锅炉两层等离子点火技术在600 MW机组中的应用

2020-10-17龙智海

河北电力技术 2020年4期

龙智海

(河北大唐国际王滩发电有限责任公司，河北唐山 063611)

1 概述

王滩发电公司的HG-2030/17.5-YM型锅炉是亚临界、一次中间再热、固态排渣、单炉膛、Π型半露天布置、全钢构架、悬吊结构、控制循环汽包锅炉;锅炉设计煤种和校核I、校核II为开滦烟煤，校核III为晋北烟煤。锅炉采用四角切圆燃烧方式，过热蒸汽温度采用二级喷水调节，再热蒸汽调温方式采用摆动燃烧器调温。锅炉配有6套正压直吹式制粉系统，选用的磨煤机为北京电力设备总厂设计生产的ZGM123G型磨煤机。6层燃烧器中的最下层A层已加DLZ200-Ⅳ型等离子点火装置，并且取得了很好的效果。

现有的A层等离子点火装置虽然运行较稳定可靠，近几年也实现了零燃油的业绩，但是随着燃油系统的拆除，尤其近年来王滩发电公司承担着海港开发区供热及电网的深调峰任务，单一层等离子燃烧装置已不能完全满足机组运行的稳定性和可靠性，因此需要在B层进行加装等离子点火装置改造以提高锅炉运行的安全稳定性。

2 等离子点火技术

目前等离子点火技术得到了广泛的应用，一般等离子发生器为磁稳空气载体等离子发生器，他由线圈、阴极、阳极等组成。其中阴极材料采用高导电率的金属材料制成。阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的金属材料制成，他们均采用水冷方式，以承受电弧高温冲击。线圈在高温250℃情况下具有抗2 000 V的直流电压击穿能力，电源采用全波整流并具有恒流性能。等离子发生器是用来产生高温等离子体弧的装置，其主要由阳极组件、阴极组件、线圈组件三部分组成，还包括拉弧机构和配合现场安装的托架，见图1。

图1 等离子发生器

阴极和阳极接触后，加电流至设定值，阳极固定，阴极可伸缩，当阴极离开阳极时，极间开始放电，形成高压电弧，投粉后引燃煤粉。同时，电弧在线圈磁力的作用下拉出喷管以外，压缩空气在电弧的作用下被电离为高温等离子体，其能量密度很高，为点燃煤粉提供热源。

3 等离子点火改造技术方案

3.1 等离子燃烧器技术改造方案

根据锅炉的实际情况，将B层4台煤粉燃烧器改造为兼有等离子点火及稳燃功能的等离子燃烧器，等离子燃烧器结构与A层保持一致。燃烧器上安装有等离子点火器，根据原主燃烧器的结构，等离子点火器采用轴向插入方式。燃烧器内部由多级燃烧室组成，见图2。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有点火和稳燃功能;在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且在出力及燃烧工况与原来保持一致。

图2 燃烧器逐级放大结构示意

3.2 电气部分改造方案

B层等离子电源系统为新增，设计方案为增加多脉波干式变压器，低压开关柜，整流柜，动力接线箱。多脉波干式变压器低压侧直接接入低压配电柜断路器，不需要设置低压进线柜，低压成套配电柜不设置主母线。烟台龙源研发设计的LYZKG-500型整流柜与多脉波变压器配合使用时，整流柜上级供电电源设备不需要设置隔离变压器。

采用多脉波干式变压器供电的方式比常规干式变压器供电方式减少了1面低压进线柜和4台隔离变压器，并且在低压侧380 V AC电源之间是相互隔离的，该供电方式与隔离变压器供电的隔离效果是一样的。由于多脉波干式变压器低压绕组是特殊绕制的，低压绕组的供电可以单独工作，也可以多个绕组同时工作，供电方式不受影响，稳定性和安全性可以保障。

3.3 冷炉制粉冷风燃油加热系统

为满足锅炉全冷态，无蒸汽汽源启动的要求，在空气预热器出口热一次风母管上安装一套冷风燃油加热装置，满足锅炉全冷态、无启动汽源工况下，配合等离子点火系统，实现机组正常点火启动要求。冷风燃油加热装置使用的燃油泵站必须采取可移动式泵站设计。油燃烧助燃风及密封风取自锅炉密封风，冷风燃油加热混合室由不锈钢外筒和内衬耐火材料加工而成，用以提供加热冷风的空间并保护混合室外筒及原风道不被烧损，在混合室外壁及出口加装温度测点用于实时监视温度。冷风燃油加热装置设计的进口空气温度为20℃，风量70 t/h，出口加热至180～200℃，并满足磨煤机热平衡计算后需要的入口温度。