锅炉启动及低负荷助燃用油是发电成本的重要组成部分。我国是石油消费和进口大国，随着世界原油价格的上涨，节约锅炉燃油就成为降低发电成本的重要手段。
等离子点火技术是一种新型燃烧技术，其原理是采用一定压力的洁净空气为介质，在直流电流的作用下，由强磁场控制产生功率稳定的定向流动空气等离子体，该等离子体在燃烧器内形成局部高温，能迅速将通过的煤粉射流点燃并形成火炬喷入炉膛。大唐盘电4号炉对B层燃烧器及其对应的B磨煤机采用等离子燃烧器进行了改造，在启动试运阶段应用该技术并获得了成功，从而开创了600 MW大型机组、中速磨直吹式制粉系统采用等离子点火技术的先河、锅炉主燃烧器同时作为启动燃烧器、在基建调试阶段应用，节约了数量可观的燃油，取得了较好的经济效益和社会效益。富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
1、设备简介
天津大唐盘山发电有限责任公司（简称盘电）4锅炉为HG-2023/17. 6-YM4型亚临界控制循环、一次中间再热、单炉膛、受热面Ⅱ型布置、四角切圆燃烧方式、平衡通风、固态排渣、半露天布置煤粉汽包型锅炉。
锅炉采用宽调节比同心反切圆、低NOx排放燃烧技术，OFA燃烬风喷嘴高位布置，水平摆动，主燃烧器喷口可以上下摆动±30。。燃烧器共有22个喷口，其中2个OFA喷口、10个AUX辅助风喷口、4个油配风喷口和6个煤粉一次风喷口。锅炉的设计煤种为准格尔烟煤。
制粉系统采用正压直吹式系统，配2台双吸入离心式冷一次风机及6台ZGM123中速磨煤机，5台运行能带满负荷。磨煤机标准碾磨出力为96.2 t/h，对设计煤种，磨煤机的最大出力为72.02 t/h，对应的最小出力为28.8 t／h。
等离子点火系统共设计有4支等离子点火装置，装在B层主燃烧器位置，它由浓淡分离装置，等离子引弧装置（阴极、阳极）、一级燃烧室、二级燃烧室，周界二次风等部分组成，具有点火启动及低负荷稳燃两种功能。
2、等离子煤粉点火燃烧器应用情况
大唐盘电4号锅炉在机组基建试运阶段应用了等离子煤粉无油点火技术，于2002年3月30日首次点火成功。点火前主汽压力1. 01 MPa，B磨煤机启动。B磨煤机加载弹簧压缩量80 mm，分离器挡板开度58°，给煤量30 t/h，磨入口风量52km3/h，入口风温149℃，磨出口温度61℃，炉膛内壁再入口处烟温489℃～497℃，低于锅炉厂规定的538℃。等离子点火系统、冷炉制粉系统、辅助系统、电源系统等运行状况良好，连续运行45min。
2002年3月31日，主汽压力0. 66 MPa，再次投用等离子煤粉点火系统，启动B磨，给煤量22 t/h，进行燃烧调整试验，调整后炉膛负压稳定、火焰明亮、火检稳定，燃烧状况比首次有明显改善。4月6日，投用等离子煤粉点火系统，锅炉升温、升压到汽机冲车参数，控制主汽温升速率为1. 65C/min，成功实现了采用等离子无油煤粉点火系统进行600 MW机组高压缸启动方式的汽机冲转及定速试验。
2002年4月23日，在机组整套启动过程中，连续投入等离子煤粉点火系统，先后完成锅炉的升温、升压，汽机冲转、定速，发电机并网、带大负荷，至机组负荷300 MW，锅炉停油时停运等离子点火装置。4月29日机组滑参数�；讨�，投入等离子煤粉点火装置，替代了部分油枪，汽机缸温降低到260℃，滑停取得了成功。
3、等离子煤粉点火燃烧器在本锅炉应用中存在的难点
等离子煤粉无油点火系统在中速磨直吹式制粉系统锅炉上应用必须克服以下难点：首先应能在锅炉冷态时制备出合格的煤粉，其次应有足够的能量直接点燃煤粉，这对该系统的设计和制造提出了较高的要求，必须有效地解决上述问题。同时，在该系统的具体应用中，还存在着以下一些难点。
3.1锅炉启动方式问题
根据规定，锅炉启动初期应满足下列要求：初始燃烧率应小于最大燃烧率的5%；炉水升温率不高于1.5 ℃／min，对应的启动初期最高升压率为0. 035 MPa／min。否则，容易造成锅炉升温、升压速率较快，水冷壁受热不均，锅炉整体膨胀不能保证等问题。为此，首先需要确定满足冷态启动正常升温、升压速率的燃料量。经初步计算，对准格尔煤，磨煤机给煤量应小于16t／h，当燃用大同煤时给煤量应小于14t/h。根据3号锅炉试运经验，磨煤机最小出力为25 t/h，显然无法达到上述要求。
针对锅炉的上述特性，我们确定了本锅炉等离子点火系统的投运方式：锅炉起压前（关空气门前），不投入等离子点火系统；锅炉起压后，及时投入等离子点火燃烧系统，但必须控制合理的给煤量，汽机侧打开机组旁路系统以保证适当的升温、升压速率。
3.2如何维持合理的升温、升压速率
为维持合理的升温、升压速率，必须控制适当的燃料量。本锅炉磨煤机最小出力为25 t/h，根据机组以往启动经验，汽机冲车、发电机并网期间所需燃油约为9～15 t/h，对应的给煤量应为18～30t/h，即，为满足投运等离子点火燃烧系统要求，必须降低磨煤机最小出力至18 t/h。经过分析和研究，决定采取下列措施降低磨煤机最小出力：
(1)适当降低磨煤机磨辊的加载力：将磨煤机加载弹簧的压缩量调整至80 mm;
(2)适当关小磨煤机出口分离器挡板的开度，增加回粉量并使煤粉细度变小；
(3)适当减小一次风量（但应保证磨煤机出口一次风管的风速大于18 m/s）。
3.3汽机高压缸启动方式下的再热器�；の侍�
盘电4号机设计的启动方式为高压缸启动，即在汽轮机冲转前，汽机高旁全关，再热器处于干烧状态，为保护再热器，尤其是壁式再热器．锅炉厂规定：并网前炉膛出口烟温应小于538 C。经过分析和研究，决定采用下列手段控制炉膛出口烟温：
(1)运行中合理控制燃料量，尽量降低磨煤机最小出力；
(2)适当调整燃烧器配风，增加送风量，开大顶部二次风；
(3)加强炉膛出口烟温监测。
4、等离子煤粉点火燃烧器应用试验研究
4.1冷炉制粉系统工作特性试验
中速磨直吹式制粉系统锅炉应用等离子无油点火技术的关键问题和难点在于能否实现“冷炉制粉”，本锅炉等离子点火燃烧器设计采用蒸汽加热器加热磨煤机制粉所需热空气（己申请专利），故摸索该系统的工作特性至关重要，通过多次试运调整，在每次“等离子运行模式”B磨煤机启动前，适当提高辅汽联箱压力，并提前1 h投入蒸汽加热器，对B磨进行通风暖磨，其加热能力满足“冷炉制粉”要求，归纳如下：
(1)在厂用汽压力0.8～1.0 MPa时，投入蒸汽加热器，磨煤机入口一次风温维持在149～156℃，当B磨煤机给煤量18～25 t/h时，磨煤机出口风温可以达到54～63℃，基本能满足磨煤机的干燥出力要求；
(2)在蒸汽加热器投入运行，B磨煤机暖磨完成并启动后，运行2h，空预器后一次风温即可达到170 ℃，蒸汽加热器可以退出运行；
(3)蒸汽加热器加热一次风主要依靠蒸汽在冷却过程中的凝结放热，所以在蒸汽加热器投入时，应尽可能提高汽源压力，同时加热器的疏水罐要维持一定的水位，以保证合理的运行方式。
4.2一次风速对等离子煤粉点火燃烧器着火特性的影响试验
一次风速对煤粉着火的影响很大，风速太高会使着火推迟，燃烧不稳，太低则会造成一次粉管积粉、磨煤机堵磨等事故，所以一次风速的合理选择对等离子燃烧器着火至关重要。对本系统，通过运行调整及试验研究，确认给煤量为18～25 t/h时，一次风量控制在38～45 km3/h比较合理，对应的粉管一次风速约为19～23 m／s。
另外，对于四角切圆燃烧锅炉、中速磨直吹式制粉系统，为保证4个燃烧器同时着火，要求磨煤机出口4根一次粉管的风速相同，对一次风速调平的要求较高。在本系统试运过程中，在冷态调平工作的基础上，对B磨煤机出口一次风速进行了热态调平，调平的结果见表1。
运行实践表明，B磨煤机出口粉管经热态阻力调平后，燃烧器各角的着火情况明显改善，炉膛负压稳定、火焰明亮、火检稳定。
4.3煤粉浓度对等离子煤粉点火燃烧器着火特性的影响试验
煤粉浓度高有利于煤粉的点燃着火，但太高会使着火初期氧量补充不足，不完全燃烧增加，控制不当还会造成一次粉管积粉或燃烧器烧损，因此，合理的煤粉浓度对保证本系统的长期稳定投运至关重要。
通过试验发现，锅炉点火初期，在等离子点火方式下，B磨给煤量18～30t/h，一次风量40～52km 3／h（标准状态下，下同）时，煤粉着火稳定、火焰中心明亮，燃烧器喷口火焰稳定，稳燃特性较好。其中给煤量22 t/h，一次风量43 km3/h，即煤粉浓度为0.4时的着火最为稳定。
4.4磨出口风温对等离子煤粉点火燃烧器着火特性的影响试验
根据燃烧理论，对于一次风射流，其温度越高，煤粉着火所需要的着火热越少，煤粉越容易点燃。故在等离子点火装置投运时，尽量采用较高的磨煤机出口风粉混合物温度以利于燃烧。
在本锅炉等离子煤粉点火燃烧器试运过程中，进行了磨出口一次风温对煤粉着火特性的影响试验。试验中磨出口温度的变化范围为50～80℃，在相同的磨入口一次风量下，随着磨出口一次风温降低到60℃以下，煤粉着火有闪烁现象，且风温越低，闪烁越明显；反之，随着磨出口一次风温的提高，煤粉着火的稳定性明显改善。
在运行中，应根据实际燃烧状况，通过调整一次风量和提高蒸汽加热器汽源压力来保证尽量高的磨出口一次风温，从而保证煤粉着火稳定。
4.5煤粉细度对等离子煤粉点火燃烧器着火的影响试验
煤粉细度对煤粉着火特性影响较大，煤粉越细，比表面积越大，温升越快，着火越稳定。在本锅炉等离子煤粉点火燃烧器试运期间进行了煤粉细度的调整试验，通过改变磨煤机出口的分离器挡板开度，改变煤粉细度。分别在分离器挡板开度为58°、50°、45°3种工况下进行试验，现说明如下：
(1)当磨煤机分离器挡板开度为58°时，煤粉能够着火，但着火后火焰波动现象明显，同时磨煤机最小出力也不易进一步降低到20t/h以下；
(2)从燃烧器出口煤粉着火的情况分析，随着磨煤机分离器挡板开度关小，着火稳定性提高，火焰明亮，炉膛负压稳定；
(3)当磨煤机分离器挡板开度为50。时，煤粉着火稳定，磨煤机出力能达到55 t/h，可满足设计的5台磨带满负荷的要求；
(4)当磨煤机分离器挡板开度为45。时，煤粉细度R90。太细(4.94%)，不利于长期运行。
通过上述试验，建议将B磨分离器挡板开度设为50°，以利于煤粉着火及稳定燃烧，并满足锅炉带负荷的需求。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂鲜强突遣淮淼难≡瘛�
4.6周界二次风对等离子煤粉点火燃烧器着火的影响试验
对于等离子煤粉点火燃烧器而言，周界二次风作用主要有两个，首先是煤粉在燃烧器内着火后，形成贴壁冷却气膜，对燃烧器壁面进行冷却，保证燃烧器不被烧损；其次是为着火后的煤粉射流补充燃烧所需氧量。
为了找出周界二次风对等离子点火燃烧器着火特性的影响规律，试验中分别控制其周界风开度为10%、20%、30%、40%、60%，现将试验结果说明如下：
(1)周界风由10%逐步增加到40%时，从炉膛就地观察，火焰刚度增强，火焰后部变亮，火焰长度增加，更接近炉膛中心；炉膛出口烟温变化不大，烟温探针测出的烟气温度为425～428℃。
(2)周界风由10%逐步增加到40%时，燃烧器喷口着火稳定，火焰明亮，测量的火焰温度分别为1号：1160℃，2号：1250℃，3号：1080℃，4号：l180℃，火焰温度基本不变。
(3)周界风开度控制60%时，炉膛火焰电视画面变暗，火检信号强度变弱，炉膛负压波动幅度增大，燃烧开始恶化。
由上述试验可以看出，合理控制周界二次风对等离子煤粉点火燃烧器的着火及稳燃非常关键，建议在其投运初期，周界二次风门开度控制在10%～20%；待煤粉着火稳定后，再逐渐开大至30%～40%，以利于煤粉的着火、稳燃及燃烬。4.7应用等离子煤粉点火燃烧器 高压缸启动方式的汽轮机冲转试验
2002年4月6日、4月23日，4号机组采用等离子煤粉点火燃烧方式启动，进行高压缸启动方式的汽轮机冲转试验，通过试验成功地实现了等离子煤粉点火方式、无油运行，锅炉升温、升压，汽机冲转、定速及发电机并网工作。
试验期间：锅炉升温、升压过程中控制温升速率为1.65℃/min，给煤量为22 t/h；汽机冲转过程中，B磨给煤量最小18 t／h，无油枪投入，炉膛出口烟温在470℃以下，再热器没有超温现象发生。
5、结论
等离子煤粉点火系统在大唐盘电4号锅炉应用中，经过试验研究和调整，成功实现了冷炉制粉、600 MW锅炉点火初期无油直接启动磨煤机及600 MW机组高压缸启动方式汽轮机的无油冲转、定速，发电机并网。
锅炉等离子煤粉点火启动过程中，炉膛火焰明亮，燃烧稳定；升温、升压速率符合锅炉冷态启动曲线要求，受热面金属壁温无超温现象。
