关于循环流化床锅炉等离子点火可行性的研讨

夏传弟

摘 要：对循环流化床锅炉上采用的等离子点火技术进行分析说明，并结合电厂实例进行分析，为循环流化床锅炉的经济运行提供一种可以借鉴的方法，也使循环流化床锅炉在能耗方面更接近于煤粉炉，为国家的节能减排提供新的思路。

关键词：流化床锅炉；等离子点火；燃烧器；油枪

中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0051-02

经过最近几年的发展，等离子点火技术成功地运用在了煤粉炉中，并取得了巨大的经济效益，因此就最近在等离子点火器厂家的考察基础上，结合本单位的实际情况对这一新的课题进行初步探讨。

1 等离子点火技术的工作原理

等离子体内含有大量化学活性粒子，在燃烧器的一次燃烧筒中能够形成大于6 000 ℃的梯度和局部高温区，煤粉颗粒在通过等离子“火核”区时受到高温作用，在2～10 s内释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。风粉在被送入等离子火炬中心区后，在约0.1 s内迅速着火，这提高了煤粉高温热源，使单相煤粉也迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。反应在气相中进行，这会使混合物组分的粒级发生变化，从而加快煤粉的燃烧速度，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大减少了煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等离子=1/6E燃能）。等离子体内含有大量化学活性粒子，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。除此之外，等离子体再造挥发分的效应，可比通常情况下可以提高20%～80%的挥发分，这对点燃低挥发分煤粉、强化燃烧有着重要的作用。等离子点火器工作原理：燃烧器壁面采用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防止壁面烧损和结渣，并使用除盐水对电极和线圈进行冷却。

2 我公司的锅炉和燃油系统概况

神华亿利能源公司的锅炉是上海锅炉厂所产的国内首台具有自主知识产权、无外置床690 t/h等级的CFB锅炉，该锅炉为超高压中间再热、单锅筒自然循环的CFB锅炉，是上海锅炉厂在引进美国Alstom技术的基础上和中国科学院联合开发的具有自主知识产权的新一代CFB锅炉。该锅炉床上共布置6支（左右侧墙和后墙各有2支）大功率点火油枪。由于该锅炉采用的是床上点火方式，虽然简化了燃烧系统的布置，但势必会因热量利用率低而造成点火过程中用油量的增加。在神华亿利电厂投运初期，冷炉启动一次要消耗燃油约50 t，按目前市场油价约8 000 元/t来算，一次机组启动光燃油就要消耗40多万人民币，这是一个很惊人的数字。经过半年多的积极调整、认真摸索，现在在正常启动的情况下，将启动一次所耗燃油控制在40 t左右。目前的系统布置已经无法使系统燃油量变得更小，启动用油费用也无法进一步减少。神华亿利电厂有4台690 t/h等级的CFB锅炉，机组多，容量大，因此急需新的技术来减少启动用油，这时CFB锅炉等离子点火技术就成为合适的可采用技术。

3 等离子点火技术的可行性和应用分析

结合不同厂的不同情况有以下三种方案可供选择：

方案一：布置的机组较少，并且附近没有煤粉炉电厂可以采用的方案，具体应用如图1所示。该方案的优点是系统不受外界干扰，可以随时启动设备进行制粉。缺点是：①机组较少，磨煤机投资较大，且利用率不高；②系统改造较大，改造工期很长，系统较为复杂。

方案二：机组附近有煤粉炉，并随时可取到煤粉的电厂可以采用的方案。该方案的优点是：①系统简单，对系统进行较小改动即可；②煤粉可以通过运灰车进行运输，只要加装一粉仓和少许管道即可；③投资最小。缺点是受条件限制，需要煤粉炉粉量的配合，自由程度不高。

方案三：周围流化床锅炉较多，可以设立中心制粉站。该方案的优点是几家电厂合建一个中心制粉站可以减少投资。缺点是中心制粉站投资比例不好掌握而且管理不便。

针对上述方案的几点说明：①以上所有方案中，等离子点火器可以在油枪进入炉膛处进行布置，即可以将油枪抽掉，直接在原来的位置上布置等离子点火器；②等离子点火器的煤风和燃烧风需采用一次风，以增加火焰燃烧的刚度和远度；③床下的点火方式和点火风道无需改变。

4 神华亿利电厂等离子点火改造设想

神华亿利电厂关于等离子点火改造的设想主要包括以下几点：①就神华亿利能源公司而言，由于锅炉台数较多，而且需要布置在一起，所以可以采用方案一或方案二。但其电厂位于亿利工业园区，在距离CFB锅炉机组500 m左右有一园区煤粉炉自备电厂，而且为中储式，如果采用气力输送煤粉，可能管线有点过长，因此可以采用方案二，由灰罐车进行煤粉运送，然后使用气力打至煤粉仓内即可。②由于上锅厂的锅炉设计和设备布置很开阔，空地也较多，因此可以在10 m运转层上布置一容积约为60 m3的粉仓。③锅炉的给粉风和燃烧风就近取自锅炉的播煤风母管即可。④神华亿利电厂锅炉布置有6支油枪，可以在左右侧墙和后墙各放置一只，改造为等离子点火器；其余的则备用。⑤为了保证点火时火焰喷射的距离，可以考虑在燃烧风处加装压缩空气管道，以提高风压。

5 结束语

随着国家节能降耗工作的深入进行，等离子点火或小油枪点火方式势必会得到推广，一种新思路、新方法的应用还需要我们在实践中不断地检验和摸索。

参考文献

[1]肖兵，毛宗源.燃烧控制器的理论与应用[M].北京：国防工业出版社，2004.

〔编辑：王霞〕

摘 要：对循环流化床锅炉上采用的等离子点火技术进行分析说明，并结合电厂实例进行分析，为循环流化床锅炉的经济运行提供一种可以借鉴的方法，也使循环流化床锅炉在能耗方面更接近于煤粉炉，为国家的节能减排提供新的思路。

关键词：流化床锅炉；等离子点火；燃烧器；油枪

中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0051-02

经过最近几年的发展，等离子点火技术成功地运用在了煤粉炉中，并取得了巨大的经济效益，因此就最近在等离子点火器厂家的考察基础上，结合本单位的实际情况对这一新的课题进行初步探讨。

1 等离子点火技术的工作原理

等离子体内含有大量化学活性粒子，在燃烧器的一次燃烧筒中能够形成大于6 000 ℃的梯度和局部高温区，煤粉颗粒在通过等离子“火核”区时受到高温作用，在2～10 s内释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。风粉在被送入等离子火炬中心区后，在约0.1 s内迅速着火，这提高了煤粉高温热源，使单相煤粉也迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。反应在气相中进行，这会使混合物组分的粒级发生变化，从而加快煤粉的燃烧速度，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大减少了煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等离子=1/6E燃能）。等离子体内含有大量化学活性粒子，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。除此之外，等离子体再造挥发分的效应，可比通常情况下可以提高20%～80%的挥发分，这对点燃低挥发分煤粉、强化燃烧有着重要的作用。等离子点火器工作原理：燃烧器壁面采用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防止壁面烧损和结渣，并使用除盐水对电极和线圈进行冷却。

2 我公司的锅炉和燃油系统概况

神华亿利能源公司的锅炉是上海锅炉厂所产的国内首台具有自主知识产权、无外置床690 t/h等级的CFB锅炉，该锅炉为超高压中间再热、单锅筒自然循环的CFB锅炉，是上海锅炉厂在引进美国Alstom技术的基础上和中国科学院联合开发的具有自主知识产权的新一代CFB锅炉。该锅炉床上共布置6支（左右侧墙和后墙各有2支）大功率点火油枪。由于该锅炉采用的是床上点火方式，虽然简化了燃烧系统的布置，但势必会因热量利用率低而造成点火过程中用油量的增加。在神华亿利电厂投运初期，冷炉启动一次要消耗燃油约50 t，按目前市场油价约8 000 元/t来算，一次机组启动光燃油就要消耗40多万人民币，这是一个很惊人的数字。经过半年多的积极调整、认真摸索，现在在正常启动的情况下，将启动一次所耗燃油控制在40 t左右。目前的系统布置已经无法使系统燃油量变得更小，启动用油费用也无法进一步减少。神华亿利电厂有4台690 t/h等级的CFB锅炉，机组多，容量大，因此急需新的技术来减少启动用油，这时CFB锅炉等离子点火技术就成为合适的可采用技术。

3 等离子点火技术的可行性和应用分析

结合不同厂的不同情况有以下三种方案可供选择：

方案一：布置的机组较少，并且附近没有煤粉炉电厂可以采用的方案，具体应用如图1所示。该方案的优点是系统不受外界干扰，可以随时启动设备进行制粉。缺点是：①机组较少，磨煤机投资较大，且利用率不高；②系统改造较大，改造工期很长，系统较为复杂。

方案二：机组附近有煤粉炉，并随时可取到煤粉的电厂可以采用的方案。该方案的优点是：①系统简单，对系统进行较小改动即可；②煤粉可以通过运灰车进行运输，只要加装一粉仓和少许管道即可；③投资最小。缺点是受条件限制，需要煤粉炉粉量的配合，自由程度不高。

方案三：周围流化床锅炉较多，可以设立中心制粉站。该方案的优点是几家电厂合建一个中心制粉站可以减少投资。缺点是中心制粉站投资比例不好掌握而且管理不便。

针对上述方案的几点说明：①以上所有方案中，等离子点火器可以在油枪进入炉膛处进行布置，即可以将油枪抽掉，直接在原来的位置上布置等离子点火器；②等离子点火器的煤风和燃烧风需采用一次风，以增加火焰燃烧的刚度和远度；③床下的点火方式和点火风道无需改变。

4 神华亿利电厂等离子点火改造设想

神华亿利电厂关于等离子点火改造的设想主要包括以下几点：①就神华亿利能源公司而言，由于锅炉台数较多，而且需要布置在一起，所以可以采用方案一或方案二。但其电厂位于亿利工业园区，在距离CFB锅炉机组500 m左右有一园区煤粉炉自备电厂，而且为中储式，如果采用气力输送煤粉，可能管线有点过长，因此可以采用方案二，由灰罐车进行煤粉运送，然后使用气力打至煤粉仓内即可。②由于上锅厂的锅炉设计和设备布置很开阔，空地也较多，因此可以在10 m运转层上布置一容积约为60 m3的粉仓。③锅炉的给粉风和燃烧风就近取自锅炉的播煤风母管即可。④神华亿利电厂锅炉布置有6支油枪，可以在左右侧墙和后墙各放置一只，改造为等离子点火器；其余的则备用。⑤为了保证点火时火焰喷射的距离，可以考虑在燃烧风处加装压缩空气管道，以提高风压。

5 结束语

随着国家节能降耗工作的深入进行，等离子点火或小油枪点火方式势必会得到推广，一种新思路、新方法的应用还需要我们在实践中不断地检验和摸索。

参考文献

[1]肖兵，毛宗源.燃烧控制器的理论与应用[M].北京：国防工业出版社，2004.

〔编辑：王霞〕

摘 要：对循环流化床锅炉上采用的等离子点火技术进行分析说明，并结合电厂实例进行分析，为循环流化床锅炉的经济运行提供一种可以借鉴的方法，也使循环流化床锅炉在能耗方面更接近于煤粉炉，为国家的节能减排提供新的思路。

关键词：流化床锅炉；等离子点火；燃烧器；油枪

中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）07-0051-02

经过最近几年的发展，等离子点火技术成功地运用在了煤粉炉中，并取得了巨大的经济效益，因此就最近在等离子点火器厂家的考察基础上，结合本单位的实际情况对这一新的课题进行初步探讨。

1 等离子点火技术的工作原理

等离子体内含有大量化学活性粒子，在燃烧器的一次燃烧筒中能够形成大于6 000 ℃的梯度和局部高温区，煤粉颗粒在通过等离子“火核”区时受到高温作用，在2～10 s内释放出挥发物，使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。风粉在被送入等离子火炬中心区后，在约0.1 s内迅速着火，这提高了煤粉高温热源，使单相煤粉也迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。反应在气相中进行，这会使混合物组分的粒级发生变化，从而加快煤粉的燃烧速度，也有助于加速煤粉的燃烧，这样就大大减少了煤粉燃烧所需要的引燃能量E（E等离子=1/6E燃能）。等离子体内含有大量化学活性粒子，可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。除此之外，等离子体再造挥发分的效应，可比通常情况下可以提高20%～80%的挥发分，这对点燃低挥发分煤粉、强化燃烧有着重要的作用。等离子点火器工作原理：燃烧器壁面采用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防止壁面烧损和结渣，并使用除盐水对电极和线圈进行冷却。

2 我公司的锅炉和燃油系统概况

神华亿利能源公司的锅炉是上海锅炉厂所产的国内首台具有自主知识产权、无外置床690 t/h等级的CFB锅炉，该锅炉为超高压中间再热、单锅筒自然循环的CFB锅炉，是上海锅炉厂在引进美国Alstom技术的基础上和中国科学院联合开发的具有自主知识产权的新一代CFB锅炉。该锅炉床上共布置6支（左右侧墙和后墙各有2支）大功率点火油枪。由于该锅炉采用的是床上点火方式，虽然简化了燃烧系统的布置，但势必会因热量利用率低而造成点火过程中用油量的增加。在神华亿利电厂投运初期，冷炉启动一次要消耗燃油约50 t，按目前市场油价约8 000 元/t来算，一次机组启动光燃油就要消耗40多万人民币，这是一个很惊人的数字。经过半年多的积极调整、认真摸索，现在在正常启动的情况下，将启动一次所耗燃油控制在40 t左右。目前的系统布置已经无法使系统燃油量变得更小，启动用油费用也无法进一步减少。神华亿利电厂有4台690 t/h等级的CFB锅炉，机组多，容量大，因此急需新的技术来减少启动用油，这时CFB锅炉等离子点火技术就成为合适的可采用技术。

3 等离子点火技术的可行性和应用分析

结合不同厂的不同情况有以下三种方案可供选择：

方案一：布置的机组较少，并且附近没有煤粉炉电厂可以采用的方案，具体应用如图1所示。该方案的优点是系统不受外界干扰，可以随时启动设备进行制粉。缺点是：①机组较少，磨煤机投资较大，且利用率不高；②系统改造较大，改造工期很长，系统较为复杂。

方案二：机组附近有煤粉炉，并随时可取到煤粉的电厂可以采用的方案。该方案的优点是：①系统简单，对系统进行较小改动即可；②煤粉可以通过运灰车进行运输，只要加装一粉仓和少许管道即可；③投资最小。缺点是受条件限制，需要煤粉炉粉量的配合，自由程度不高。

方案三：周围流化床锅炉较多，可以设立中心制粉站。该方案的优点是几家电厂合建一个中心制粉站可以减少投资。缺点是中心制粉站投资比例不好掌握而且管理不便。

针对上述方案的几点说明：①以上所有方案中，等离子点火器可以在油枪进入炉膛处进行布置，即可以将油枪抽掉，直接在原来的位置上布置等离子点火器；②等离子点火器的煤风和燃烧风需采用一次风，以增加火焰燃烧的刚度和远度；③床下的点火方式和点火风道无需改变。

4 神华亿利电厂等离子点火改造设想

神华亿利电厂关于等离子点火改造的设想主要包括以下几点：①就神华亿利能源公司而言，由于锅炉台数较多，而且需要布置在一起，所以可以采用方案一或方案二。但其电厂位于亿利工业园区，在距离CFB锅炉机组500 m左右有一园区煤粉炉自备电厂，而且为中储式，如果采用气力输送煤粉，可能管线有点过长，因此可以采用方案二，由灰罐车进行煤粉运送，然后使用气力打至煤粉仓内即可。②由于上锅厂的锅炉设计和设备布置很开阔，空地也较多，因此可以在10 m运转层上布置一容积约为60 m3的粉仓。③锅炉的给粉风和燃烧风就近取自锅炉的播煤风母管即可。④神华亿利电厂锅炉布置有6支油枪，可以在左右侧墙和后墙各放置一只，改造为等离子点火器；其余的则备用。⑤为了保证点火时火焰喷射的距离，可以考虑在燃烧风处加装压缩空气管道，以提高风压。

5 结束语

随着国家节能降耗工作的深入进行，等离子点火或小油枪点火方式势必会得到推广，一种新思路、新方法的应用还需要我们在实践中不断地检验和摸索。

参考文献

[1]肖兵，毛宗源.燃烧控制器的理论与应用[M].北京：国防工业出版社，2004.

〔编辑：王霞〕