等离子点火应用维护手册

等离子点火应用维护手册内容摘要：

遥控(面板)F 1 0422 4 61 3 514/ . B 8Q11K11S14S15S16S13S12S1121P 1 313P 1 1 P 1 213 /.E913K12005131323 13 2313Q 1 2Q 1 11 3531铜排13F0电源进线21L2L321L11 2PrifibusDPPEPE3L2F 1 5124Vdc /.B9M 1M 2ML+585924Vdc213 45 6132111142212K1/ . B 2/ . D 3/ . B 8/ . D 3/ . B 3645321K123 9 03 9 02 2 05859606RA70 X172D型9针插头(针)631586RA70 X172KL lk1342KklLU V WX 3 1X 3 4X 3 3X 3 2电流互感器连接示意通讯电缆连接示意 电柜原理接线图 14 QB/YTLY1020202020 15 整流电路 V1V6六个晶闸管（ KP1000A/1200V）接成三相全控整流桥。 三相桥式全控整流电路为三相半波共阴极组与共阳极组的串联，因此整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极的，另一个晶闸管是共阳极的，所以必须对两组中要导通的一对晶闸管同时给触发脉冲。 可采用两种办法：一种是给每个触发脉冲的宽度大于 60176。 （一般取 80176。 ∽ 100176。 ），称宽脉冲触发；另一种是在触发某一号晶闸管的同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，相当于用两个窄脉冲等效替代大 于 60176。 的宽脉冲，称双脉冲触发。 等离子电源柜采用的是双脉冲触发方式。 整流原理图 SIEMENS 大功率直流调速装置 6RA70 SIEMENS 大功率直流调速装置 6RA70 是给直流调速电机配备的调速器，其内部有两套整流电路分别用于电机电枢回路和电机的励磁回路。 电机电枢回路采用的是三相全控桥式整流电路，励磁回路采用的是单向全控桥式整流电路。 等离子电源柜正是采用 6RA70的电枢回路来提供稳定的直流电源。 直流电抗器 直流平波电抗器，由于 DLZ200型等离子发生器是直流接触引弧，因此在启动阶段电源要工作在低电压（ 0 ～ 20V），大电流（ 260 ～ ３ 00A）的短路状态，这对功率组件是极其不利的。 同时，由于等离子发生器在引弧瞬间会产生强烈的冲击负荷，即使是在正常工作情况下，由于电弧在阴极QB/YTLY1020202020 16 和阳极之间旋转产生电压跳变，也要求电源要有极强的恒流能力。 这就要求平波电抗器要有足够的感抗。 从平波的角度讲当然是电感量越大越好，但是一味的增加电感抗，不仅会增加设备的成本，同时由于其尺寸过于庞大而不利于设 备的推广使用。 因此，在电抗容量设计上，通过大量实验工作最后定为 500A， ，其平波效果较为理想。 控制 PLC 选用 S7200 CPU224 可编程控制器来对直流电源和电极动作进行控制，实现等离子点火器的自动点火。 具体方案如下： 178。 使用 USS协议通过 CPU224上的通讯口 PORT0与 6RA70的通讯口 X172之间的进行数据交换，以完成对主电路的操作控制和各类状态信息的读出和条件判断等，实现直流电源的控制。 178。 电极控制信号及点火必须的压缩空气压力、冷却水压力等信号直接 接入 CPU224固有的开关量输入输出。 178。 通过扩展 EM277 DP 模块与主站 S7300 完成数据交换，实现集中控制。 EM277 模块配置为16字入 /16字出模式。 178。 通过 CPU224内部的逻辑运算，实现点火装置的自动控制。 按等离子发生器工作的特点和要求编制的控制程序保证了点火过程可顺利地进行，并对点火工作过程各装置提供了有效的监控和保护。 根据系统要求启动等离子点火装置要分遥控 /本控两种方式。 在本控操作时，通过电气操作柜对直流电流和阴极位置可以随时进行必要的调整，以适应不同煤种和工况条件下的点火参数需求。 等离子空气系统 压缩空气是等离子电弧的介质，等离子电弧形成后，通过线圈形成的强磁场的作用压缩成为压缩电弧，需要压缩空气以一定的流速吹出阳极才能形成可利用的电弧。 因此，等离子点火系统的需要配备压缩空气系统，压缩空气的要求是洁净的而且是压力稳定的。 具体实现方案如下： 1） 压缩空气有空压机经过滤装置储气罐出口母管的管道分别送到等离子点火装置。 2）等离子点火装置上的压缩空气管道上设有压力表和一个压力开关，把压力满足信号送回本燃烧器整流柜。 3）等离子点火装置入口的压缩空气压力要求不大于 ，每台等离子装置的压缩空气流量约为。 4）压缩空气系统中同时设计有备用吹扫空气管路，吹扫空气取自图像火检探头冷却风机出口母管，用于保证在锅炉高负荷运行、等离子点火器停用时点火器不受煤粉污染。 QB/YTLY1020202020 17 炉 膛压力表空气压缩机 空气过滤器(滤油、滤水）储气罐45*3注：该图仅示意出压缩空气系统构 成（ 按四台等离子发生器考 虑） ，并推荐管径,不代 表其 真实 走向。 压缩空气为洁净的仪表气源 （要求无油、无水）。 系统压力不低于0 .5 MP a。 此 部 分 供 参 考DLZ200DLZ200DLZ200DLZ200压力表1 1 / 2 球阀仪表组件压力控制器1 1 / 2 球阀压力表仪表组件1 1 / 2 球阀压力表压力控制器 压力控制器压力表1 1 / 2 球阀仪表组件 压缩空气系统图 等离子冷却水系统 等离子电弧形成后，弧柱温度一般在 5000K 到 30000K 范围，因此对于形成电弧的 等离子发生器的阴极和阳极必须通过水冷的方式来进行冷却，否则很快会被烧毁。 通过大量实验总结出为保证好的冷却效果，需要冷却水以高的流速冲刷阳极和阴极，因此需要保证冷却水不低于。 另外，冷却水温度不能高于 30℃，否则冷却效果差。 为减少冷却水对阳极和阴极的腐蚀，要采用电厂的除盐化学水。 具体设计方案如下： 1）冷却水系统采用闭式循环系统，由冷却水箱、冷却水泵、换热器及阀门、压力表、管路组成，冷却水泵两台互为备用。 系统材质均为不锈钢。 2）冷却水箱、水泵安装保证不振动。 换热器根据现场情况安装。 3）冷却水 经母管分别送至等离子点火器，单个等离子点火器的冷却水用量约为 10T/H，冷却水进入等离子装置后再分两路分别送入线圈和阳极，另一路进入阴极。 回水采用无压回水（出口为大气压），等离子点火器回水经母管流经换热器冷却后返回冷却水箱。 等离子装置来水管道上设有手动调节阀，用于调整等离子点火器冷却水流量，同时安装有冷却水压力表，过滤器及压力开关（ CCS），压力满足信号送回本等离子整流柜。 4）每台发生器来水管路装有压力开关，压力满足信号送至控制系统 PLC，保证等离子点火燃烧器投入时冷却水不间断。 5）冷却水采用除盐化学水 ，通过补水管路为冷却水箱供水。 6）对于两台炉公用冷却水系统，回水分管道加装截止阀。 QB/YTLY1020202020 18 炉 膛仪表组件压力控制器45*311/2球阀过滤器压力表45*3仪表组件压力控制器45*3过滤器11/2球阀压力表该部分供参考水箱回水母管来水母管 7 6 * 4 . 51 0 8 * 5仪表组件11/2球阀仪表组件11/2球阀回水管压力表 压力控制器45*3过滤器45*3压力表45*3压力控制器过滤器8 9 * 4 . 5回水管8 9 * 4 . 57 6 * 4 . 5 冷却水系统图 监控系统 壁温测量 壁温测量 为了确保等离子燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。 热电偶的安装位置是根据数台等离子燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。 安装位置如下图所示。 热电偶的型号主要为 K分度或铠装热电偶。 热电偶1 热电偶2 图 壁温测量 QB/YTLY1020202020 19 热电偶的安装在等离子燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。 风粉在线检测 为了在等离子燃烧器运行时能够监测一次风速，控制一次风速在设计范围，在一次风管加装一次风速测量系统。 一次风在线测速装置的组成 一次风在线测速装置的组成见下图。 电磁三通阀 MFH 31/8电磁三通阀 MFH 31/81角 测速管至其它各角10 1手动球阀 1/8手动球阀 1/8Δ P1角 差压变送器就地压力表 0~101手动调压阀 DN25手动球阀 DN25手动球阀 1/8手动球阀 1/8吹扫气源（取自厂用压缩空气）I一次风速测量系统图图 一次风在线测速装置 的组成 测速管的选择 上图所示为靠背管，实际应用中还有笛形管。 (1)靠背管 靠背管全称靠背式动压测定管。 两个测压管端的开口 ,一个开口迎向气流作为全压感压孔 ,另一个背向气流为静压感压孔。 两个开口面应该成 180176。 对称布置。 由于其开口较大 ,故不易堵塞 ,且对气流方向的偏斜敏感性很小 ,其偏转角在177。 20176。 内不会引起明显的误差。 靠背管可以做成移动的 ,也可以根据管道的直径尺寸加工成固定安装的。 固定的靠背管将其感压孔置于被测管道中心。 靠背管既适用于含粉气流也可使用于清洁气流中。 (2) 笛形管 QB/YTLY1020202020 20 用笛形管可以测量含浓度较小的气流，如中储式制粉系统给粉机前的一次风管，热风送粉可使用固定的笛形管，乏气送粉使用可以移动的笛形管。 在保证刚度条件下 ,笛形管愈细愈好，一般 d/D=— ， (d为笛形管径 ,D为被测管道内径 ).而全压感压孔的孔径要愈小愈好 ,但是要避免被粉尘或锈浊堵塞。 感压孔的总面积不得超过笛形管内截面积的 30%。 安装规范 测孔的选择 测孔应选择在与挡板支管或弯头等阻力件有一定距离的直通管道上。 笛形管的测孔前应有8— 10D。 测孔后应有 3D的直管段。 靠背管的测孔前应有 8— 10D。 测孔后应有 1— 3D的直管段。 （ D为被测管道内径，对矩形通道 D=2AB/(A+B)。 式中 A、 B为矩形通道边长）。 笛形管和靠背管的压差修正系数的标定 双管式笛形管和靠背管 ,由于静压感压孔背向气流 ,它所测得的压头小于实际的静压值 ,故所测定的压差修正系数 kd常小于 1,其数值取决于结构形式和加工精确度 ,所以需要逐个进行标定。 标定原则： (1)用标准皮托管和笛形管或靠背管在同一管道内同一工况 (包括速度 ,静压 ,温度等 )下进行标定 ,最好选定管道的风速与 被测管道相同或比较接近。 (2) 修正系数的计算 Kd2 = Kd1(Δ P1/Δ P2) 式中 : Kd1, Δ P1标准皮托管的修正系数和压差。 . Kd2, Δ P2 被标定管的修正系数和压差。 图像火焰监视 将煤粉燃烧器的火焰直观的显示给运行人员将对锅炉的安全运行及燃烧调整有极大的帮助。 在DLZ200 等离子点火系统中为每个等离子点火燃烧器配置了一支高清晰图像火检探头。 该探头采用军用 CCD直接摄取煤粉燃烧的火焰图像，图像清晰，不失真。 为使 CCD避开炉内高温，每只探头均采用长工作 距监测镜头。 探头外层加装了隔热机构，有效组断二次风传导热及炉膛辐射热。 探头前部采用特种耐温玻璃能抗 1500℃熔融灰渣对镜面的冲刷，镜面长期光滑无损。 每只探头均需通入冷却风，一方面冷却 CCD和镜头，另一方面冷却风通过探头前端 3通道风 3组合弧形冷却风喷射机构，可避免飞灰、焦块污染镜头。 QB/YTLY1020202020 21 技术参数： ①探头风阻：进口风质 P1=2020Pa时，冷却风风管 Q=64Nm3/h ②探头外径：φ 69mm ③ CCD工作电压：。