丰城等离子设计方案研讨.doc

丰城发电厂2×660MW机组 等离子点火系统设计方案 （第一版） 拟稿： 校对： 审核： 批准： 烟台龙源电力技术有限公司 2004年2月 前言 长期以来，火力发电机组锅炉的启停及低负荷稳燃消耗大量的燃料油。据《2000年电力工业统计资料汇编》数字表明，2000年电力系统燃用燃料油1217.2万吨。近几年电力系统采取了一些减少燃油的措施，目前，全国每年电站锅炉（不包括工业锅炉）的点火和稳燃用油估计在250万吨以上，直接费用每年超过60亿元人民币。 新建的火力发电机组在试运期间要经过锅炉吹管、整定安全阀、汽机冲车、机组并网、电气试验、锅炉洗硅运行、机组带大负荷运行等许多阶段，此期间由于锅炉无法投磨或无法完全断油运行，因此要耗费大量的燃油。根据原电力部颁布的试运导则中的规定，600MW机组试运期间燃油消耗的标准定量为9000吨，燃料费用十分可观。 烟台龙源电力技术有限公司开发的等离子无油点火及稳燃技术是一项煤粉锅炉点火及稳燃过程中以煤代油的有效措施，对于新建机组，如果在机组试运初期投入等离子点火系统，将可以大大降低试运期间的燃油消耗，产生巨大的经济效益。大唐公司托克托电厂一期工程为2×660MW汽轮发电机组，由于在1、2号锅炉上安装了等离子点火系统，两台机组在试运期间的燃油消耗分别只有2800吨和1400吨，大大低于同类型的其它机组，节油产生的经济效益十分可观。 江西丰城电厂新建工程为2×660MW汽轮发电机组，为在该工程应用等离子点火设备，达到同样的节油效果，烟台龙源公司进行了进一步的开发试验，并提出了《江西丰城电厂新建工程锅炉等离子点火系统设计方案》，供各方讨论。 等离子煤粉点火技术基本原理 1.1 等离子煤粉点火机理 等离子点火装置利用直流电流在一定介质气压的条件下接触引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在点火燃烧器中形成T4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子体火核时，在千分之一秒内迅速释放出挥发物，再造挥发份 ，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。由于反映是在气固两相流中进行，高温等离子体使混合物发生了一系列物理化学变化，近而使煤粉的燃烧速度加快，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大的减少了促使煤粉燃烧所需要的引燃能量。 1.2 等离子发生器工作原理 DLZ-200型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、阳极等组成。其中阴极材料采用具有高导电率、高导热、耐氧化的金属材料制成。阳极亦由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，它们均采用水冷方式冷却，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。其工作原理见图1。在冷却水及压缩空气满足条件后，首先设定电源(6)的工作输出电流(300～400A)，当阴极(2)在直线电机(5)的推动下，与阳极(1)接触后，电源(6)按设定的工作电流工作，当输出电流达到工作电流后，直线电机(5)推动阴极(2)向后移动，当阴极离开阳极的瞬间，电弧建立起来，当阴极达到规定的放电间距后，在空气动力和磁场的作用下，装置产生稳定的电弧放电，生成等离子体。 图1：等离子发生器工作原理图 机组设备概况 丰城电厂新建2×660MW工程，锅炉为上海锅炉厂SG2102/25.4-MXXX型锅炉，本锅炉为超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型炉。 2.1 锅炉容量和主要参数： 锅炉主要参数： 名称 单位 BMCR BRL 主蒸汽流量 t/h 2102 2001.7 主蒸汽温度 oC 571 571 主蒸汽压力 MPa(g) 25.4 25.31 再热器进口压力 MPa(g) 4.63 4.37 再热器进口温度 oC 322 316 再热器出口压力 MPa(g) 4.43 4.19 再热器出口温度 oC 569 569 再热蒸汽流量 t/h 1760.9 1673 给水温度 oC 283 280 2.2 锅炉热力特性(B-MCR工况)： 干烟气热损失LG 4.66% 氢燃烧生成水热损失LH 0.20% 燃料中水份引起的热损失Lmf 0.06 % 空气中水份热损失LmA 0.09% 未燃尽碳热损失Luc 0.74% 辐射及对流热损失LR 0.18% 未计入热损失LuA 0.3% 计算热效率 (按ASME PTC4.1计算) 计算热效率(按低位发热量)