摘要：本文介绍了等离子无油点火系统的基本构成和工作原理，归纳总结等离子点火应用于600MW机组的启动特性，并对其经济性进行评价，得出等离子点火技术在火电厂的应用可大幅度降低燃煤锅炉点火、稳燃用油的结论，等离子无油点火具有良好的经济及社会效益，对降低火电厂发电成本起着至关重要的作用。
关键词：等离子点火；600MW机组；气动特性；经济性
 
1 引言
    大型工业燃煤锅炉的点火和稳燃传统上都是采用燃烧重油和天然气等稀有燃料来实现的[1]。近些年以来，随着世界范围内能源危机的不断深化，原油价格的飞速上涨，火电厂用油越来越受到限制。由此电厂将锅炉启动点火和稳燃用油列为一项重要指标来考核。为了减少重油及天然气的消耗量, 传统的做法是增大煤粉细度, 提高风粉混合物和二次风的预热温度，采用预燃室燃烧器，选用小油枪点火等等[1]。但是，这些方法节油的程度有限，若想要进一步减少燃油甚至到最终不用油，必须采用与传统意义上完全不同的全新工艺。采用等离子点火燃烧技术，可以实现锅炉无油或少油点火和低负荷无油稳燃，大大节约了辅助燃油消耗量，降低发电成本[2]。
2 等离子点火原理
2.1 等离子点火基本构成
    等离子点火系统主要由由等离子发生器、直流电源装置、辅助系统、控制系统及监视系统等组成。主要包括等离子发生器、直流电源柜（含整流变压器）、点火燃烧器、控制系统、辅助系统。等离子发生器产生电功率为 50～150 kW 的空气等离子体。直流电源柜（含整流变压器）将 3 项 380 V 电源整流成直流电，用于产生电弧[3]。
2.2 等离子点火工作原理电力职称论文发表

    等离子发生器又称稳磁空气载体等离子发生器，由阴极、阳极和线圈组成， 如图 1所示。阴极由高导电率的金属材料或非金属材料制成，阳极由高导电率、高导热率及抗氧化金属材料制成。阴、阳极采用水冷方式，承受电弧的高温冲击。拉弧原理为：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。压缩空气在电弧的作用下被电离成高温等离子体，为点燃煤粉创造了条件[4]。
图1 等离子发生器工作原理
1——线圈；2——阳极；3——阴极；4——电源
2.3 等离子点火燃烧系统
    等离子燃烧器是借助等离子发生器的电弧来点燃煤粉的煤粉燃烧器，与以往的煤粉燃烧器相比，等离子燃烧器在煤粉进入燃烧器的初始阶段就用等离子弧将煤粉点燃，并将火焰在燃烧
器内逐级放大，属内燃型燃烧器，可在炉膛内无火焰状态下直接点燃煤粉, 从而实现锅炉的无油启动和无油低负荷稳燃[5]。
3 等离子点火应用于600MW机组的启动特性
    等离子点火技术在600MW机组上已经得到了大范围的应用。韩志成等人[6]论述了等离子燃烧器及其附属系统和辅助设备的配置情况，得出等离子点火能满足锅炉升温升压曲线要求，在冷态启动中基本能够实现无油点火，达到节能降耗的目的，但是等离子点火对煤质有相应的要求的结论；任杰等人[7] 通过介绍该项技术应用于直吹式褐煤锅炉上的情况，分析了煤粉浓度、一次速、二次风量、磨煤机出口温度和煤粉细度等因素对其点火性能的影响；李春和[8]重点阐述了在机组启动和低负荷运行期间，等离子点火系统与电除尘均可以正常投入运行，大大减少了粉尘对引风机的损害和对大气的污染，带来良好的经济效益和社会效益。
    等离子点火系统启动过程中需要特别注意：
(1)保证锅炉在冷态条件下，磨煤机可以磨制出合格细度的煤粉；
(2)冷态启动时，等离子磨煤机暖磨时间不能低于1h，磨煤机出口温度达到80℃左右且稳定5min以上方能启动；
(3)点火初期，必须投入空气预热器连续吹灰并及时启动除灰、除渣系统。
(4)点火初期，要严格控制升温升压的速率，防止锅炉再热器干烧及管壁温度超限。
(5)运行期间，应密切监视和调整等离子筒体温度不得超过400℃，防止燃烧器超温烧毁。
(6)等离子点火器运行时，为了防止煤粉进度二次风箱，必须保证中心风插班门关闭紧密。
(7)等离子磨煤机跳闸后重新恢复时，必须先进行充分吹扫，启弧成功后才能进行磨煤机通风吹扫。
(8)在一次风管未通风的情况下，等离子发生器运行时间不能超过10min，防止烧坏燃烧器。
(9)等离子点火初期，必须有专人到现场检查燃烧情况，防止大量未燃烧煤粉进入炉膛燃烧。
4 等离子点火经济性评价电力职称论文发表

    在点火和稳燃方面与传统的燃油点火技术相比，等离子点火系统具有经济环保、高效简单、安全等优势[9]。
(1)经济环保：等离子点火技术运行和维护的费用仅仅是使用重油点火费用的10%-20%，可以节约数以千万元得初投资及试运行费用；采用等离子点火燃烧器，可以在点火初期投入电除尘装置，减少了点火初期大量烟尘排放对环境的污染，此外，还可以减少重油的运输和储存环节。
(2)高效简单：等离子体重含有的大量化学活性粒子，可以使热化学转换加速，促进燃料完全燃烧；采用单一燃料运行，简化了系统和运行方式。
(3)安全：取消了燃油系统，避免燃油系统造成的各种事故。
    某600MW机组利用等离子点火后，在试运行期间，除回收等离子点火装置的投资外，单台炉还可为电厂节约投资913.5万元，其经济效益十分显著[10]，具体明细如下表1所示。
表1 某600MW机组利用等离子点火后经济效益

 5 结论电力职称论文发表
    等离子点火技术在火电厂的应用能节约大量燃油，如果煤质稳定且达到或接近设计煤种经济其效益会更明显，且等离子点火和稳燃与传统的燃油点火相比还具有环保、高效、简单、安全的特点。因此，不论是从国家的整体发展规划来讲，还是从电力企业自身的发展而言，等离子点火技术在将来必然会有更广阔的发展前景。但是等离子点火系统的投用，虽然可以实现无油点火，但受煤质因素的影响较大，因而在实际应用过程中火力电厂应考虑在点火启动和低负荷阶段尽量采用品质较好的原煤以提高经济性和锅炉的燃烧稳定性。
参  考  文  献
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[3]雷宁波, 李振国. 等离子点火技术在火电厂的实践应用[J]. 机电信息,  2010, (12): 85-86.
[4]郑璐, 薛立宗, 齐伦. 等离子点火系统应用研究[J]. 东北电力技术, 2010,(5): 16-19, 20.
[5]苏伟茂. 等离子点火系统在600MW机组中的应用[J].广东科技, 2008, (9): 65-66.
[6]韩志成, 李建辉, 曾衍锋. 600MW亚临界锅炉应用等离子点火研究[J].华电技术, 2008, 30(11): 20-23.
[7]任杰, 刘升飞, 王志刚, 等. 等离子点火技术在600MW褐煤锅炉上的应用[J].制冷空调与电力机械, 2008, 29(4):  92-95.
[8]李春和. 等离子点火系统在600 MW超临界机组的应用[J].发电设备, 2008(3): 202-205.
[9]李军, 孟祥荣, 刘志敏. 等离子点火技术在600MW超临界机组中的应用[J]. 电站系统工程, 2010, 26(4): 20-22.
[10]季鹏伟, 刘洋. 等离子点火技术在600MW 机组上的应用[J].长春工程学院学报, 2009, 10(2): 35-37.