等離子點(diǎn)火技術(shù)交流

等離子點(diǎn)火技術(shù)交流第1頁/共32頁一、新的環(huán)保政策

注：1、摘自《火力發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》第二次征求意見稿。重點(diǎn)地區(qū)非重點(diǎn)地區(qū)第2頁/共32頁

在新的環(huán)保政策下，特別是有些地方環(huán)保部門已經(jīng)強(qiáng)制“鉛封”、“磚封”或取消脫硫旁路系統(tǒng)，如何解決鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)、停爐和低負(fù)荷穩(wěn)燃（特別是低揮發(fā)性煤種）投油對(duì)尾部煙氣脫硝裝置（SCR）、除塵器、煙氣加熱器（GGH）以及脫硫設(shè)備（無煙氣旁路）的影響，使火電機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。第3頁/共32頁SCR除塵器引風(fēng)機(jī)GGH脫硫塔二、投油運(yùn)行對(duì)鍋爐島部分設(shè)備的影響

鍋爐第4頁/共32頁對(duì)SCR的影響：1）油污沉積在催化劑的孔隙中，會(huì)阻攔NOx、NH3和氧

進(jìn)入催化劑內(nèi)部反應(yīng)，影響脫硝效率；2）油污自燃使催化劑的局部過熱燒結(jié)而失活，甚至燒毀

催化劑（如山西漳山電廠）。第5頁/共32頁1）極板和極線積油，甚至?xí)?dǎo)致短路；2）油灰容易粘結(jié)在除塵器極板，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)電暈線肥大和極板

粉塵堆積，除塵效率下降。3）存在發(fā)生爆燃火災(zāi)的危險(xiǎn)性（CO、CH，電火花）；油污或油灰會(huì)粘接在布袋上堵塞孔隙，無法清除，使除塵器透氣性變差，阻力增大，電耗增加，也降低了濾袋的使用壽命。

對(duì)布袋除塵器的影響：對(duì)電除塵器的影響：第6頁/共32頁對(duì)GGH的影響：如果煙氣中含有大量的油污和粉塵將會(huì)使GGH的堵塞雪上加霜。從而增加引風(fēng)機(jī)能耗，因無旁路，嚴(yán)重時(shí)必須停機(jī)沖洗。廣東沙角C廠GGH堵塞照片第7頁/共32頁

脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)則一般要求脫硫塔入口含塵至少小于300mg/Nm3，不投除塵器則將達(dá)30000mg/Nm3。鑒于投油對(duì)除塵器的影響以及設(shè)計(jì)導(dǎo)則的要求，目前火電廠有關(guān)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)、停爐投油運(yùn)行階段，除塵器一般不投運(yùn)（在投油穩(wěn)燃階段，一般也只投部分電場(chǎng)），且煙氣必須從脫硫系統(tǒng)旁路通過，使除塵器和脫硫設(shè)備不受到損壞。第8頁/共32頁無煙氣旁路脫硫系統(tǒng)示意圖第9頁/共32頁對(duì)脫硫設(shè)備的影響（除塵器不投）：1、造成脫硫塔壁和內(nèi)件表面油污粘結(jié)（噴

嘴除霧器堵塞，除霧器垮塌）；2、油污在漿液池內(nèi)形成泡沫造成液位虛高

（溢出，淮陰電廠）；3、油污和灰塵影響漿液質(zhì)量，導(dǎo)致脫

硫效率降低；4、油污和灰塵均影響石膏的結(jié)晶；5、油污和灰塵可致設(shè)備、管道積灰、堵塞

以及脫水機(jī)真空皮帶機(jī)濾布堵塞；6、大量粉塵（不溶入水）進(jìn)入漿液，容易

堵塞噴淋嘴、管道，卡澀閥門，長(zhǎng)時(shí)間

運(yùn)行對(duì)泵體、閥門和管道將會(huì)造成較大

磨損；第10頁/共32頁對(duì)脫硫設(shè)備的影響（除塵器投運(yùn)）：粉塵對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備的影響會(huì)基本消除；但油污對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備的影響依然會(huì)存在。噴淋嘴除霧器第11頁/共32頁三、幾種可能的解決方案1、脫硫系統(tǒng)改造1）漿液池增加高位溢流口，排除部分油污和灰塵；2）原煙道進(jìn)行防腐處理，設(shè)置煙道低位疏水口；3）設(shè)置消泡劑添加系統(tǒng)，添加消泡劑；4）設(shè)置漿液拋棄系統(tǒng)，進(jìn)行漿液置換；5）設(shè)置事故煙氣降溫系統(tǒng)，防止入口煙溫過高（因旁路取消）；第12頁/共32頁存在的問題：1）SO2排放不能達(dá)標(biāo)（因油污和粉塵對(duì)漿液質(zhì)量的影響）、粉塵排放嚴(yán)重超標(biāo)

（因除塵器不投）。2）油霧（油粉混合物）和大量粉塵進(jìn)入尾部脫硫系統(tǒng)，脫硫塔壁和內(nèi)件表面油

污粘結(jié)、積灰問題依然存在，影響部件工作工況和運(yùn)行壽命。3）不溶入水的粉塵顆粒，會(huì)對(duì)泵、閥門、管道造成較大磨損；4）不能完全杜絕油污在漿液池內(nèi)形成泡沫造成液位虛高，仍存在漿液向煙道溢

流的風(fēng)險(xiǎn)，需高度關(guān)注。5）漿液拋棄系統(tǒng)的設(shè)置、漿液的拋棄（300MW機(jī)組約進(jìn)行48小時(shí)的漿液置換，

被拋棄漿液量約為2000m3）和廢漿液、廢水的后續(xù)處理、原煙道防腐處理均

需大量的人力、物力的投入。6）GGH堵塞加劇的問題依然存在。第13頁/共32頁2、除塵器全程投運(yùn)有部分電廠被迫采取除塵器全程投運(yùn)的方式。存在的問題：

除塵器的投運(yùn)只是減少了灰塵量，因?qū)嶋H上存在燃油不完全燃燒，油霧（油粉混合物）對(duì)SCR、除塵器、脫硫系統(tǒng)、GGH的潛在危害依然存在。除塵器第14頁/共32頁3、等離子點(diǎn)火和穩(wěn)燃采用等離子點(diǎn)火和穩(wěn)燃，因不存在未燃盡油霧和油粉混合物，除塵器、脫硫系統(tǒng)從鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)開始就可全程投運(yùn)。不存在油霧（油粉混合物）、煙塵對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備和GGH運(yùn)行的影響，也不存在油污對(duì)SCR的影響，可全程實(shí)現(xiàn)機(jī)組煙塵、SO2達(dá)標(biāo)排放。存在的問題：1）與常規(guī)大油槍點(diǎn)火方式相比，等離子和微油點(diǎn)火初期都存在飛灰含碳量偏高的問題。當(dāng)然，可通過加強(qiáng)空氣預(yù)熱器、SCR的吹灰以及除塵器的及時(shí)清灰來解決。2）對(duì)17%Vdaf以下的煤種還沒有工程應(yīng)用實(shí)例。第15頁/共32頁

燃用煤質(zhì)發(fā)生器功率干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf應(yīng)用狀況100KW30%已成功應(yīng)用200KW20%已成功應(yīng)用250KW17%已成功應(yīng)用350KW14%實(shí)驗(yàn)室已成功點(diǎn)燃600KW10%實(shí)驗(yàn)室已成功點(diǎn)燃800~1000KW10%以下正在研發(fā)天和公司針對(duì)低反應(yīng)性煤質(zhì)的應(yīng)對(duì)措施1）開發(fā)出新一代大功率的等離子體點(diǎn)火裝置；2）針對(duì)性設(shè)計(jì)合適的等離子體點(diǎn)火燃燒器；（生產(chǎn)計(jì)劃性，降低設(shè)備投資）注：收收到基灰份大于30%時(shí)，發(fā)生器功率要相應(yīng)增加。第16頁/共32頁序號(hào)方案投油對(duì)鍋爐各設(shè)備的影響成本分析除塵器SCR脫硫系統(tǒng)GGH環(huán)保1脫硫系統(tǒng)改造不投運(yùn)存在部分催化劑失效、燒毀的風(fēng)險(xiǎn)投運(yùn)，存在油污及粉塵的影響存在油污及粉塵的影響SO2排放不達(dá)標(biāo)，煙塵排放嚴(yán)重超標(biāo)改造費(fèi)用較高，運(yùn)行維護(hù)成本高，運(yùn)行要求高2除塵器全程投運(yùn)投運(yùn)，存在油污污染及爆燃等安全隱患，影響除塵效率存在催化劑失效、燒毀的風(fēng)險(xiǎn)投運(yùn)，存在油污的影響投運(yùn)，存在油污的影響SO2排放不達(dá)標(biāo)存在一定的維護(hù)成本，運(yùn)行要求高3采用等離子點(diǎn)火和穩(wěn)燃投運(yùn)，無風(fēng)險(xiǎn)無風(fēng)險(xiǎn)投運(yùn)，無風(fēng)險(xiǎn)投運(yùn)，無風(fēng)險(xiǎn)煙塵、SO2排放均達(dá)標(biāo)一定的投資成本，維護(hù)費(fèi)用較低，運(yùn)行要求低第17頁/共32頁關(guān)于等離子點(diǎn)火幾個(gè)問題的討論目前有關(guān)于等離子體點(diǎn)火對(duì)鍋爐運(yùn)行中帶來一些其它問題的說法，如點(diǎn)火初期冷爐狀態(tài)下輸入熱量過多，升溫速率快于鍋爐啟動(dòng)升溫曲線；升溫過快會(huì)引起鍋爐受熱面氧化皮脫落并導(dǎo)致汽輪機(jī)葉片固體顆粒侵蝕；再熱器干燒溫度過高；微油點(diǎn)火比等離子體點(diǎn)火對(duì)鍋爐的熱沖擊要好；等離子體點(diǎn)火節(jié)油不節(jié)能等；第18頁/共32頁關(guān)于等離子點(diǎn)火幾個(gè)問題的討論經(jīng)調(diào)研采用我公司等離子體點(diǎn)火裝置的超臨界和超超臨界機(jī)組電廠（如湖北黃石西塞山電廠、華能甘肅平?jīng)鲭姀S等），運(yùn)行人員采取控制初始給粉量為磨煤機(jī)允許的最少給煤量，加大水冷系統(tǒng)循環(huán)水量以及分離器出口疏水量，可做到煙溫探針處煙溫控制在400℃以下（保守做法，鍋爐廠要求在540℃以下），這樣可以解決等離子體點(diǎn)火啟動(dòng)過程中鍋爐升溫過快的問題。高溫過熱器或屏內(nèi)蒸汽側(cè)氧化皮的生成與超臨界和超超臨界機(jī)組的高溫、高壓有關(guān)，鍋爐負(fù)荷的變化可能是引起其脫落的原因之一，但鍋爐冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)溫升較快的區(qū)域主要在最下部水冷壁，其對(duì)過熱器壁溫的影響應(yīng)很小。微油點(diǎn)火與等離子點(diǎn)火機(jī)理是相同的，只是點(diǎn)火源不同而已，所以微油點(diǎn)火不可能比等離子體點(diǎn)火對(duì)鍋爐的熱沖擊要好。節(jié)油不節(jié)能的問題確實(shí)存在，因?yàn)橥葪l件下，燒油的燃盡率肯定比燒煤的燃盡率高，但對(duì)電廠來說應(yīng)看是否省錢。如果按這樣的說法，是不是應(yīng)該將燒煤的鍋爐改為燒油呢？第19頁/共32頁1）對(duì)SCR、除塵器、GGH和脫硫設(shè)備的正常運(yùn)行等均無影響；2）老機(jī)組脫硫系統(tǒng)無需因脫硫旁路的取消而重新進(jìn)行改造

（場(chǎng)地緊張，大唐戶縣電廠）；3）可實(shí)現(xiàn)鍋爐點(diǎn)火、低負(fù)荷穩(wěn)燃和停爐階段煙氣粉塵、SO2的

達(dá)標(biāo)排放；4）對(duì)于新機(jī)組，如采用等離子體點(diǎn)火，從點(diǎn)火吹管到168小時(shí)

試運(yùn)結(jié)束，可實(shí)現(xiàn)零投油運(yùn)行。如建無油電廠（一套備用），則可節(jié)省用于儲(chǔ)油罐、油系統(tǒng)及其消防安全系統(tǒng)方面

的巨大投資；在新的環(huán)保政策下，推薦優(yōu)先采用等離子體點(diǎn)火和穩(wěn)燃：第20頁/共32頁四、等離子體點(diǎn)火技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

等離子體發(fā)生器提供的是一種超高溫點(diǎn)火源，其溫度在5000K左右,而微油槍產(chǎn)生的火焰溫度要差很多，火核溫度僅為1500-1800℃。第21頁/共32頁

等離子點(diǎn)火與微油點(diǎn)火燃燒器都采取分級(jí)點(diǎn)火燃燒方式，經(jīng)大量試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用調(diào)研表明，著火溫度高的低反應(yīng)性煤質(zhì)，在點(diǎn)火功率不足的情況下，等離子與微油都會(huì)因?yàn)橹鹈悍哿可僭诘谝患?jí)燃燒器內(nèi)火焰無法擴(kuò)散至第二級(jí)燃燒器，面臨無法點(diǎn)燃的局面。等離子可通過加大功率解決，而微油槍出力加大卻受限（布置及節(jié)油要求）。第22頁/共32頁

等離子高溫火核與煤粉接觸點(diǎn)燃煤粉的過程中不需要消耗一次風(fēng)中氧量，不影響燃燒和火焰的擴(kuò)散，而微油在燃燒過程中需要消耗氧量，存在與煤粉燃燒中的“搶氧”的問題，影響油及煤粉的燃燒和火焰的擴(kuò)散，容易形成油粉混合物，對(duì)SCR、除塵器、GGH和脫硫設(shè)備造成難以消除的影響。第23頁/共32頁天和等離子發(fā)生器簡(jiǎn)圖主要競(jìng)爭(zhēng)者等離子發(fā)生器簡(jiǎn)圖項(xiàng)目主要競(jìng)爭(zhēng)者天和技術(shù)技術(shù)來源解剖前蘇聯(lián)哈薩克斯坦技術(shù)引進(jìn)俄羅斯最新技術(shù)結(jié)構(gòu)陰極為實(shí)心棒體，單路載體風(fēng)陰極空心圓筒體，雙載體風(fēng)應(yīng)用功率大小最大120KW最大250KW引弧方式接觸引弧高壓脈沖引弧陰極壽命50小時(shí)左右（銅基）170小時(shí)左右（銅基）第24頁/共32頁五、天和等離子體點(diǎn)火應(yīng)用案例湖北華電黃石西塞山二期工程裝設(shè)2臺(tái)哈爾濱鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流爐。燃燒器型式及布置方式：采用墻式切圓燃燒方式，共設(shè)置6層燃燒器24只火嘴。制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐配6臺(tái)HP1003Dyn中速磨煤機(jī)。燃用設(shè)計(jì)煤種時(shí)，5臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。點(diǎn)火燃用煤質(zhì)：干燥無灰基揮發(fā)份Vdaf從17%～28%，收到基灰分≤30%。第25頁/共32頁第26頁/共32頁第27頁/共32頁第28頁/共32頁序號(hào)用戶機(jī)組制粉系統(tǒng)形式燃燒方式1粵電靖海發(fā)電有限公司1×1000MW直吹式系統(tǒng)墻式對(duì)沖燃燒2華電黃石西塞山電廠2×660MW直吹式系統(tǒng)四角切圓燃燒3大唐三門峽電廠2×600MW直吹式系統(tǒng)墻式對(duì)沖燃燒4華能平?jīng)霭l(fā)電廠2×600MW直吹式系統(tǒng)墻式對(duì)沖燃燒5廣東茂名電廠1×600MW直吹式系統(tǒng)墻