煤粉鍋爐等離子體點火及穩燃技術

 

一.技術簡介

武漢天和的燃煤鍋爐等離子體點火及穩燃技術是在引進俄羅斯最新等離子體點火技術的基礎上不斷摸索優化研制開發的技術，其產品結構和引弧原理優于早期的等離子體點火裝置，在技術上有其獨到的優點，同時在等離子體發生器的研制方面擁有豐富的研發經驗，公司已成功研制出符合相關產品標準的80-350kW功率的等離子體發生器產品，該技術成果已在多個火電廠得到廣泛應用，成功實現了燃用煙煤、次煙煤、貧煤、褐煤等機組的無油啟動。

我司的燃煤鍋爐等離子體點火及穩燃技術自2008年進入市場以來，經過不斷技術進步，贏得市場的一致認可，并獲得了眾多榮譽：

2014年，公司“大功率等離子體智能控制點火及穩燃系統”項目榮獲湛江市科學技術進步獎一等獎；公司“貧煤等離子體點火技術在660MW機組鍋爐上的應用”榮獲中國大唐集團公司（2014年度）科學技術進步獎二等獎；2016年公司“大型鍋爐燃用貧煤零燃油啟動研究與應用”項目榮獲中國華電集團公司科學技術進步獎二等獎；2017年公司“大功率等離子體點燃貧煤系統研究與應用”項目榮獲四川省科技成果登記認證。

 

 

 

二、技術特點

1.擁有等離子體發生器功率覆蓋范圍寬廣的系列產品

等離子體發生器作為等離子體點火及穩燃系統的核心設備，其額定功率直接決定了該系統對煤質、運行工況的適應性，是最重要的關鍵指標。武漢天和擁有功率覆蓋范圍最寬廣的系列產品，并均已進行工程化運用，詳見下表：

 

序號	等離子體發生器型號	額定功率（kW）	功率調節范圍（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

說明：額定功率是指等離子體發生器及其配套系統可長期安全運行且保證系統性能指標的最大運行功率(單位kW)。

2.擁有煤質覆蓋范圍最廣的等離子體點火工程運用業績

武漢天和的多系列等離子點火及穩燃產品擁有國內煤質覆蓋范圍最廣的運用業績，已在優質煙煤、次煙煤、高灰分劣質煙煤、高水分褐煤、貧煤等不同煤種中進行了工業化運用，積累了豐富的不易燃燒煤種的工程實施項目經驗。

序號	煤種	Vdaf（%）	Mt（%）	Qnet.ar	額定功率（kW）	典型業績
1	優質煙煤	≥35	-	≥4500	100	董家口電廠
2	優質煙煤	≥32	-	≥4200	150	淮北電廠
3	劣質煙煤	26-32	-	-	200	常德電廠
4	劣質煙煤	21-25	-	-	250	襄陽電廠
5	貧煤	17-20	-	-	300/350	鹿華電廠
6	褐煤	-	30-35	≥3200	250	佳木斯電廠
7	褐煤	-	35-40	≥2800	300	匯流河電廠

 

 

 

表 各型號等離子點火產品在不同煤質上的應用

3.等離子體剛性更強、對煤粉的卷吸效果更好

武漢天和采用不降壓的壓縮空氣(0.5∽MPa)作為載體風，國內其它主要廠家需將載體風降壓至0.05MPa以下。因此，在通入等離子體發生器的載體風壓力相比其它廠家高10倍以上的工況下，我司產品相比其它廠家在同功率下的高溫等離子體的剛性自然越強，對煤粉的卷吸效果更好，點燃煤粉的速率更快，最終表現在點火及穩燃效果更好。

 

4.等離子體發生器的功率遠方連續可調

國內部分廠家調整等離子體發生器功率時需到現場調整載體風的壓力，而武漢天和所有等離子體發生器系列產品配備氣壓智能調整設備及公司獨有的優化算法，操作人員可直接通過DCS指令實現設備的功率在系列產品的功率區間內連續可調，方便用戶操作。

 

5.等離子體發生器的控制、維護更為智能

武漢天和所有系列的等離子體發生器均配套了更多的系統智能，對不同項目的現場情況進行自適應的調整，包括不同現場運行的實際母線電壓、管路氣流壓力損失、一定運行壽命后的運行點漂移、運行周期內的負荷變化導致的漂移等，對如上的運行情況進行系統智能識別和補償，保證系統在不同現場工況下的運行可靠性和穩定性。同時，增加事件追憶功能，對起弧過程、運行過程、故障過程進行事件的完整記錄，事件記憶精度達到5ms級別，更快的定位故障，并且結合專家系統給出故障處理意見。

 

6.配置國內先進的IGBT等離子電源技術

武漢天和所有系列的等離子體發生器在電源系統上均可配套國內先進的IGBT等離子電源技術：傳統的可控硅整流方式，在等離子體點火裝置上使用其功率因數較低，而IGBT整流方式，其功率因數可達到0.92以上，功率因數有明顯提升;同時，IGBT等離子電源輸出直流的紋波系數相對于傳統可控硅整流方式更小，更利于等離子體發生器的穩定運行。從安全性角度，采用IGBT電源技術恒電流模式下，當直流柜輸出側出現短路事故時，可快速降低短路電壓，不會出現進線電壓波動及電氣設備故障情況。同時，采用IGBT等離子電源技術后，由于功率因數大幅提高，相比傳統可控硅整流方式更為節能。