国内常见等离子点火系统的使用情况考察.docVIP

国内常见等离子点火系统的使用情况考察 　　一、引言 　　四川江油燃煤发电厂是2005年建成的2X300MW国产燃煤发电机组。使用天然气作为锅炉的点火和助燃的能源。但是现在江油本地的天然气气源日益枯竭，加上天然气的价格日益上升，使用天然气点火、助燃的成本越来越高，同时受到中石油公司川西北公司的天然气分配管理影响，常常在需要用气点火、助燃的时候要不到天然气，所以该厂派出技术人员到全国多个电厂考察等离子点火技术，准备取代天然气点火系统，同时在煤质较差的时候助燃。 　　二、各个电厂考察情况 　　1.大唐长山热电厂 　　长山热电厂等离子点火装置采用徐州燃控公司配套设备，机组DCS为西门子分散控制系统。等离子电源控制柜与DCS间采用硬接线的连接方式。实现运行人员在DCS的操作员站对等离子点火系统进行监控。徐州燃控提供“等离子运行模式”、“正常子运行模式”及磨启动条件的逻辑方案，电厂方在DCS内完成该部分逻辑的组态。等离子点火控制的各项功能由离子点火装置配套的PLC完成，该PLC采用西门子设备。等离子点火控制系统主要功能有：等离子电弧启动条件检测；等离子电弧启动、停止操作；等离子电弧功率调节；等离子电弧电压、电流、功率等参数的显示；等离子发生器自动保护；等离子阴极，阳极运行时间累计，提示更换阴极寿命；等离子装置故障记录；燃烧器壁温监视，超温报警等。 　　2.华能井冈山电厂与山西永济蒲州电厂 　　这两家电厂的等离子点火装置都采用烟台龙源电力技术公司配套设备，机组DCS均为ABB分散控制系统。烟台龙源提供等离子PLC控制柜，整体控制通过PLC完成，除部分控制点和重要保护点以外均不纳入DCS系统。FSSS系统作相应的逻辑修改，烟台龙源提供详细的控制方案、控制逻辑，以达到FSSS的要求。PLC系统能独立实现点火及稳燃功能，重要信号通过硬接线至DCS。在FSSS逻辑中增设“等离子点火模式”和“正常模式”，在等离子模式下，当MFT动作时，由DCS系统送至PLC系统，再由PLC系统发出指令停运等离子点火系统的相关设备。在等离子点火过程中，若等离子发生器断弧，PLC系统送出接点至DCS系统停运相应给粉机，4台给粉机跳闸信号也需通过硬接线送至PLC。在正常模式下，使用原保护逻辑。等离子的PLC控制柜与DCS以通讯的方式连接，通过RS485以MODBUS协议进行通讯，PLC控制柜重要信号与DCS硬接线连接，在DCS实现等离子点火的控制、操作及监视，并有完善的控制手段保证系统的安全运行。等离子发生器就地操作时，在就地整流柜上显示必要的启动条件信号及故障报警信号，PLC控制柜内PLC采用S7-300。烟台龙源提供“等离子点火模式”、“正常模式”及磨煤机启动条件的逻辑方案，由电厂完成在DCS内组态。 　　3.甘肃金昌电厂 　　金昌电厂等离子点火装置采用哈尔滨九洲节能燃烧设备公司配套设备，机组DCS为HOOLYSYS分散控制系统。哈尔滨九洲提供等离子PLC控制柜，整体控制通过PLC完成。选用S7-300 CPU315-2DP可编程控制器对直流电源和水气就地柜进行控制，该PLC与就地4支角的S7-200PLC通讯，S7-300PLC负责与DCS通讯，重要的启停、电流调整、MFT的点直接与DCS硬接线连接。其他的监视用的参数是DCS与PLC通过通讯获取的，S7-300配置了一个有触摸屏的HMI，等离子点火的操作在这上面也能实现。 　　三、综述 　　尽管这几个电厂使用的等离子点火系统或微油点火系统的设备生产厂家不同，配套使用的燃烧器不同，但是它们在控制方式、与DCS的接口、层点火允许、联锁保护、炉膛保护等方面的是大同小异的。 　　在等离子点火系统方面，徐州燃控和烟台龙源的等离子点火设备同宗同源，等离子的拉弧机理和等离子发生器的设计是一样的，其拉弧机理为：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。而哈尔滨九洲的等离子拉弧机理和上述两个厂家完全不同：阴阳极相对固定、不移动，管式阴极， 来自可控硅变流机的电压向等离子枪供电后，在电极间隙中的电弧在启动机构的作用下被点燃，电弧被气流从电极间隙中被吹出喷向等离子枪的放电室。这三个厂家的等离子发生器的阴极都存在使用寿命短的问题，都没有达到宣传中的200小时，使用寿命都大致在60至120小时。 　　在等离子发生器的保护方面：在冷却水压力过低、压缩空气压力过低、锅炉MFT时等离子都停止工作，以保护等离子体。等离子发生器在达到一些特定的条件后才能启弧，如井冈山电厂的条件为冷却水压力0.2Mpa、压缩空气压力6KPa、无MFT条件、整流器工作正常等。在等离子燃烧器内壁温度大于400度、等离子燃烧器外壁温度大于400