摘 要：电力系统煤粉锅炉的点火与稳燃传统上都是采用燃油或天然气等稀有燃料来实现的。近年来，随着世界性的能源紧张，原油价格的不断上涨，火力发电的燃油愈来愈受到限制，点火和稳燃用油指标已被作为一项重要指标来考核。该文久淮沪煤电田集发电厂在发电油耗这项指标上，实现发电燃油零消耗进行了具体的阐述，具有一定借鉴推广意义。
关键词：节能降耗；等离子点火；燃油；零消耗
中图分类号：TD8 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0011(C)-0202-02
一、等离子点火系统简介
等离子点火作为以煤代油的新技术已在新建大机组上广泛使用，技术也较为成熟，但要做到燃油零消耗，难度确实不小。田集发电厂一期2×600MW机组分别于2007年7月、10月投产发电。锅炉为超临界压力螺旋管圈直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。设计煤种和校核煤种均为淮南烟煤。锅炉采用四角切圆直流燃烧方式，共布置A、B、C、D、E、F六层煤燃烧器，每层4只，共24只煤燃烧器，其中将A层四台煤粉燃烧器设计为兼有等离子点火及稳燃功能的燃烧器。等离子点火装置为烟台龙源电力技术有限公司产品。正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且出力及燃烧工况与原上锅厂设计的燃烧器保持一致。等离子发生器采用了轴向插入方式，采用仪用压缩空气作为载体风，发生器阴、阳极冷却水采用闭冷水，设计一套独立的图像火检监测系统，等离子点火系统所有信号采用硬接线方式与DCS连接，并利用DCS的操作员站实现等离子系统的监控与操作。等离子发生器电源控制柜共4台，系两台锅炉共用，可以相互切换。
二、等离子点火系统逻辑设计修改完善
制造厂家出厂时的等离子逻辑设计，到现场使用后，需要不断的修改完善。我们通过不断摸索，在平时的应用中，结合现场的实际情况，从安全、稳定的角度逐步进行了改进、完善，保证了等离子装置安全、可靠和稳定的运行。主要逻辑修改完善如下：
1、A磨火检逻辑的修改。在FSSS设计中，A磨煤机有“正常运行模式”与“等离子运行模式”两种运行模式，并可相互切换，从而实现磨煤机FSSS逻辑切换功能；同时，在等离子方式下，A磨煤机的跳闸逻辑应该与不在等离子方式下的跳闸逻辑有所不同。原厂家设计在等离子模式下，以火焰检测探头信号做为A煤层有无着火的判断；但在等离子方式下点火初期，煤燃料的燃尽效率只有80%―85%左右，并不能充分燃烧，这样就导致部分没有燃尽的煤粉很有可能会积聚在火焰检测探头的镜片上，火焰检测探头检测不到真实的火焰，导致A磨煤机因为煤层无火而误跳。后来火焰检测探头无火信号取消，改为用等离子4个角拉弧成功信号4取2跳闸A磨煤机，同时要求运行人员加强对火焰电视的监视。而不在等离子方式下时，火焰检测探头信号才取入A磨煤机跳闸信号。
2、A磨跳闸与等离子跳闸的关系。在原厂家设计的等离子逻辑中，为了保证等离子装置的使用寿命，正常运行时，如果A磨煤机跳闸，则等离子应立即跳闸。但实际情况，一般来说等离子应用都是在机组启、停过程中使用，此时一般机组负荷较低，锅炉燃烧还很不稳定，如果A磨煤机跳闸后机组没有直接MFT，那么跳闸等离子会导致A磨煤机不能及时启动，从而可能导致B层煤燃烧不稳定最终导致锅炉MFT。因此，我们对逻辑进行了修改，如果仅A磨煤机运行，则A磨煤机跳闸锅炉MFT，等离子立即跳闸；但如果A磨煤机跳闸后，B磨煤机还在正常运行状态时，等离子不跳闸，这样能够方便A磨煤机快速启动，从而保证锅炉稳定燃烧。
3、等离子运行时单角或多角断弧的处理。等离子装置安装在A层燃烧器上，在机组启动过程中，A磨煤机在等离子模式下已经四角拉弧成功，如果某单角断弧，直接跳闸A磨煤机固然能保证机组安全，但等离子使用主要是在锅炉启动中，锅炉负荷较低，可能仅为A磨运行或A、B磨运行，若A磨跳闸，失去助燃措施后，会导致锅炉燃烧不稳而MFT，这样重新点火会浪费时间和浪费能源。解决的办法是单角断弧后，相应A磨煤机出口门关闭，不跳闸A磨，但同角的AB层油枪自动投入助燃，如果发生2角及以上断弧时，才会跳闸A磨煤机。
4、锅炉正常运行时，等离子在线拉弧的逻辑实现。为了保证等离子设备的可靠性，能够做到正常备用，运行人员应定期对等离子装置进行拉弧实验。在原厂家的原逻辑设计中，只有切换到等离子方式下才可以进行等离子拉弧，这样A磨煤机的跳闸逻辑也就切到了等离子方式下的跳闸逻辑。当A磨煤机在等离子方式下进行拉弧时，若拉弧不成功就会误跳闸A磨，导致机组发生RB。
5、防止炉膛爆燃逻辑的设计。锅炉启动时，如果A磨煤机里积存有大量的煤粉，先启动一次风机，则将携带大量的煤粉进入炉膛，有可能引起炉膛发生爆燃。田集电厂针对此种情况，设计了专门逻辑以防止炉膛爆燃。我厂先进行A磨等离子拉弧，拉弧成功后，再启动一次风机，这样能保证进入炉膛的煤粉已燃烧。同时，等离子模式下A磨单角断弧后，立即关闭磨对应的出口一次风门，也避免大量的煤粉进入炉膛而引起的爆燃。
三、等离子电源切换逻辑的改造及方式规定
田集发电厂一期2×630MW超临界机组锅炉（型号SG1913/25.4―M967），其中A层燃烧器装有四只等离子点火器，AB、DE、EF层装有3层轻油燃烧器，作为锅炉启停和稳燃作用。我厂两台锅炉等离子发生器电源控制柜共4台，系两台锅炉共用，其直流电源可以实现相互切换。但电源切换采取人工切换，其切换时间长，无及时性。当等离子电源切至某一台锅炉时，则另一台锅炉的助燃手段只能依靠燃油。若能实现等离子电源在#1、2炉之间自动进行切换，仅等离子就可实现2台锅炉的稳燃需要，则可以将燃油系统由热备用改至冷备用状态，同时辅汽联箱实现滑压运行。现等离子电源自动切换改造已完成，其切换逻辑的改造及方式规定如下：
1、2台炉等离子电源增加“AUTO”及“MAN”切换键，并实现以下功能：
（1）当#1、#2锅炉等离子拉弧电源都投入“MAN”位置时，等离子拉弧电源依靠手动切换，与改造前操作相同。
（2）当等离子电源投“AUTO”位置时，等离子电源手动投、切不上。当#1机组等离子拉弧电源投入“AUTO”位置时（等离子电源在#2炉），不论#2机组等离子电源是投入“MAN”位还是“AUTO”位，只要#2机组等离子不在使用（没有拉弧成功），且#1机组需要使用等离子时，等离子拉弧电源可自动切换至#1机组。
（3）当#2机组等离子拉弧电源投入“AUTO”位置时（等离子电源在#1炉），不论#1机组等离子电源是投入“MAN”位还是“AUTO”位，若#1机组等离子不在使用（没有拉弧成功），且#2机组需要使用等离子时，等离子拉弧电源可自动切换至#2机组。
2、下面是#1炉等离子电源自动切换至#2炉逻辑示意图：
注：①负荷≤300MW是指发电机出口负荷。
②炉膛负压超限：炉膛负压≥300Pa或≤－300Pa。
③#2炉电源切换至#1炉逻辑与上相同。
3、2台锅炉等离子电源切换方式规定：
（1）两台锅炉正常运行时，等离子电源均投入“AUTO”位，按以上逻辑进行自动切换。
（2）当一台锅炉在停炉时，将两台锅炉等离子电源均投入“MAN”位，并将等离子电源切至本炉使用。锅炉MFT后，再将电源切至另一台炉。
（3）一台锅炉A磨停止运行前应将两台锅炉等离子电源均投入“MAN”位，并将电源切至另一台炉。
四、等离子装置日常检修及维护
田集电厂对等离子设备日常的检修及维护极为重视，保证了等离子设备在任何情况下的可靠备用，以及运行的稳定性，真正实现无论是锅炉的启、停还是平常的稳燃，都能做到等离子设备的良好运行，实现燃油的零消耗。等离子设备的主要检修及维护工作如下：
1、针对等离子设备容易出现的故障，重复性和频发性缺陷，实行检修项目规范化。重点检修内容有：（1）阴极头检查烧损和漏水情况。（2）阳极瓷环检查安装位置、清洁、损坏和漏水情况。（3）阴极尾座接线面氧化清理。（4）阴极旋转电机、齿轮组检查损坏、清洁情况。（5）大、小修进入炉膛内检查等离子燃烧器内壁的结焦、烧损情况。检修过程中，加强检修工艺控制，实施检修标准化作业，对设备拆、卸和安装的每一个环节都有严格具体的要求。如：阴极导管拆装要缓慢旋转进行，不得用力过猛，以防损坏阳极瓷环；阴极导管上进回水管安装后，要先打开水阀检查接头是否漏水，然后才能盖上后盖；等离子发生器电源线拆开后要做好“＋”“－”极标志，防止发生器控制直流电源接反；控制电源的电源线要安装合理，防止发生器小车在进退时电源线磨破而接地。
2、每次启、停机组或低负荷稳燃投入等离子点火装置前，维护人员均需对阴极和阳极进行检查和清扫，并根据检查情况及时修理或更换阴极头，避免在启机、并网过程中更换阴极，影响机组启动。
3、日常定期点检维护。每天点检人员须对冷却水和压缩空气系统进行维护检查：管道、阀门、仪表、开关等有无泄漏；冷却水进水水温小于36℃，回水畅通；等离子冷却风机和冷却水泵按标准检查；冬季冷却水开关做好保温防冻措施，防止信号不畅。
五、运行人员的定期例行工作
运行人员定期例行工作是为了及时发现等离子设备存在的缺陷，确保设备处于良好备用的必备条件。我厂运行部制定了如下的定期例行工作：
1、每月执行等离子拉弧试验工作2次。
2、每次锅炉启、停前进行等离子拉弧试验工作。
3、检修维护人员对阴极头更换后，运行人员及时将等离子计时器进行清零，便于统计阴极头运行时间，达到30小时后，及时通知检修维护更换阴极头。
4、每次启、停前由值长通知燃料运行，A磨尽量加仓优质煤，一般要保证入炉煤挥发份空气干燥基达25%左右，以实现等离子点火时的可靠着火。
结语：通过加强对标指标管理和考核，落实了责任。我厂等离子点火系统在热控人员、检修维护人员和运行人员的共同努力下，应用得非常成功，节能节油效果显著。两台锅炉从投产调试至今，从点火到助燃都采用等离子，真正实现了燃油零消耗，实现了无油点火；初步计算，共节油9400吨（除去耗电、耗煤折算成的燃油量），按每吨油7000元计算，共节约发电成本6580万元左右，取得了非常可观的经济效益！
作者单位：淮沪煤电公司田集发电厂
作者简介：张玉红（1981.12― ），男，本科，淮沪煤电公司田集发电厂运行集控单元长；王之飞（1982.11― ），男，本科，淮沪煤电公司田集发电厂运行集控值班员。
参考文献：
[1]姚文达.锅炉燃烧设备.中国电力出版社.2000.
[2]唐宏.等离子点火装置使用及维护说明.