1前言
    吉林熱電廠7號(hào)爐(220t/h)經(jīng)常參與調(diào)峰，因此頻繁啟停。改造前鍋爐點(diǎn)火采用人工點(diǎn)火方式。即：每次點(diǎn)火首先是點(diǎn)燃“火把”，然后把“火把”送入爐膛內(nèi)，點(diǎn)燃重油，再由重油點(diǎn)燃煤粉，這樣不僅點(diǎn)火操作繁瑣，安全系數(shù)低，同時(shí)燒掉大量的重油，影響了機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)改造后的等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，鍋爐啟動(dòng)時(shí)采用以程控方式在微機(jī)畫面上操作，直接點(diǎn)燃煤粉，取消了傳統(tǒng)的先點(diǎn)油，后燒煤的點(diǎn)火方式，縮短了鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，降低了鍋爐啟動(dòng)費(fèi)用，使運(yùn)行人員從過去繁瑣的點(diǎn)火操作中解脫出來，大幅度地提高了廠競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
2系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
    系統(tǒng)主要由等離子點(diǎn)火發(fā)生器、直流電源柜(含整流變壓器)、點(diǎn)火燃燒器、控制系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等幾大部分組成。見圖1。

2.1等離子點(diǎn)火發(fā)生器
    等離子點(diǎn)火發(fā)生器主要由陽極、電子發(fā)射槍、穩(wěn)弧線圈三部分組成。陽極組件由陽極、冷卻水道、壓縮空氣通道及殼體構(gòu)成。電子發(fā)射槍由槍頭、外套管、內(nèi)套管、引弧器、進(jìn)出水口、上電接頭等組成。電磁線圈由電纜及上電接口等組成，用于產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。在電磁線圈通過300A以上直流電流時(shí)，在陽極組件上壓縮空氣的作用下，等離子點(diǎn)火發(fā)生器形成80～130kW高能的空氣等離子體，煤粉顆粒通過該等離子體“火核”作用，迅速釋放出揮發(fā)物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。由于反應(yīng)是在氣向中進(jìn)行，使混合物發(fā)生了變化，因而使煤粉的燃燒速度加快，也有助于加速煤粉的燃燒，這樣就大大地減少促使煤粉燃燒所需要的引燃能量。
2.2直流電源柜(含整流變壓器)
    直流電源柜內(nèi)主要部件有功率組件、直流控制器、直流平波電抗器、電源開關(guān)、熔斷器。
    功率組件：采用三相全橋控制晶匣管整流功率組件，最大輸出為1200A，1600V。
    直流控制器：采用西門子6RA70系列全數(shù)字控制整流裝置。該裝置具有I/O擴(kuò)展口和RS232、RS485通訊功能，因此可以作為整流和等離子點(diǎn)火發(fā)生器的引弧控制接口、水流、風(fēng)壓保護(hù)接口，并且與其它計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)總線數(shù)字通訊。6RA70為全數(shù)字整流，電壓、電流的參數(shù)調(diào)整完全可以上位機(jī)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制。
    直流平波電抗器：由于啟動(dòng)階段電源要工作在低電壓的短路狀態(tài)，同時(shí)，電弧在陰陽極之間旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電壓跳變，要求電源要有極強(qiáng)的恒流能力。這就要求平波電抗器要有足夠的感抗，其平波效果達(dá)到較為理想，使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
    電源開關(guān)：控制電源柜內(nèi)冷卻風(fēng)機(jī)啟停。
    熔斷器：電流過載保護(hù)。
2.3點(diǎn)火燃燒器
    其性能決定了整個(gè)燃燒器運(yùn)行的成敗。整個(gè)燃燒器分四區(qū)：
    第一區(qū)：采用第一級(jí)氣膜冷卻技術(shù)，避免了煤粉的貼壁流動(dòng)及掛焦，同時(shí)又解決了燃燒器的燒蝕問題；
    第二區(qū)：為混合燃燒區(qū)，在該區(qū)內(nèi)采用“濃點(diǎn)濃”原則，淡粉流貼墻而濃粉滲入主點(diǎn)火燃燒器進(jìn)行燃燒；
    第三區(qū)：為強(qiáng)化燃燒區(qū)，在第一、二區(qū)內(nèi)揮發(fā)份基本燃盡，為提高燃盡率采用提前補(bǔ)氧強(qiáng)化措施；
    第四區(qū)：為燃盡區(qū)，疏松炭的燃盡率，決定于火焰的長(zhǎng)度。
2.4控制系統(tǒng)
    本系統(tǒng)控制主機(jī)采用西門子S7-300可變程控制器，S7-300與各電源柜之間采用數(shù)據(jù)通訊，操作界面采用工業(yè)液晶顯示屏。其硬件配制如圖2所示。其中6RA70為全數(shù)字直流控制器，是電源柜的控制核心元件。

2.5火檢系統(tǒng)
    火檢系統(tǒng)主要由一臺(tái)全爐膛火檢、兩臺(tái)點(diǎn)火器火檢、四畫面分割器、液晶監(jiān)視器、冷卻風(fēng)系統(tǒng)組成?；饳z系統(tǒng)是采用光纖傳輸技術(shù)，采集爐膛火焰燃燒信號(hào)傳輸?shù)綌z像機(jī)，再進(jìn)入四畫面分割器輸出到工業(yè)用液晶顯示器，通過四畫面分割器控制顯示器上的畫面顯示，即可以采用一個(gè)畫面顯示全爐膛火焰，也可以采用分四個(gè)畫面顯示兩個(gè)點(diǎn)火器的火焰和全爐膛火焰情況。
2.6輔助系統(tǒng)
    由冷卻水、壓縮空氣的供給系統(tǒng)組成。冷卻水系統(tǒng)取自化學(xué)用水，進(jìn)入點(diǎn)火發(fā)生器，起到點(diǎn)火發(fā)生器引弧時(shí)冷卻陰陽極的作用。壓縮空氣系統(tǒng)是通過冷卻風(fēng)機(jī)送給點(diǎn)火發(fā)生器0.2MPa的空氣，形成空氣為介質(zhì)的等離子體。
3系統(tǒng)功能
3.1程控點(diǎn)燃煤粉功能
    系統(tǒng)從觸摸屏點(diǎn)火操作界面，很方便地啟動(dòng)點(diǎn)火發(fā)生器，達(dá)到程控點(diǎn)燃煤粉的目的。
    角點(diǎn)火操作畫面右上角為日期、時(shí)間，中間部分為過程示意圖和必要的操作按鈕、狀態(tài)顯示，下部分為畫面之間切換熱鍵。1號(hào)角點(diǎn)火畫面見圖3。
    點(diǎn)火畫面上過程狀態(tài)一覽為點(diǎn)火器啟動(dòng)條件和狀態(tài)指示。只在條件滿足時(shí)，對(duì)應(yīng)條件指示為綠色，點(diǎn)火器啟動(dòng)操作才有效。運(yùn)行人員可以通過點(diǎn)火畫面進(jìn)行點(diǎn)火發(fā)生器啟動(dòng)和停止操作，并且監(jiān)視詳細(xì)的點(diǎn)火狀態(tài)信息。
3.2報(bào)警記錄
    可以記錄引起點(diǎn)火器跳閘的首出原因。為保證等離子點(diǎn)火煤粉燃燒器安全可靠運(yùn)行，“水流消失”、“空氣不足”、“柜內(nèi)冷卻風(fēng)機(jī)停”、“斷弧”這幾個(gè)條件中任一個(gè)條件滿足都會(huì)停止該裝置的工作。報(bào)警記錄記住跳閘首因，為運(yùn)行及維護(hù)人員分析原因提供方便。

3.3設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和調(diào)整
    系統(tǒng)提供設(shè)備狀態(tài)畫面，用來顯示設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，用以提示檢修人員定期對(duì)設(shè)備易損件進(jìn)行必要的檢查和更換。而且，在設(shè)備狀態(tài)畫面上，可以調(diào)整啟動(dòng)間隙，當(dāng)陰陽極運(yùn)行一定時(shí)間后通過調(diào)整啟動(dòng)間隙，滿足設(shè)備的正常工作。
3.4火焰檢測(cè)功能
    在鍋爐啟動(dòng)和正常運(yùn)行過程中，通過工業(yè)用液晶顯示器直觀地觀測(cè)到爐膛燃燒狀況，使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火是否成功和爐膛燃燒不穩(wěn)等異常情況，保證鍋爐安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
4投入使用后的效果
    該系統(tǒng)運(yùn)行一年多來，參與多次調(diào)峰點(diǎn)火，縮短鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，節(jié)約大量燃油(一次啟動(dòng)消耗2t油計(jì)算，一年大約降低啟動(dòng)費(fèi)用70萬元)，為工廠降低生產(chǎn)成本，起到了重要作用。
    系統(tǒng)對(duì)整個(gè)點(diǎn)火過程進(jìn)行了直觀地監(jiān)控，保證鍋爐點(diǎn)火時(shí)的安全運(yùn)行。
    利用了全新的等離子點(diǎn)火技術(shù)及先進(jìn)的觸摸屏操作技術(shù)，直接點(diǎn)燃煤粉，減輕了運(yùn)行人員點(diǎn)火操作時(shí)的勞動(dòng)量。
5應(yīng)用中存在的問題及解決方法
5.1存在的問題
    當(dāng)時(shí)，安裝時(shí)受爐體和工期的限制，等離子點(diǎn)火器安裝選擇在爐體兩側(cè)，只能以仰角形式安裝，但是，在正常運(yùn)行中，爐體兩側(cè)的為穩(wěn)燃器(7、8號(hào))經(jīng)常投入，煤粉經(jīng)過點(diǎn)火器進(jìn)入爐膛內(nèi)，因此煤粉很容易灌進(jìn)點(diǎn)火器內(nèi)。煤粉在點(diǎn)火器內(nèi)長(zhǎng)期堆積后，不但使陽極造成污染，影響正常拉弧，而且，拉弧時(shí)，堆積在點(diǎn)火器內(nèi)的煤粉引燃，直接損壞陽極的現(xiàn)象也時(shí)而出現(xiàn)。
5.2解決的方法
    改變?cè)c(diǎn)火器位置，即點(diǎn)火器安裝在爐膛前墻小火咀位置，使點(diǎn)火器微微向下傾斜，煤粉分兩路進(jìn)入爐膛，即通過擋板的切換來實(shí)現(xiàn)。在正常運(yùn)行時(shí)，煤粉不經(jīng)過點(diǎn)火器，走另一路，只有點(diǎn)火時(shí)，切換擋板，煤粉通過等離子點(diǎn)火器進(jìn)入爐膛。
    更換大容量冷卻風(fēng)機(jī)，使引進(jìn)點(diǎn)火器的風(fēng)量足夠大，防止煤粉灌進(jìn)點(diǎn)火器內(nèi)。
6結(jié)束語
    從一年多來等離子點(diǎn)火系統(tǒng)在吉林熱電廠7號(hào)爐運(yùn)行情況來看，各種功能完全可以滿足煤粉鍋爐啟動(dòng)時(shí)直接點(diǎn)燃煤粉的要求，縮短了鍋爐啟動(dòng)時(shí)間，簡(jiǎn)化了點(diǎn)火操作程序，并減少了啟動(dòng)費(fèi)用，從而，為電廠取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。