探析火力发电厂的等离子点火装置电气设计分析

摘 要：本文将对等离子点火装置的系统组成及工作原理进行分析，针对目前常規火力发电厂当中的应用情况进行探讨，将近期工程设计的实际应用进行结合，对等离子点火装置电气设计的相关方案进行分析，并提出在设计中需重视的问题，以供参考。

关键词：火力发电厂；等离子；点火装置；电气设计

在现阶段常规火力发电厂当中，等离子点火技术的优点十分明显，包括了安全、简单、环保及经济的优势，所以在目前的应用中较为广泛。现在在几大大型电厂等离子点火技术已经有了非常成功的运行经验。而现今DLZ-200型等离子装置的各方面最成熟，而经过调试等离子装置，其运行技术也开始处于规范化，本文将对其等离子点火装置中的电气设计进行分析[ 1 ]。

一、关于等离子点火系统

一般来说，等离子点火系统是由电源、暖风器、载体风、监控以及冷却水等系统与其本体所组成的。

（一）电源系统

电源系统是由电源控制柜、低压配电柜、干式与隔离变压器所组成。而基本原理为经过三相全控桥式晶闸管整流电路来控制三相交流电源，使其能成为稳定电源，以此实现等离子点火器的停弧、启弧与功率调节等相关功能[ 2 ]。

（二）冷却水系统

等离子发生器中的线圈、阴阳极都需要应用除盐水来进行相应冷却，并且冷却水需要应用较高流速对阴阳极进行冲刷。因此每一台炉都需要应用两台增压水泵，以此确保能达到最佳冷却效果。

（三）载体风系统

载体风是等离子电弧的相关介质，而在等离子电弧形成之后，应用线圈所形成的强磁场作用将其压缩为压缩电弧，而载体风需应用一定流速来吹出可以应用的电弧。

（四）监控系统

其系统中包含了火焰以及壁温等监测，应用炉壁与风管处测量系统使一次风速度与温度得以实时进行监测，并应用火焰探头来对炉内的火焰状态进行监视。

（五）等离子发生器

等离子发生器是用于形成高温等离子弧的相关装置，是由线圈、阴极与阳极等组件所组成。

二、等离子点火装置电气设计分析

在实际工程中，等离子电源系统从产品及设计角度来看将分成两个部分，将低压配电柜出线端子作为分界点。现阶段在建工程中，其等离子点火装置的电气设计可分成以下几个方案。

（一）内双母线（方案1）

这个方案每台机组需要设置两台变压器，由本机组中压段两段母线A、B来提供相应电源，采用暗备用方式。其等离子所属载体风系统的电源柜双电源是由保安段以及其中一段低压母线段提供，冷却水系统中两套控制柜电源分别由两段低压母线段提供。

（二）内单母线（方案2）

在每台机组中，等离子隔离变由单段的380V母线来进行供电，而这个母线的电源则是由一台变压器所提供，而此变压器高压侧取了与电动给水泵不同的母线段。等离子所属载体风系统及其电源柜的电源取自保安段以及本母线段。冷却水系统中两套控制柜均从本母线段供电。

（三）双母线（方案3）

这个方案是按照一台机组设置一台变压器的方法，等离子装置所对应的隔离变让本机组的母线来提供相应电源，而后两机组之间设立了联络开关，以此使负荷双电源供电得以实现。载体风系统电源柜中的双电源是由保安段及本机组的母线段所提供。冷却水系统中的两套控制柜电源均由本机组的母线段提供[ 3 ]。

（四）双母线交叉（方案4）

这个方案也是每台机组设置1台变压器，把隔离变依照对应的燃烧层进行交叉设置，其下层等离子装置则由本机母线段来进行供电，而其上层等离子装置通过对侧机组予以供电，其后在两机组之间设立相关联络开关，以此使双电源供电实现。载体风系统电源柜中双电源主要由保安段及本母线段所提供，而冷却水系统中两套控制柜电源由两台机组的母线交叉提供。

三、探讨设计方案

（一）方案1

方案1是严格按照相关规程规定，并采用暗备用接线，二台变压器分别由中压段两段母线来以供电。而在实际运行过程中，需尽量避免因为电动给水泵的启动而导致电压降低，应先退出一台变压器，将母联开关闭合，在锅炉启动之后，稳燃的工况之下，再分段运行。这种接线形式不仅方便而且十分可靠，但初期变压器等设备、电缆投资大。

（二）方案2

方案2的设计内涵将单台电动给水泵在启动时所引发的母线段电压降低的问题得以解决，且初期设备和电缆投资少，但等离子设备由单母线供电，可靠性很低，一旦母线失电，将无法点燃锅炉。

（三）方案3

方案3是以确保各机组厂用电独立性，机组间联系减少，提高相关运行可靠性为要求来进行设计的。本次方案所应用的是每台机组仅一台变压器运行的模式，在一定程度上使设备投资得以有效节约，并且能让配电装置所占的面积缩小，整体的投资也相应减少，且两台机组间设有联络开关，电源互为备用，可靠性也很高。

（四）方案4

方案4突显的问题就是在工程建设当中，针对后一台机组的相关施工进度有相应的要求，也就是当1号机启动的时候，其2号机必须要完成倒送电工作，机组间的独立性很差。

四、结语

通过对比4种设计方案，可以看出其中方案3的整体设计概念都与规程相符，不仅能方便运行，还能有效节省投资。而在实际设计当中，可以分别从经济性、安全性以及可行性等方面以此确定最优秀的方案。

参考文献：

[1] 卢静，李春莹，翟强.火力发电厂等离子点火装置电源的优化配置[J].电气应用，2013，09（03）：218-219.

[2] 李绍生，李禹江，刘森，张盛智.火力发电厂等离子点火装置电气设计方案[J].山东电力技术，2013，05（12）：60-62+67.

[3] 郑明.新会双水发电厂2×660MW机组热电联产工程的电气方案设计[D].华南理工大学，2013，04（06）：155-156.

作者简介：王少蕊（1981-）， 女，汉，河北人， 本科，工程师，研究方向：火力发电厂电气系统设计。