王雨蓬、唐宏等。2100433B

烟台龙源电力技术股份有限公司。

按气化工艺要求，气化炉内需用高压氮气和烧嘴燃烧的烟气充压到约1MPa 后才投入煤粉，如此高的压力和高密度的惰性环境，无疑将给气化炉点火造成很大难度。因此，与常规火电负压燃烧的燃煤锅炉相比， 壳牌气化炉的点火系统设计比较复杂， 共设计了三级点火， 并对应设置了点火烧嘴(IB)、开工烧嘴(SUB)、粉煤烧嘴(CB)，以此来克服炉内高压和高浓度氮气对点火的影响。烧嘴数量共6个：其中点火烧嘴1 个，燃烧介质为燃料气(天然气或液化石油气)加仪表空气；开工烧嘴1 个，燃烧介质为纯氧加柴油；粉煤烧嘴4 个，燃烧介质为粉煤、纯氧加水蒸气。开工烧嘴功率约为10MW(为粉煤烧嘴功率的6%)，点火烧嘴功率约为100kW(为开工烧嘴功率的1%)。

烧嘴点火和开工烧嘴位于同一个垂直平面，均为插入式结构，开工阶段，开工和点火烧嘴暂时插入气化炉内，之后随即撤出，其伸缩过程全部由DCS 控制。4 个粉煤烧嘴与点火烧嘴位于同一水平面，均匀分布，为固定式结构，安装在水冷壁上的隔焰罩内。

下面简述壳牌气化炉的三级点火过程：

当高压氮气完成对气化炉的吹扫后，系统先通过电子点火装置将点火烧嘴IB 点燃， 随后启动系统的引氧程序，待引氧程序第一阶段( 即氧气引至SUB 阀前)完成后，启动开工烧嘴SUB 的点火顺控程序13KS0003，若SUB 点火成功，点火烧嘴立即退出，并启动煤烧嘴的粉煤循环，同时气化系统开始升压(在SUB 点火成功后，一旦燃烧烟气中氧气含量小于0.5%， 系统放空方式随即从大气放空切换至火炬燃烧排放)，压力调节阀B(粗合成气去火炬总管排放阀)由手动变为自动调节模式来调节气化炉的压力，当气化炉压力达到0.65MPa 时开始启动激冷气循环压缩机并调整稳定(根据各型号压缩机不同的特性，有的用户已改为常压启动)，当压力接近1.0MPa 时开始投入第一个粉煤烧嘴CB，稳定几分钟后开始投人第二个粉煤烧嘴(与第一个烧嘴相对)， 当第二个粉煤烧嘴点燃后， 开工烧嘴立即退出，随后再依次点燃剩下的两个粉煤烧嘴，至此气化炉点火过程结束 。

电站锅炉等离子体煤粉点火系统是由中国科技大学与皖能集团联合研发的新型系统，属低温等离子体物理应用技术成果。

电站锅炉等离子体煤粉点火系统

中国科技大学与皖能集团联合研发的电站锅炉等离子体煤粉点火系统在合肥发电厂5号机60万千瓦机组获得成功应用。

该系统由中科大热科学和能源工程系与皖能集团联合研发，属低温等离子体物理应用技术成果。它利用大功率等离子体电弧所产生的高温火焰，在专门设计的煤粉燃烧器内瞬间点燃煤粉颗粒并释放可燃气体，一次风粉在燃烧器的作用下火焰逐级放大并喷燃进入锅炉炉膛，实现等离子体点火。使用等离子体点火技术，在新机组调试运行期间可节省约千万元。

与现有的类似系统相比，该系统采用气旋稳弧等离子体发生器技术，点火器结构简单，等离子体电弧稳定，电极寿命长，点火器热效率高，在合肥发电厂5号机组调试过程中，阴极寿命达到200小时以上，是目前普通商业阴极寿命的4倍；系统采用计算流体力学技术设计的多级火焰放大燃烧器适应工况范围更广，工作更可靠，设计工况内燃烧器不超温、不结焦，放大燃烧性能稳定。专家表示，其性能和关键技术指标达到国际先进水平。

该系统主要应用于发电行业大型燃煤火力发电厂煤粉锅炉的启动点火与稳燃，也可用于其他工业领域类似的煤粉锅炉的点火与稳燃，以代替传统的燃油点火技术。专家称，合肥发电厂5号机组如果采用燃油点火系统，调试期间的用油运行费用约为1200—1400万元；而采用等离子体点火系统，其运行费用只需300万元，调试费用节省约1000万元。该机组通过168小时考核运行后，等离子体点火系统运行消耗费用只是燃油点火系统的1/4。2100433B

2017年12月29日，《互联电力系统设计导则》发布。

2018年7月1日，《互联电力系统设计导则》实施。