1、引言
    woguodenengyuanjiegouzhongyouziyuanduanque，meiniandaliangyikaojinkou

，haozishangbaiyimeiyuan。yiner，shiyouyichengweiyingxiangwoguonengyuanhejingjianquandezhanlvewuzi，jieyuehetidairanliaoyouyichengweibaozhengguojianengyuanhejingjianquandezhongyaocuoshi。ju《2000年電力工業統計資料彙編》數字表明，2000年電力係統燃用燃料油1217.2萬噸。每年電站鍋爐（不包括其他工業鍋爐）點火、穩燃和新機組調試用油，約在300萬噸左右，耗資近百億元
，是我國用油大戶。近期大容量
、超臨界參數機組建設的增長迅速，啟停及調試用油更將會增加。“煤粉鍋爐等離子點火及穩燃技術”可以直接點燃煤粉代替燃油，且使用安全、經濟、可靠。本工程為坑口電站，燃料為劣質煙煤，設備為2×600MW亞ya臨lin界jie機ji組zu。如ru在zai兩liang台tai機ji組zu上shang采cai用yong等deng離li子zi點dian火huo技ji術shu，不bu僅jin可ke以yi在zai機ji組zu啟qi動dong調tiao試shi過guo程cheng中zhong，以yi及ji正zheng式shi投tou產chan後hou的de啟qi停ting和he日ri常chang運yun行xing中zhong節jie省sheng大da量liang的de燃ran油you，為wei電dian廠chang帶dai來lai巨ju大da的de經jing濟ji效xiao益yi
，而er且qie可ke以yi利li用yong現xian今jin機ji組zu的de設she計ji階jie段duan，經jing過guo全quan麵mian分fen析xi和he論lun證zheng，提ti出chu相xiang應ying的de解jie決jue方fang案an

，從cong而er逐zhu步bu實shi現xian無wu燃ran油you電dian廠chang的de目mu標biao。本ben文wen對dui鍋guo爐lu采cai用yong等deng離li子zi點dian火huo技ji術shu實shi現xian無wu燃ran油you電dian廠chang所suo麵mian臨lin的de問wen題ti一yi一yi加jia以yi分fen析xi，並bing提ti出chu了le相xiang應ying的de解jie決jue方fang案an，富fu通tong新xin能neng源yuan生sheng產chan銷xiao售shou生物質鍋爐

，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機
、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
2、設備概況
    本工程裝設兩台600MW亞臨界參數、控製循環
汽包鍋爐。鍋爐為單爐膛Ⅱ型布置、一次中間再熱、平衡通風、全鋼架懸吊結構、緊身封閉布置、gutaipaizha，guolushejimeizhonghexiaohemeizhongweitiefakuangliezhiyanmei。guolucaiyongsijiaoqieyuanranshaofangshi，guorezhengqiwenducaiyongerjipenshuitiaojie，zairezhengqitiaowenfangshicaiyongbaidongranshaoqitiaowen。pei6台MPS245型中速磨煤機


，采用5+1運行方式。
    鍋爐采用四角切圓燃燒方式，煤粉燃燒器共24隻分6層布置。製粉係統采用中速磨煤機冷一次風正壓直吹式送粉係統。磨煤機在鍋爐Om的布置方式為爐前一排布置。一台爐設6台MPS245中速磨煤機
，單台出力87.46t/h。在燃用設計煤種和校核煤種，煤粉細度R90=18%。
3、應用等離子點火技術的關鍵問題
3.1等離子點火用燃燒器的布置
    等deng離li子zi發fa生sheng器qi需xu要yao安an裝zhuang在zai煤mei粉fen燃ran燒shao器qi中zhong才cai能neng構gou成cheng等deng離li子zi點dian火huo器qi以yi點dian燃ran煤mei粉fen，這zhe就jiu使shi得de在zai係xi統tong設she計ji最zui初chu，必bi須xu首shou先xian確que定ding用yong於yu安an裝zhuang等deng離li子zi發fa生sheng器qi的de煤mei粉fen燃ran燒shao器qi的de布bu置zhi。該gai項xiang目mu鍋guo爐lu采cai用yong等deng離li子zi點dian火huo技ji術shu所suo需xu煤mei粉fen燃ran燒shao器qi的de布bu置zhi可ke采cai用yong利li用yong原yuan設she計ji的de煤mei粉fen燃ran燒shao器qi實shi現xian等deng離li子zi點dian火huo的de方fang案an。該gai方fang案an對dui原yuan設she計ji煤mei粉fen燃ran燒shao器qi進jin行xing適shi當dang改gai造zao
，並bing加jia裝zhuang等deng離li子zi發fa生sheng器qi，以yi形xing成cheng等deng離li子zi點dian火huo燃ran燒shao器qi。該gai方fang案an由you於yu利li用yong原yuan有you煤mei粉fen燃ran燒shao器qi，所suo以yi不bu需xu要yao增zeng加jia一yi次ci風feng分fen支zhi管guan道dao及ji其qi配pei套tao係xi統tong，也ye不bu需xu要yao對dui爐lu牆qiang進jin行xing改gai造zao
，這zhe使shi得de係xi統tong簡jian單dan，投tou資zi費fei用yong相xiang對dui較jiao低di。
3.2安裝幾層等離子燃燒器
    至今各電廠已經應用的等離子點火係統都為單台鍋爐配備1層等離子燃燒器
，當等離子燃燒器對應的磨煤機
、denglizifuzhuxitongdengfashengguzhang，wufacaiyongdenglizidianhuojinxingguoluqidongshi，zecaiyongguoluyuanyoudedianhuoyouqiangjinxingdianhuoqidong。zhezhongxitongpeizhiduiyuyijieyouweizuizhongmudededianchanglaishuoshiwanquanmanzuyaoqiude。
    gaixiangmuanzhuangdenglizidianhuoxitongdezuizhongmubiaoshishixianwuranyoudianchang，mubiaobutong，duixitongdeyaoqiuyejiuwanquanbutong。shixianwuranyoudianchangyaoqiubixushixiandenglizidianhuoxitongdadao100%的可投入率
，而由於等離子點火不僅自身係統複雜，包括等離子發生器
、壓縮空氣係統

、冷卻水係統
、熱(re)風(feng)加(jia)熱(re)係(xi)統(tong)等(deng)輔(fu)助(zhu)係(xi)統(tong)，而(er)且(qie)還(hai)受(shou)到(dao)磨(mo)煤(mei)機(ji)等(deng)多(duo)種(zhong)鍋(guo)爐(lu)設(she)備(bei)狀(zhuang)況(kuang)的(de)影(ying)響(xiang)，如(ru)果(guo)在(zai)需(xu)要(yao)鍋(guo)爐(lu)點(dian)火(huo)啟(qi)動(dong)或(huo)低(di)負(fu)荷(he)穩(wen)燃(ran)時(shi)，等(deng)離(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)器(qi)對(dui)應(ying)的(de)磨(mo)煤(mei)機(ji)由(you)於(yu)故(gu)障(zhang)無(wu)法(fa)投(tou)入(ru)，將(jiang)直(zhi)接(jie)導(dao)致(zhi)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)係(xi)統(tong)無(wu)法(fa)運(yun)行(xing)。因(yin)此(ci)僅(jin)僅(jin)安(an)裝(zhuang)1層等離子燃燒器根本無法滿足最終實現無燃油電廠目的的要求。
    由於2台磨煤機同時出現故障的幾率很低

，因此如果安裝2層等離子燃燒器
，則2層等離子燃燒器（以及各自對應的磨煤機）huweibeiyong
，zhejiangdadatigaodenglizidianhuoxitongdeketourulv，congerbaozhengdenglizidianhuoxitongkeyisuishitouru，dadaowuranyoudianchangdeyaoqiu。erweijiangdidengliziranshaoqiduiguoluzhengchangyunxingshizhuranshaoquyudeyingxiang，dengliziranshaoqiyingbuzhizaizuixiamian2層一次風噴口上。
    因此本項目應安裝2層等離子點火燃燒器
，且布置在最下層A、B(或E、F) -次風噴口上。
3.3等離子點火必須滿足鍋爐對升溫速度的要求
    根據其它亞臨界600MW機組鍋爐的相關經驗

，鍋爐冷態啟動必須滿足如下要求：
    (1)要求鍋爐初始燃燒率不得超過5%;
    (2)鍋爐啟動中爐水的溫升率≤1.5℃/min;
    (3)爐膛出口煙溫在汽輪機衝動並網前不得超過538℃。
    因此，為了使鍋爐在等離子點火啟動時滿足升溫速度的要求
，必須控製等離子燃燒器對應磨煤機的初始投入功率。
    經計算
，對於該項目鍋爐來說，設計煤質下額定工況的燃料量為365t/h，如按鍋爐等離子點火啟動狀態下煤粉的燃燒效率為85%計算，5%的燃燒率相當於投入2lt/h的設計煤質
，而MPS245磨煤機的設計最低出力為21.9t/h

，基本滿足初始燃燒率的要求。而當啟動磨煤機的出力增加到45t/h時，適當降低該磨煤機出力後啟動臨近的第二台磨煤機
，即可實現熱負荷的平穩過渡
，滿足鍋爐對升溫速度的要求。
3.4冷態啟動時煤粉的來源
    為等離子燃燒器提供滿足細度、濃(nong)度(du)和(he)濕(shi)度(du)要(yao)求(qiu)的(de)煤(mei)粉(fen)是(shi)鍋(guo)爐(lu)實(shi)現(xian)冷(leng)態(tai)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)啟(qi)動(dong)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)。中(zhong)間(jian)儲(chu)倉(cang)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)煤(mei)粉(fen)來(lai)源(yuan)，可(ke)通(tong)過(guo)螺(luo)旋(xuan)輸(shu)粉(fen)機(ji)由(you)鄰(lin)爐(lu)提(ti)供(gong)
，而(er)直(zhi)吹(chui)式(shi)製(zhi)粉(fen)係(xi)統(tong)則(ze)無(wu)法(fa)利(li)用(yong)上(shang)述(shu)方(fang)法(fa)。對(dui)於(yu)該(gai)項(xiang)目(mu)鍋(guo)爐(lu)
，可(ke)采(cai)用(yong)利(li)用(yong)原(yuan)設(she)計(ji)的(de)磨(mo)煤(mei)機(ji)製(zhi)備(bei)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)所(suo)需(xu)煤(mei)粉(fen)的(de)方(fang)案(an)。這(zhe)一(yi)方(fang)案(an)的(de)優(you)點(dian)是(shi)對(dui)設(she)備(bei)改(gai)動(dong)小(xiao)，係(xi)統(tong)簡(jian)單(dan)，投(tou)資(zi)少(shao)，設(she)備(bei)運(yun)行(xing)簡(jian)便(bian)。
3.5等離子燃燒器能否點燃濃度和風速在一定範圍內波動的一次風粉混合物
    根據磨煤機廠家提供的MPS245型磨煤機在設計煤種下的數據
，磨煤機最低出力時煤粉濃度為0.22kg/kg，在45t/h出力時煤粉濃度為0.44kg/kg
，在9lt/h出力時煤粉濃度達0.68kg/kg。因此考慮到正常的煤質波動，要想成功實現鍋爐的等離子點火啟動
，必須使等離子燃燒器能夠點燃煤粉濃度在0.22～0.44kg/kg之間的一次風粉混合物，並采用相對應的一次風速。
    為此，項目組進行了1：1的試驗台試驗。各試驗工況煤粉濃度及一次風速見表2。其中工況3和工況4是接近實際運行時21.9t/h和45t/h的工況，用來觀察是否滿足正常點火要求
，而工況2為低濃度、高風速工況，對等離子點火要求來說是最為惡劣的極限工況，而工況5也是條件比較苛刻的工況
，這2個工況是用來考察等離子燃燒器的適應能力，其它2個工況介於設計工況和極限工況之間。試驗采用設計煤質和校核煤質II製成煤粉分別進行，共進行了12個工況試驗。
    通過對12個工況的試驗觀察發現
，所有工況下煤粉都可以被立即點燃
，且火焰明亮
，沒有成股的煤粉流出現，燃燒比較充分。圖1～圖4為燃用較差煤質時工況3、4

、2、5的點火試驗照片。從照片中可以看出，雖然工況2和工況5較工況3和工況4條件惡劣
，但實際試驗情況仍然很好
，與工況3和工況4比較接近。
    通過試驗台試驗可以看出
，等離子燃燒器完全能夠點燃濃度和風速在一定範圍內波動的一次風粉混合物。
3.6熱風的來源
    采(cai)用(yong)原(yuan)設(she)計(ji)的(de)磨(mo)煤(mei)機(ji)為(wei)等(deng)離(li)子(zi)燃(ran)燒(shao)器(qi)供(gong)粉(fen)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)是(shi)冷(leng)態(tai)啟(qi)動(dong)磨(mo)煤(mei)機(ji)製(zhi)粉(fen)過(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)需(xu)熱(re)風(feng)的(de)來(lai)源(yuan)。為(wei)了(le)提(ti)供(gong)冷(leng)態(tai)啟(qi)動(dong)磨(mo)煤(mei)機(ji)所(suo)需(xu)熱(re)風(feng)

，該(gai)項(xiang)目(mu)可(ke)采(cai)用(yong)蒸(zheng)汽(qi)加(jia)熱(re)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)熱(re)風(feng)的(de)加(jia)熱(re)
，汽(qi)源(yuan)可(ke)選(xuan)擇(ze)汽(qi)機(ji)四(si)段(duan)抽(chou)汽(qi)（蒸汽參數為0.8282MPa，335.7℃）。蒸汽加熱器布置在A (F)磨煤機入口主風道上
，並在A(F)磨煤機和B(E)磨煤機之間設立聯絡風道，當A (F)磨不具備啟動條件時，可以通過聯絡風道為B(E)磨mo煤mei機ji提ti供gong啟qi動dong熱re風feng
，反fan之zhi亦yi然ran。這zhe種zhong設she計ji防fang止zhi了le等deng離li子zi點dian火huo係xi統tong因yin無wu熱re風feng來lai源yuan而er無wu法fa投tou入ru的de發fa生sheng，從cong而er進jin一yi步bu提ti高gao了le等deng離li子zi點dian火huo係xi統tong的de可ke投tou入ru率lv。
3.7是否立即完全取消鍋爐燃油係統
    如(ru)果(guo)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)確(que)保(bao)隨(sui)時(shi)實(shi)現(xian)鍋(guo)爐(lu)的(de)冷(leng)態(tai)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)啟(qi)動(dong)，則(ze)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)立(li)即(ji)完(wan)全(quan)取(qu)消(xiao)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)油(you)係(xi)統(tong)。這(zhe)不(bu)僅(jin)僅(jin)可(ke)以(yi)在(zai)投(tou)產(chan)後(hou)即(ji)實(shi)現(xian)無(wu)燃(ran)油(you)電(dian)廠(chang)的(de)目(mu)標(biao)，而(er)且(qie)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)大(da)量(liang)的(de)基(ji)建(jian)資(zi)金(jin)。
    汕頭發電廠二期工程1×600MW機組從初次點火到168小時試驗結束（包括98次吹管）
，除了油係統試驗外
，未燃用1滴燃油用於鍋爐點火
，為電廠節約燃油5600多噸，節約費用達1704萬元。浙江國華寧海發電有限公司新建4×600MW燃煤機組，2號爐吹管194次，用煤2200多噸，等離子運行時間約110小時，期間隻是在更換陰極頭時燃用幾分鍾燃油，整個調試期間隻燃用了約24噸燃油。
    但在本項目實施該方案仍然存在較大風險。雖然2cengdengliziranshaoqikeyibaozhengdianhuoxitongdeketourulv

，danshishijiyunxingshimeizhidebodongjiangzhijieyingxiangdaodenglizidianhuodexiaoguo。suirandengliziranshaoqideshejiyijingkaolvdaoleshejimeizhihexiaohemeizhi，danshicongshiyantaishiyandejieguoyekanchu
，xiaohemeizhiranshaozhuangkuangbishejimeizhiyaocha。xianjin，dianchangshijiranyongmeizhipianlishejimeizhishipubianxianxiang
，erruguopianlijiaoda

，chaochuxiaohemeizhifanwei
，zedenglizidianhuodexiaoguobijiangbianhuai

，shifoukeyichenggongshixiandengliziwuyoudianhuoqidongjiangwufayuce。
    另(ling)外(wai)
，等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)啟(qi)動(dong)是(shi)一(yi)個(ge)較(jiao)為(wei)複(fu)雜(za)的(de)過(guo)程(cheng)
，涉(she)及(ji)的(de)係(xi)統(tong)和(he)設(she)備(bei)較(jiao)多(duo)
，與(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)油(you)槍(qiang)點(dian)火(huo)有(you)較(jiao)大(da)的(de)區(qu)別(bie)，對(dui)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)。而(er)該(gai)工(gong)程(cheng)2×600MW機(ji)組(zu)為(wei)新(xin)建(jian)機(ji)組(zu)，運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)沒(mei)有(you)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)係(xi)統(tong)操(cao)作(zuo)經(jing)驗(yan)，因(yin)此(ci)即(ji)使(shi)煤(mei)質(zhi)和(he)設(she)備(bei)完(wan)全(quan)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)
，運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)不(bu)當(dang)也(ye)將(jiang)造(zao)成(cheng)等(deng)離(li)子(zi)點(dian)火(huo)啟(qi)動(dong)的(de)失(shi)敗(bai)。
    因此
，立即完全取消鍋爐燃油係統的方案風險極大，是不可行的。
    但(dan)是(shi)
，隨(sui)著(zhe)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)操(cao)作(zuo)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao)
，以(yi)及(ji)電(dian)廠(chang)長(chang)時(shi)間(jian)對(dui)煤(mei)質(zhi)的(de)統(tong)計(ji)檢(jian)測(ce)
，可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)逐(zhu)步(bu)取(qu)消(xiao)鍋(guo)爐(lu)燃(ran)油(you)係(xi)統(tong)，最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)無(wu)燃(ran)油(you)電(dian)廠(chang)的(de)方(fang)案(an)。
    首先在設計階段簡化鍋爐燃油係統。根據國內同類型機組運行的實際經驗及設計部門的經驗
，600MW機組鍋爐油燃燒器的總輸入熱量可以由一般的設計值30%BMCR降至15%BMCR。因此
，鍋爐廠已出具設計變更單
，“認為油燃燒器的總輸入熱由原30%BMCR改為15%BMCR是可行的
，能滿足鍋爐啟動要求”，並根據該變更降低單支點火油槍的出力。另外據統計，600MW同類型機組單次點火啟動所需燃油量一般不會超過100噸
，因此可以縮小儲油罐大小，由原設計的2個1500m3的儲油罐改為2個500m3的儲油罐(儲油量約650t)
，也完全可以滿足油槍點火鍋爐啟動的要求。
    其qi次ci
，在zai機ji組zu正zheng式shi投tou產chan以yi後hou
，可ke以yi根gen據ju實shi際ji運yun行xing情qing況kuang進jin一yi步bu縮suo小xiao燃ran油you儲chu量liang，直zhi到dao最zui後hou取qu消xiao燃ran油you的de固gu定ding存cun儲chu，改gai為wei方fang便bian靈ling活huo的de油you罐guan車che移yi動dong存cun儲chu方fang式shi，進jin一yi步bu簡jian化hua鍋guo爐lu燃ran油you係xi統tong。
    最後
，隨著運行經驗的增加，根據較長時間的等離子點火運行總結，最終完全取消鍋爐燃油係統，實現無燃油電廠的目標。
    gaifanganyulijiquxiaoranyouxitongdefanganxiangbi，fengxiandadajiangdi，gengjiaqieshikexing。yinci，jianyicaiyongfenjieduanjianhuaranyouxitong
，zhizhizuizhongquxiaoranyouxitong

，shixianwuranyoudianchangmubiaodefangan。
3.8等離子點火電源的設置
    denglizidianhuodianyuananmeitailuyitaoshezhi，liangtailugongsheliangtao
，gezilianjiedaobenludezuixiacengdengliziranshaoqishang。tongshi，yihaoludedianyuantongguoqiehuankaiguanlianjiedaoerhaoludediercengranshaoqi
；erhaoludedianyuantongguoqiehuankaiguanlianjiedaoyihaoludeshangcengranshaoqi。meitailudedenglizidianyuanfenbiequzigeziduiyingdechangyongdianxitong，liangludenglizidianyuanfenbiequziI、II母線段
，同時，I段母線設置切換櫃與二號爐等離子電源連接；IIduanmuxianshezhiqiehuanguiyuyihaoludenglizidianyuanlianjie
，congershixianyicidianyuanhubei。zheyangjiunengbaozhengmeitailuliangcengdengliziranshaoqizhongrenheyicengdounengsuishitouru。
4
、效益分析
    根據電力部最新頒布的試運導則中的規定，600MW機組試運期間燃油消耗的標準定量為9000噸。而近年來，隨著設計
、安裝和調試水平的提高
，在此期間的燃油量已大大降低，一般不高於2500噸。如果在機組試運初期投入等離子煤粉點火係統實現無燃油啟動，將產生巨大的經濟效益。
    經計算，兩台機組采用等離子點火技術後，試運行期間可以節省費用達647.4萬元。另外
，鍋爐機組正常運行後，兩台機組等離子點火係統每年還可為電廠節省費用300萬元以上。
    anzhaochangguideshiyunfangfa
，jizuzaishiyunqijianyaochangqidifuheyunxing，ciqijianguoluchunshaoyouhuoyoumeihunshao，weibimianweiranjindeyoudizhanwudianji，guoludianchuchenqiwufazhengchangtouru
，daliangyanchenzhijiepaifangdaodaqizhong，geihuanjingdailaiyanzhongdewuran，tongshiyanqizhongdefenchenhuiduiguoluyinfengjiyepianzaochengmosun，zhexiejungeidianchangdailaijianjiedejingjisunshi。zaijizushiyunqijiantourudenglizimeifendianhuoxitong，dianchuchenqikeyizaiguoluqidongjidifuheqijianzhengchangtouru，dadajianshaofenchendepaifang
，bimianlehuanjingwuranheyinfengjimosun，geidianchangdailaixianzhudeshehuixiaoyihejingjixiaoyi。
5
、結論
    ●該工程2×600MW機組鍋爐采用等離子點火技術是可行的。
    ●安裝等離子點火係統後


，2台機組試運行期間可以節省費用達647.4萬元
，機組正式投產運行後
，兩台機組等離子點火係統每年還可為電廠節省費用300萬元以上。
    ●可以采用根據運行的實際情況分階段簡化燃油係統的方案，直至最終完全取消鍋爐燃油係統
，實現無燃油電廠的目標。


相關生物質鍋爐顆粒機產品：
1、生物質壁爐
2、秸稈顆粒機
3、木屑顆粒機