煤粉锅炉等离子体点火及稳燃技术

 

一.技术简介

武汉天和的燃煤锅炉等离子体点火及稳燃技术是在引进俄罗斯最新等离子体点火技术的基础上不断摸索优化研制开发的技术，其产品结构和引弧原理优于早期的等离子体点火装置，在技术上有其独到的优点，同时在等离子体发生器的研制方面拥有丰富的研发经验，公司已成功研制出符合相关产品标准的80-350kW功率的等离子体发生器产品，该技术成果已在多个火电厂得到广泛应用，成功实现了燃用烟煤、次烟煤、贫煤、褐煤等机组的无油启动。

我司的燃煤锅炉等离子体点火及稳燃技术自2008年进入市场以来，经过不断技术进步，赢得市场的一致认可，并获得了众多荣誉：

2014年，公司“大功率等离子体智能控制点火及稳燃系统”项目荣获湛江市科学技术进步奖一等奖；公司“贫煤等离子体点火技术在660MW机组锅炉上的应用”荣获中国大唐集团公司（2014年度）科学技术进步奖二等奖；2016年公司“大型锅炉燃用贫煤零燃油启动研究与应用”项目荣获中国华电集团公司科学技术进步奖二等奖；2017年公司“大功率等离子体点燃贫煤系统研究与应用”项目荣获四川省科技成果登记认证。

 

 

 

二、技术特点

1.拥有等离子体发生器功率覆盖范围宽广的系列产品

等离子体发生器作为等离子体点火及稳燃系统的核心设备，其额定功率直接决定了该系统对煤质、运行工况的适应性，是最重要的关键指标。武汉天和拥有功率覆盖范围最宽广的系列产品，并均已进行工程化运用，详见下表：

 

序号	等离子体发生器型号	额定功率（kW）	功率调节范围（kW）
1	THP-Ⅰ-100	100	70-100
2	THP-Ⅰ-150	150	80-150
3	THP-Ⅱ-200	200	160-200
4	THP-Ⅱ-250	250	180-250
5	THP-Ⅱ-300	300	180-300
6	THP-Ⅱ-350	350	200-350

说明：额定功率是指等离子体发生器及其配套系统可长期安全运行且保证系统性能指标的最大运行功率(单位kW)。

2.拥有煤质覆盖范围最广的等离子体点火工程运用业绩

武汉天和的多系列等离子点火及稳燃产品拥有国内煤质覆盖范围最广的运用业绩，已在优质烟煤、次烟煤、高灰分劣质烟煤、高水分褐煤、贫煤等不同煤种中进行了工业化运用，积累了丰富的不易燃烧煤种的工程实施项目经验。

序号	煤种	Vdaf（%）	Mt（%）	Qnet.ar	额定功率（kW）	典型业绩
1	优质烟煤	≥35	-	≥4500	100	董家口电厂
2	优质烟煤	≥32	-	≥4200	150	淮北电厂
3	劣质烟煤	26-32	-	-	200	常德电厂
4	劣质烟煤	21-25	-	-	250	襄阳电厂
5	贫煤	17-20	-	-	300/350	鹿华电厂
6	褐煤	-	30-35	≥3200	250	佳木斯电厂
7	褐煤	-	35-40	≥2800	300	汇流河电厂

 

 

 

表 各型号等离子点火产品在不同煤质上的应用

3.等离子体刚性更强、对煤粉的卷吸效果更好

武汉天和采用不降压的压缩空气(0.5∽MPa)作为载体风，国内其它主要厂家需将载体风降压至0.05MPa以下。因此，在通入等离子体发生器的载体风压力相比其它厂家高10倍以上的工况下，我司产品相比其它厂家在同功率下的高温等离子体的刚性自然越强，对煤粉的卷吸效果更好，点燃煤粉的速率更快，最终表现在点火及稳燃效果更好。

 

4.等离子体发生器的功率远方连续可调

国内部分厂家调整等离子体发生器功率时需到现场调整载体风的压力，而武汉天和所有等离子体发生器系列产品配备气压智能调整设备及公司独有的优化算法，操作人员可直接通过DCS指令实现设备的功率在系列产品的功率区间内连续可调，方便用户操作。

 

5.等离子体发生器的控制、维护更为智能

武汉天和所有系列的等离子体发生器均配套了更多的系统智能，对不同项目的现场情况进行自适应的调整，包括不同现场运行的实际母线电压、管路气流压力损失、一定运行寿命后的运行点漂移、运行周期内的负荷变化导致的漂移等，对如上的运行情况进行系统智能识别和补偿，保证系统在不同现场工况下的运行可靠性和稳定性。同时，增加事件追忆功能，对起弧过程、运行过程、故障过程进行事件的完整记录，事件记忆精度达到5ms级别，更快的定位故障，并且结合专家系统给出故障处理意见。

 

6.配置国内先进的IGBT等离子电源技术

武汉天和所有系列的等离子体发生器在电源系统上均可配套国内先进的IGBT等离子电源技术：传统的可控硅整流方式，在等离子体点火装置上使用其功率因数较低，而IGBT整流方式，其功率因数可达到0.92以上，功率因数有明显提升;同时，IGBT等离子电源输出直流的纹波系数相对于传统可控硅整流方式更小，更利于等离子体发生器的稳定运行。从安全性角度，采用IGBT电源技术恒电流模式下，当直流柜输出侧出现短路事故时，可快速降低短路电压，不会出现进线电压波动及电气设备故障情况。同时，采用IGBT等离子电源技术后，由于功率因数大幅提高，相比传统可控硅整流方式更为节能。