1.1鍋爐概況
某熱電廠一期工程選用2臺330 MW空冷供熱機組，#l，#2鍋爐選用上海鍋爐廠有限公司生產的SC - 1178/17.5 -M型亞臨界、一次中問再熱、自然循環汽包爐。該鍋爐采用單爐膛、倒U形布置、四角切圓燃燒方式、中速磨冷一次風直吹式制粉系統、平衡通風、全鋼架懸吊結構、傘封閉布置、固態排渣。爐膛采用四角切圓燃燒，每角共裝設14層噴嘴，5層煤粉燃燒器、7層二次風、2層燃盡風。每層煤粉燃燒器周圍配有周界風，在7層二次風之中配有3層輕油燃燒器。煤粉燃燒器自下而上編號為A．B，C，D，E，二次風噴嘴自下而上編號為AA，AB，BC，CD．DE，EE，OFA，燃盡風噴嘴編號為SOFA1，SOFA2，油層燃燒器自下而上編號為AB．BC，DE。一次風噴然器最大擺角為±200，二次風噴然最大擺角為±300。燃燒器主要運行參數見表1。
1.2等離子點火器實現原理及其配套設備
1.2.1 等離子點火器工作原理
等離子點火器的基本原理是電極接觸引弧，即陰極與陽極接觸后通過特定的直流電源給陰陽極加大電流，當陰極離開陽極時引燃電弧，同時，電弧在線圈磁力的作用下被拉出噴管之外，壓縮空氣在電弧的作用下被電離為高溫等離子體，形成等離子電弧。該等離子體內含有大量活性粒子，這些粒子正負電荷數相等，對內為良導體，對外顯中性，其內部有著上萬度的高溫。該等離子體射流用機械和磁壓縮的方法送至需進行點火的部位，讓煤粉通過該等離子體，由于受到超高溫的強烈作用，煤粉顆粒在1 ms內迅速釋放出揮發分，并被破裂粉碎而再次釋放揮發分，從而迅速燃燒。
1.2.2輔助系統
輔助系統由載體空氣系統、冷卻水系統、圖像火檢系統、熱控系統、冷爐制粉系統、等離子燃燒器壁溫監測系統、等離子一次風監測系統等組成。
其中，載體空氣系統設計了2種氣源：一路為等
離子廠供載體風機提供，載體風同時提供圖像火檢的冷卻風；一路為儀用壓縮空氣經減壓至10 kPa作為載體風。了能實現鍋爐冷態啟動，在’l磨煤機入口設汁暖風旁路加裝了暖風器，通過輔助蒸汽加熱可使磨煤機入口風溫提高至180℃，滿足了鍋爐冷態啟動的條件并能制出合格的煤粉送入鍋爐。
1.3制粉系統及主要設計參數
每臺鍋爐設有5臺MPS190型中速磨煤機，其工作過程如下：需碾磨的原煤從磨煤機的中央落到磨環上，旋轉磨環借助于離心力將原煤運動至碾磨輥道上，通過磨輥進行碾磨。一次風通過噴嘴環均勻進入磨環周圍，將經過碾磨從磨環上甩出的煤粉混合物烘干并輸送至上部分離器，在分離器中進行分離，粗粉被分離出來返回磨環，合格的煤粉被一次風帶出分離器。磨煤機采用液壓加載方式，出力為15~38t/h，給煤機的出力為5—45t/h。
2、鍋爐的冷態啟動
2.1制粉系統一次風的調平
為了使同層一次風速相同，從而保證鍋爐熱態時燃燒中心居中，通過一次風管上的可調縮孔進行了同層一次風速的調平試驗，試驗結果見表2。
2.2熱工邏輯的改動及聯鎖實現
(1)對應于等離子點火系統的制粉系統，增加了“等離子模式”下點火能量的判斷：即等離子模式下，A層投粉點火能量是等離子全投；B層投粉點火能量必須是A磨運行且等離子全投，給煤量大于30t/h；C層投粉必須滿足A磨運行、等離子全投且B給煤機給煤量大于30 t/h。
(2)磨煤機出口速關閥：正常模式下磨煤機運行禁關；等離子模式下，等離子斷弧關閉對應的磨煤機出口速關閥。
(3)制粉系統跳閘：等離子模式下，2/4及以上等離子斷弧后制粉系統跳閘。
(4) MFT觸發后，通過邏輯和硬接線實現等離子點火器跳閘。
2.3制粉系統暖磨
對制粉系統暖磨，對等離子蒸汽加熱器充分疏水暖透后，開啟制粉系統的一次風機和密封風機，開啟對應的制粉系統的風門調整一次風管風速在18—20 m/s，開展蒸汽加熱器的入口手動門，并保持蒸汽參數在0.8 MPa/250℃左右。此外，為了改善著火條件，投入一次風、二次風暖風器，提高了入爐的一次風溫及二次風溫。
2.4等離子點火系統啟動
在制粉系統一次風出口溫度達到80℃左右時，進行等離子拉弧，在進行等離子拉弧前確認等離子冷卻水壓力在0.4—0.6 MPa．載體風壓在6—9 kPa．#1～#4等離子燃燒器依次拉弧并觀察等離子的電壓和電流是否穩定。
2.5鍋爐點火啟動
在等離子拉弧后，準備啟動磨煤機，針對MPS型中速磨的特點，在啟動前抬起磨輥，無加載力時轉啟磨煤機，接著啟動給煤機并在給煤量為l5t/h時對磨煤機布煤l min左右，然后降磨輥并設定加載為7.5 MPa，風速為19~20 m/s和初投煤粉質量濃度不小于0.3 kg/kg，風量為45.7 t/h，然后調整給煤量為20 t/h。制粉系統加載達到7.5 MPa后，#l一#4等離子燃燒器很快著火，負壓在±500 Pa波動，燃燒狀況良好。
2.6鍋爐點火時的調整
鍋爐點火前調整風箱差壓在380 Pa左右、等離子燃燒器對應周界風開度15%、鍋爐總風量在30%BMCR；點火后根據鍋爐升溫升壓的需要調整制粉系統出力為15 t/h，對燃燒進行了調整，燃燒情況良好。
2.7冷態啟動小結
上述冷態啟動過程經歷鍋爐蒸汽吹管、空冷系統沖洗、冷態啟動沖車等幾個階段的考驗，鍋爐燃燒穩定、升溫升壓滿足要求、汽溫汽壓在可調范圍內。
3、試運過程中出現的問題及處理
3.1等離子點火系統在調試期間遇到的問題及處理
鍋爐在冷態啟動時，遇到了煤質變化，燃燒明顯變差：負壓擺動較大，著火距離遠且火焰偏弱，不連續。針對煤質變差的情況做了燃燒調整，主要調整過程為：
(1)增加等離子電流，加大等離子功率；
(2)減少陰離子間隙，加強建立更穩定的電弧，防止斷弧、滅火；
(3)在蒸汽加熱器設計范圍內，提高進汽壓力、溫度，提高一次風溫，減少煤粉所需的著火熱；
(4)在保證一次風攜粉能力的技術上，適當降低一次風速，減少著火距離，使揮發分在經過等離子燃燒器時盡可能析出燃燒；富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
(5)關小等離子燃燒器對應的二次風周界風擋板，推遲高速、低溫的二次風與一次風的混合，提高了燃燒器噴口的煤粉濃度，更利于燃燒；
(6)在燃燒了一段時間后，逐步提高制粉系統的出力，加強燃燒，空氣預熱器出口一次風溫、二次風溫得以很快提高，更促進了燃燒的穩定和改善。
(7)經過上述一系列調整，鍋爐燃燒情況有了明顯改善。
3.2試運行過程中磨煤機振動原因分析及處理
在制粉系統運行過程中，磨煤機多次出現振動，振動的原因大致可分為2種。
(1)在制粉系統首次啟動前，3個磨輥和碾盤之間的間隙沒有調平，導致制粉系統在運行時磨盤里的煤層厚度不一致，引起磨煤機振動。處理方法：在磨煤機啟動前，必須調整液壓儲能器內的惰性氣體壓力，使3個儲能器內的壓力一致并低于制粉正常運行最低加載力，保證加載力能進入儲能器，否則也會引起磨煤機的振動。
(2)針對MPS型中速磨在磨輥落到位后磨輥和碾盤之間沒有間隙的特點，在制粉系統運行前，必須抬起磨輥，在它們之間有煤后才可以運行；在給磨煤機布煤時，必須把握合適的給煤量和布煤時間，因為煤層太或太厚都有可能引起磨煤機的振動。處理方法：在給磨煤機上煤時，必須投入除鐵器、除木器和碎煤機，大塊的鐵塊、石頭和煤矸石等進入磨煤機后也會引起磨煤機的振動，尤其在試運初期，更要加強制粉系統的振動監視；在頻繁啟動制粉系統時，要加強石子煤的清理，每次降磨輥加載之前都要啟動給煤機，如不及時清理石子煤等大塊物料，會引起制粉系統的振動。
4、鍋爐的燃燒調整及優化
為了掌握鍋爐運行的技術經濟特性，在鍋爐運行負荷下，通過改變影響燃燒的各個因素來確定鍋爐燃燒系統的運行方式，從而保證鍋爐汽溫、汽壓、蒸發量等主要運行參數達到設計要求，保證鍋爐燃燒著火穩定、火焰中心適當、火焰分布均勻、配風合理、避免嚴重結焦等，盡量使機組安全、穩定、經濟運行，機組帶80% ~100%負荷進行了燃燒調整試驗。
4.1周界風（燃料風）風量試驗
各給煤機轉速在70%左右，且燃煤低位發熱量高達25 MJ/kg，周界風擋板開度只能在60%一100%小幅變化，以防止因著火點與燃燒器噴口間距過小而燒毀噴口或發生結焦；當周界風擋板開度在80%~100%變化時，因煤質明顯好于設計煤種，火焰的穩定性一直較好，沒有明顯的火焰閃爍現象。在啟動初期，為了燃燒穩定，控制周界風開度在15%—20%，避免風速較高的二次風提前與一次風混合而使著火提前；在燃燒穩定后及時調整周界風的開度，周界風的開度是燃燒器對應的燃料量的函數，有效避免了火焰沖墻和燃燒器區域結焦。
4.2輔助風風量試驗
風箱與爐膛的壓差始終保持在1000 Pa左右。因A-E磨煤機電機軸承溫度極度不穩定，為保證設備安全和整套試運順利進行，平均分配各臺磨煤機給煤量，在此運行方式下，爐膛內火焰中心偏高，經現場溫度測量，確認火焰中心位于E層噴燃器與燃盡風口之間；同時，在滿負荷時全關兩級過熱減溫水的情況丁，鍋爐主汽溫度偏低，因此，為保證主蒸汽溫度，只有將燃燒器擺角向上擺至最大角度以維持較高的火焰中心，滿足提高主蒸汽溫度的需要。
根據以上鍋爐的現實狀況和試驗期間燃煤的易燃特性，試驗期間將AA，AB，BC層輔助風門基本置于最大開度，CD，DE層輔助風門置于75%開度，EE。OFA，SOl'A I，SOFAⅡ層輔助風門置于60%開度。與試驗前參照鍋爐說明書進行輔助風擋板開度配置的爐內工況相比，此運行方式下爐膛內火焰中心高度和火焰中心的溫度有一定下降，同時有效減少了爐膛內的結焦，保證了鍋爐連續大負荷運行期間運行的安傘性。
此外，在進行燃燒調整時發現，風箱與爐膛風箱的差壓變送器顯示明顯偏向，差壓的取樣點分別是二次風箱靜壓及爐膛出U爐膛靜壓。由于2個采用點存在30 rn的高度差，導致硅示偏小(顯示偏小約300 Pa)，在調整前利用風箱靜壓與爐膛負壓的差值對差壓變送器進行了修正。
4.3消旋風(OFA)風量試驗
在其他各層二次風小風門調整好的基礎七，在80%一100%開度調整消旋風OFA的風門。試驗表明，在兩側二次風配風和煤粉分配均勻的情況下，調整消旋風可在一定程度上減小爐膛出口兩側煙溫的偏差。
4.4一次風量試驗
因A-E磨煤機電機軸承溫度極度不穩定，為保證設備安全和整套試驗進行，各臺磨煤機給煤量平均分配，出力一般維持在20一35 t/h。試驗時維持鍋爐負荷和各個磨煤機出力（給煤量）不變，在24~ 32 m/s -次風速下調整各磨煤機入口一次風量，同時監視磨煤機進出口差壓，利用高溫計對爐內溫度場進行測量，并進行飛灰含碳量分析。試驗表明，當磨煤機給煤量維持在30t/h，一次風速在27—29 m/s時，磨煤機進出口差壓基本穩定在3—4 kPa，磨煤機可保證較高的出力，并可避免堵磨；爐內溫度場穩定，溫度場溫度分布均勻，可在維持爐內燃燒區域較高溫度水平的同時控制爐內結焦；飛灰呈灰白色，含碳量較低。
4.5總風量試驗
鍋爐在滿負荷時，調整送風機的出力，改變爐膛出口氧量（改變量為額定氧量的3. 5%一4.5%），通過對不同爐膛出口氧量水平下鍋爐及輔助設備運行參數的對比，初步確定在燃用低位發熱量25 MJ/kg的燃煤時，爐膛出口氧量維持在4.0%左右，飛灰可燃物和排煙溫度相對較低，是效率較高的運行配風方式。
4.6煤粉細度試驗
鍋爐整套調試期間的煤粉細度改變試驗結果表明，滿負荷時的鍋爐煤粉細度Rgo為18%—24%時，可保證磨煤機具有較高的出力，鍋爐運行參數和爐膛內各處溫度，飛灰含碳量等綜合指標較好。
4.7燃燒器擺角試驗
鍋爐整套調試期間，滿負荷時兩級過熱減溫水全關的情況下，鍋爐主汽溫度偏低。為保證主汽溫度水平，將燃燒器擺角向上擺至最大角度，以維持較高的火焰中心。在低負荷時，調節燃燒器擺角可滿足再熱器出口汽溫和壁溫調整需要。但在機組正常運行時，再熱汽溫在設計擺角的基礎上，再熱汽溫偏低大約5℃，如需維持正常汽溫，擺角需擺置最上位置（最大角度），此時，會影響機組的排煙溫度、進而影響鍋爐效率，因此，建議在機組正常運行時運行上層燃燒器。
4.8燃料量分配試驗
鍋爐整套調試期間，曾分別采用了3種磨煤機投用方式：投用A，B，C，D磨煤機；投用B．C，D，E磨煤機；投用A，B，D，E磨煤機。試驗表明，不同的磨煤機投用方式因相應投入的噴口標高位置不同，對爐膛內火焰中心高度影響較大。
4.9灰器投用效果試驗
爐膛吹灰后，鍋爐主汽溫度下降明顯，只有將燃燒器擺角向上擺至最大角度，并投用E磨煤機，以維持鍋爐主汽溫度在正常范圍內。因此，在調試期間為盡量降低以上影響，預先進行過熱器吹灰；在爐膛內吹灰時，爐膛內有明顯掉焦現象，說明爐膛內吹灰效果較好、受熱面清潔。
經過上述一系列燃燒調整，鍋爐燃燒穩定、不結焦、煙溫不偏斜、飛灰和爐灰含碳量較低，通過性能試驗證明鍋爐的主要參數達到了設計要求，鍋爐處于高效穩定運行，驗證了燃燒調整的有效性，對運行人員的操作具有積極的意義。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
5、結論
(1)對等離子點火技術在大瓔鍋爐上的應用過程及注意問題進行了論述，為同類新建機組和已建機組改造等離子點火系統提供參考。
(2)對啟動過程中遇到的問題，尤其是等離子點火初期及磨煤機的振動問題進行了分析和歸納總結，同時給出了處理和避免的方法，對同類設備處理有一定的幫助。
(3)通過燃燒調整試驗，基本摸清了鍋爐的燃燒特性并使鍋爐處在一個比較合理的燃燒工況，對運行人員的操作有一定的指導意義；鍋爐高效、安全的運行增加了整個機組可利用系數。
(4)為了節省燃油，很多新建機組及投產機組都改造了等離子少油點火系統，對于依靠燃燒器擺角調節汽溫的燃燒器而言，底層燃燒器不參與擺動，因此，燃燒器的改動主要在最下層，但是較多機組設計在額定負荷時底層燃燒器備用，下層燃燒器不參與擺動調節；但實際運行人員都希望能夠投入下層燃燒器，以使等離子、少油等燃燒器在事故或低負荷時起到穩燃作用。希望設計廠商能針對等離子和少油點火系統的鍋爐進行優化設計，以更好地滿足用戶需要。
