一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法与流程

本发明涉及一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法。

背景技术：

常规等离子的功率一般在100～150kw左右，调研结果表明，当原煤全水分mt≥35％时，常规等离子点火时经常出现点不着煤粉的情况，点火过程中需投以大油枪辅助点火，电厂需配置卸、储、供油设施，无法实现建设无油电厂的目标。为了突破褐煤等离子点火能量不足的瓶颈，探寻可靠的大功率等离子体，并与褐煤点火及制粉系统有机结合，实现建设褐煤等离子点火无油电厂的突破口。通过对大功率等离子点燃褐煤试验采集到的数据进行分析研究，对能否应用大功率等离子点火技术，建设高水分褐煤无油电厂做出明确的判断，为电厂点火系统的选择提供科学依据，并为实际工程中的燃烧器结构、风粉参数等提出明确意见。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法，解决了应用等离子点火技术很难点燃高水分低热值褐煤的问题。

本发明的技术解决方案是：一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法，其包括如下步骤：

(1)将褐煤经磨煤机进行研磨，得到颗粒粒径满足颗粒要求的煤粉后送至集粉仓，使用斗式提升机将集粉仓中煤粉送至粉仓；

(2)控制给料机根据外部指令将将粉仓中煤粉经给粉称重计量系统进行称重后送入煤粉混合器；

(3)控制一次风机将蒸汽换热器预热后的热风携带煤粉混合器中的煤粉进入等离子燃烧器，使用等离子喷枪对等离子燃烧器中的煤粉着火；

(4)使用二次风机进行二次风助燃，使得煤粉在燃烧室内完全燃烧，引风机将产生的烟气经降温与除尘系统后经烟囱排出。

所述的一次风机、二次风机的校对方法如下：

(1)启动一次风机，改变一次风机变频转速，分别对无煤粉及有煤粉的煤粉混合器的一次风速进行实际测量，使得冷态风温下一次风机变频频率f同无煤粉的煤粉混合器中风速v的关系为v＝0.55*f，热态风温下一次风机变频频率f同有煤粉的煤粉混合器中风速v的关系为v＝0.39*f；

(2)启动二次风机，改变二次风机变频转速，对二次风机风速进行实时测量，采用十字交叉网格法计算二次风机喷口平均二次风速，确定二次风机变频频率f同喷口二次风速v的关系为：v＝0.66*f。

所述的一次风机变频转速包括35hz、40hz、45hz、50hz；二次风机变频转速包括15hz、20hz、25hz、30hz、35hz。

所述的计算二次风机喷口平均二次风速的方法采用十字交叉网格法。

所述的等离子喷枪对等离子燃烧器中的煤粉着火过程中需要添加冷却水、压缩空气。

所述的二次风机风速取值范围为20～21m/s，一次风机的最低风速为18m/s。

所述的步骤(1)中满足颗粒要求的煤粉细度r90＝30～35％，煤粉水分mmf为18～19％。

所述的一次风温度为50℃左右，蒸汽换热器预热后的温度为85～100℃，速度为18m/s。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明系统中，各项给定参数与原煤煤质有机结合，能更真实的反应实际工况条件下的煤粉点火及燃烧效果；

(2)本发明方法中，等离子喷枪功率可在250～315kw调节，相比现有等离子喷枪，其功率增加了一倍；

(3)本发明方法中，煤粉燃烧器采用大口径、多级燃烧的结构方式，能有效提高煤粉燃烧效率。

附图说明

图1为等离子体褐煤点火试验台系统示意图。

具体实施方式

本发明克服现有技术的不足，提出一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法，解决了应用等离子点火技术很难点燃高水分低热值褐煤的问题，本发明试验方法对应的试验台以660mw煤粉锅炉单只燃烧器1:1比例搭建，集制粉、给粉、输粉、冷风加热、等离子燃烧器及喷枪、燃烧室和烟风系统于一体，包含立式辊式磨煤机及其变频驱动装置、细粉分离器、斗式提升机、贮粉仓、给粉机及称重计量装置、输粉管路、风粉管道、一次风机、二次风机，以及蒸汽暖风器风道加热系统、电控系统、压缩空气系统、冷却水系统等。

如图1所示为等离子体褐煤点火试验台系统示意图，一种应用于褐煤的等离子体点火试验方法，包括如下步骤：

(1)将褐煤经磨煤机进行研磨，得到颗粒粒径满足一定颗粒要求的煤粉后送至集粉仓，使用斗式提升机将集粉仓中煤粉送至粉仓；

(2)控制给料机根据外部指令将将粉仓中煤粉经给粉称重计量系统进行称重后送入煤粉混合器；

(3)控制一次风机将蒸汽换热器预热后的热风携带煤粉混合器中的煤粉进入等离子燃烧器，使用等离子喷枪对等离子燃烧器中的煤粉着火；

(4)使用二次风机进行二次风助燃，使得煤粉在燃烧室内完全燃烧，引风机将产生的烟气经降温与除尘系统后经烟囱排出。

本发明中一次风机、二次风机的校对方法如下：

(1)启动一次风机，改变一次风机变频转速，分别对无煤粉及有煤粉的煤粉混合器的一次风速进行实际测量，使得冷态风温下一次风机变频频率f同无煤粉的煤粉混合器中风速v的关系为v＝0.55*f，热态风温下一次风机变频频率f同有煤粉的煤粉混合器中风速v的关系为v＝0.39*f；

(2)启动二次风机，改变二次风机变频转速，对二次风机风速进行实时测量，采用十字交叉网格法计算二次风机喷口平均二次风速，确定二次风机变频频率f同喷口二次风速v的关系为：v＝0.66*f。

本发明中一次风机变频转速包括35hz、40hz、45hz、50hz；二次风机变频转速包括15hz、20hz、25hz、30hz、35hz。计算二次风机喷口平均二次风速的方法采用十字交叉网格法。等离子喷枪对等离子燃烧器中的煤粉着火过程中需要添加冷却水、压缩空气。二次风机风速取值范围为20～21m/s，一次风机的最低风速为18m/s。本发明方法中一次风管道尺寸按本工程实际设计值给定；一、二次风燃烧器结构尺寸及等离子体按工程1:1设计制造。燃烧器喷口面积0.4931m²；二次风室面积为0.203m²；给粉机出力在0～15吨/小时左右可调；试验褐煤在试验台现有立式磨磨制，煤粉细度、煤粉水分需按照设计值控制(煤粉细度r90＝30～35％(r90是指煤粉经过专用筛子筛分后，残留在筛子上面的煤粉质量占筛分前煤粉总质量的百分数)，煤粉水分mmf为18～19％)(mmf是指磨煤机出口的煤粉最终水分)，试验前进行化验分析；一次风温可通过蒸汽暖风器控制在50℃左右，还可将一次风温加热至85～100℃；点火过程中最低一次风速控制以不堵管为原则，初步定为18m/s；因试验台为中储式系统，直吹式系统中原煤磨制过程中蒸发的水分在点火过程中所吸收的热量通过增加试验中的一次风量折算；此外，这部分水分在一次风管中，相当于增加了实际一次风速。为更充分地模拟锅炉实际点火工况，试验在现有一次风喷口的上、下方增设二次风喷口。二次风喷口尺寸按实际二次风喷口尺寸1：1设计；增设一台离心式二次风机。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。