调，直到找到最佳值，载体风粗调也可以采用各角不同风压进行调整，拉弧后观察各角电流、电压波动，找出最佳值。l注：现场一般有2路风，一路是吹扫风，一路载体风，拉弧时关掉吹扫风，打开载体风，拉弧结束后关掉载体风打开吹扫风，2路风不能同时打开，切记。4 4冷却水的调整冷却水的调整l冷却水压力的调整：冷却水水压最好都要保持在0.4-0.6MPa之间，冷却水调整好后
11、一定要检查一下线圈是否有回水。l注意：在北方使用等离子的地方停炉时最好冷却水泵不要停，如果水泵必须要停一定要把等离子发生器的水用压缩空气吹扫干净，防止把线圈冻裂，一定要跟使用厂家交待清楚。5 5拉弧间隙的设定拉弧间隙的设定l拉弧间隙的设定：根据试验拉弧间隙26mm为最佳值。l拉弧前的粗调：发生器的间隙一般调到30左右就可以了，长发生器因为阴极杆长前进阻力大，前进的速度慢，一般调至40mm，有时程序的速率不一样同样设定的间隙与实际拉弧间隙也不一样，最好在拉弧前把阴极和阳极接触上在阴极杆上做一记号拉弧后检查实质距离（注意安全不要用手接触阴极也不要用尺子量，估计一下就可以了），一般在30mm左右最佳
12、，l拉弧后的细调：是根据拉弧后的电弧稳定性进行细调，找出最佳值，也可以把各角的间隙设定不同的间隙，根据电流、电压稳定性找出最佳值，经验值短发生器在拉弧时电压一般在290300v为最佳。6 6整流柜的优化整流柜的优化l整流柜要做优化（自适应），特别是整流柜距离发生器比较远的（电源线长回路电阻大）一定要做，否则电弧不稳定易掉弧，安装时电源柜尽量靠近发生器，以缩短电源线的距离，最好不要超过50米，否则回路电阻大电弧不稳定，新安装的不明显，时间长了电弧就不稳定了。7 7拉弧条件的检查拉弧条件的检查l检查触摸屏或CRT上的拉弧条件是否满足，满足条件是通讯正常；风压正常；水压正常，遥控位，无MFT，如果条
13、件满足就可以拉弧了。l注意：现在的整流柜控制电源和主电源是分开的，主电源没有电在触摸屏上显示不到，一定要落实清楚以后再拉弧。二：拉弧后的检查与调整二：拉弧后的检查与调整l 1检查功率曲线是否平稳及调整。l 2检查等离子发生器的电压及调整。l 3整流柜与隔离变压器的检查。l 4阴极与阳极寿命的观察。l 5整流柜房间温度的观察。l 6现场设备的观察。l 7燃烧器壁温的观察。1 1检查功率曲线是否平稳及调整检查功率曲线是否平稳及调整l拉弧成功后观察电流、电压的变化及功率曲线的波动，如果波动过大适当的调整一下风压及拉弧间隙，也就是对风压、拉弧间隙进行细调，长发生器的电压波动比短发生器的大是正常的，但是
14、电流波动不能大否则就易掉弧。2 2检查等离子发生器的电压及调整检查等离子发生器的电压及调整l 拉弧成功后检查拉弧电压，短发生器电压一般在290300V之间为最佳，长发生器电压比短发生器电压低一般在260280V左右（条件是新阳极、新阴极头），电压过高过低都不好，证明拉弧间隙、风压没有在最佳值应适当调整拉弧间隙和风压值，调整的目的是提高等离子发生器的稳定性。3 3整流柜与隔离变压器的检查整流柜与隔离变压器的检查l检查整流柜的可控硅冷却风扇是否运行正常，不要看触摸屏上的信号，因为触摸屏的信号是取自风扇电源接触器上的触点，接触器吸合就认为风扇转，不准确，要是风扇的电源线掉了，或者风扇坏了都检测不到，
15、最好到整流柜前检查，用手放在风扇顶上看是否有风。l检查电抗器及隔离变压器温升与噪声是否超标。4 4阴极与阳极寿命的观察阴极与阳极寿命的观察l电弧稳定后就要观察阴极头的寿命是多小，各厂的阴极头寿命不一样，这与各厂家的冷却水压力及电流的大小有关，在每次停炉时都要检查阴极的消耗情况，做到心中有数以便及时更换，特别是长发生器由于阴极头消耗的形状不好寿命一般在50小时左右，有的地方更短要特别关注，长发生器由于加了输送弧所以电弧比较稳定阴极头烧漏时也不掉弧，这样一边漏水一边拉弧就会把阳极烧毁，当发现电压突然下降1020伏左右，电流波动大时一定要停弧检查阴极和阳极是否漏水，及时更换，以免造成堵管和击毁燃烧器
16、事故。5 5整流柜房间温度的观察整流柜房间温度的观察l注意观察整流柜房间的温度变化，不能超过40度，如果温度过高就要联系厂家打开空调，没有空调的要打开风扇及门窗进行强制通风降温。6 6现场设备的观察现场设备的观察l 运行中注意观察锅炉热胀冷缩对系统的影响，特别关注载体风及冷却水管路，电源线及控制线的出线部分，防止由于锅炉热胀冷缩造成的破坏。l 检查水泵、风机震动及温升。7 7燃烧器壁温的观察燃烧器壁温的观察l 燃烧器壁温一般保持在200400度之间如果发现燃烧器壁温升高过快，就要马上联系运行人员采取措施，如提高一次和二次风速、降低给煤等。l 等离子发生器调整，降电流，降电流时拉弧间隙、载体风量
17、也要相应减小，保证等离子发生器的稳定性。l 以上措施都作过了温度还降不下就要联系运行人员停止拉弧检查原因。三：运行中常见问题的处理三：运行中常见问题的处理l 1阳极寿命短的原因 及处理方法。l 2阴极头寿命短原因 及处理方法。l 3电弧不稳易掉弧原因 及处理方法。l 4拉弧条件都满足启弧时电流、电压无变化的原因及处理方法。l 5拉弧条件都满足启弧时电流变化、电压不变化 的原因及处理方法。1 1阳极寿命短的原因阳极寿命短的原因 及处理方法及处理方法l载体风过低，提高载体风压力。l拉弧间隙过少，增大拉弧间隙。l冷却水压力低，冷却水有空气，提高冷却压力，冷却水系统放气。2 2阴极头寿命短原因阴极头寿
18、命短原因 及处理方法及处理方法l冷却水压力低、不通畅、温度高，应提高冷却水压力至0.4-0.6MPa，清理冷却水滤网，检查冷却水软管部分是否卡死，水箱加水降温。l拉弧电流设定过高，应降低拉弧电流为300A。l阴极头烧损的形状不好，原因是冷却不均匀或风压及拉弧间隙设定不合理造成的，应调整拉弧间隙及风压到最佳值，长发生器阳极支架里阴极杆托快脱落也是造成阴极头烧偏的原因。3 3拉弧困难、电弧不稳易掉弧原因拉弧困难、电弧不稳易掉弧原因 及处理方法及处理方法l阴极头、阳极太脏，清理阴极、阳极。l风压及拉弧间隙调整不当，调整风压及拉弧间隙至最佳值。l阴极头、阳极漏水，更换阴、阳极。l整流柜没有做自适应（优
19、化），整流柜做优化。l如果阴极阳极都没问题，风压、拉弧间隙都在最佳值电弧还不稳定，就要检查就地电源线是否有接地的地方，特别是就地电源过渡箱的进、出线部分易被电源箱边缘割破，应仔细检查。再一个是220V、24v控制电源接地也会造成电弧不稳，接地部分一般在电源柜的风扇、拉弧电机、就地线路破损、及控制变压器部位，应分别断开检查。4 4拉弧条件都满足启弧时电流、电压无变化拉弧条件都满足启弧时电流、电压无变化的原因及处理方法的原因及处理方法1、拉弧时触摸屏没反应l锅炉FMT没有复位，复位FMT。l6RA70有故障报警，检查报警原因，按P键复位。2、拉弧时看到电机前进箭头在闪电流、电压没有变化l拉弧电机损
20、坏，更换拉弧电机l阴极导杆卡死，处理阴极导杆l阴、阳极接触不上，把拉弧电机的限位拿掉。l整流柜里的K1的辅助触点太脏，清理辅助触点。l检测继电器K11损坏，更换继电器。l整流块V11损坏，更换整流块。5 5拉弧条件都满足启弧时电流变化、电压不变化拉弧条件都满足启弧时电流变化、电压不变化 的原因及处理方法。的原因及处理方法。l拉弧电机损坏，只能进不能退。l是载体风调的过高，不要看压力表的数值要比较一下阀门的开度，有时压力表损坏惰性很大。l阴、阳极接触不良。l整流线正负接反，一般发生在第一次拉弧和电源线解掉重新连接时。l阴、阳极损坏。四：等离子点火常见故障的判断与处理四：等离子点火常见故障的判断与
21、处理 1正常启动 2故障现象 3运行中断弧 1 1正常启动正常启动 正常启动前电压显示为24V左右（间隙电压），启动后阴极前进，当与阳极接触后电压变为0V，交流合闸，电流逐渐上升至设定电流后阴极开始后退，电压开始上升至250-340V之间，启弧成功。2 2故障现象故障现象 启动后电压无变化，画面显示正在启动，之后发出断弧信号。故障原因：1、阴、阳极污染，阴阳极接触上了，但不导通。2、阴极行程不够，阴阳极接触不上。处理方法：1、抽出阴极，用砂纸磨掉阴极表面污染物及氧化物，同时用厂家提供的钢刷清扫阳极，处理后恢复。2、调整电机行程，方法是松开电机支架与阳极支架之间的固定螺丝，将电机固定支架向前移动
22、，再重新固定即可。3 3运行中断弧运行中断弧 阴极头随着运行时间的增加损耗也在增加，直接体现在电压的变化上，如新换阴极头的点火器投入运行初期电压大概在260V左右，随着运行时间的增加，阴极损耗在增加，间隙电压也就逐渐上升，直至330V左右就容易断弧。注意注意l等离子运行时遇到问题，应先检查原因，先从简单的着手，不要盲目拆卸。每次停炉检查或更换阴极头时一定要带着清理阳极用的刷子、砂纸、手电，顺便用刷子清理阳极，用砂纸清理阴极头，用手电检查阳极是否漏水，检查中心筒是否结焦、检查阳极支架里是否有脏东西和脱落的刷毛，不要嫌麻烦，这样可以提前发现好多问题，从而减少设备的故障率，提高等离子的稳定性。燃煤电厂取消燃油系统燃煤电厂取消燃油系统
