探析火力發(fā)電廠的等離子點(diǎn)火裝置電氣設(shè)計(jì)分析

摘 要：本文將對等離子點(diǎn)火裝置的系統(tǒng)組成及工作原理進(jìn)行分析，針對目前常規(guī)火力發(fā)電廠當(dāng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行探討，將近期工程設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行結(jié)合，對等離子點(diǎn)火裝置電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)方案進(jìn)行分析，并提出在設(shè)計(jì)中需重視的問題，以供參考。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；等離子；點(diǎn)火裝置；電氣設(shè)計(jì)

在現(xiàn)階段常規(guī)火力發(fā)電廠當(dāng)中，等離子點(diǎn)火技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)十分明顯，包括了安全、簡單、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，所以在目前的應(yīng)用中較為廣泛。現(xiàn)在在幾大大型電廠等離子點(diǎn)火技術(shù)已經(jīng)有了非常成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。而現(xiàn)今DLZ-200型等離子裝置的各方面最成熟，而經(jīng)過調(diào)試等離子裝置，其運(yùn)行技術(shù)也開始處于規(guī)范化，本文將對其等離子點(diǎn)火裝置中的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行分析[ 1 ]。

一、關(guān)于等離子點(diǎn)火系統(tǒng)

一般來說，等離子點(diǎn)火系統(tǒng)是由電源、暖風(fēng)器、載體風(fēng)、監(jiān)控以及冷卻水等系統(tǒng)與其本體所組成的。

（一）電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)是由電源控制柜、低壓配電柜、干式與隔離變壓器所組成。而基本原理為經(jīng)過三相全控橋式晶閘管整流電路來控制三相交流電源，使其能成為穩(wěn)定電源，以此實(shí)現(xiàn)等離子點(diǎn)火器的停弧、啟弧與功率調(diào)節(jié)等相關(guān)功能[ 2 ]。

（二）冷卻水系統(tǒng)

等離子發(fā)生器中的線圈、陰陽極都需要應(yīng)用除鹽水來進(jìn)行相應(yīng)冷卻，并且冷卻水需要應(yīng)用較高流速對陰陽極進(jìn)行沖刷。因此每一臺爐都需要應(yīng)用兩臺增壓水泵，以此確保能達(dá)到最佳冷卻效果。

（三）載體風(fēng)系統(tǒng)

載體風(fēng)是等離子電弧的相關(guān)介質(zhì)，而在等離子電弧形成之后，應(yīng)用線圈所形成的強(qiáng)磁場作用將其壓縮為壓縮電弧，而載體風(fēng)需應(yīng)用一定流速來吹出可以應(yīng)用的電弧。

（四）監(jiān)控系統(tǒng)

其系統(tǒng)中包含了火焰以及壁溫等監(jiān)測，應(yīng)用爐壁與風(fēng)管處測量系統(tǒng)使一次風(fēng)速度與溫度得以實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，并應(yīng)用火焰探頭來對爐內(nèi)的火焰狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。

（五）等離子發(fā)生器

等離子發(fā)生器是用于形成高溫等離子弧的相關(guān)裝置，是由線圈、陰極與陽極等組件所組成。

二、等離子點(diǎn)火裝置電氣設(shè)計(jì)分析

在實(shí)際工程中，等離子電源系統(tǒng)從產(chǎn)品及設(shè)計(jì)角度來看將分成兩個(gè)部分，將低壓配電柜出線端子作為分界點(diǎn)。現(xiàn)階段在建工程中，其等離子點(diǎn)火裝置的電氣設(shè)計(jì)可分成以下幾個(gè)方案。

（一）內(nèi)雙母線（方案1）

這個(gè)方案每臺機(jī)組需要設(shè)置兩臺變壓器，由本機(jī)組中壓段兩段母線A、B來提供相應(yīng)電源，采用暗備用方式。其等離子所屬載體風(fēng)系統(tǒng)的電源柜雙電源是由保安段以及其中一段低壓母線段提供，冷卻水系統(tǒng)中兩套控制柜電源分別由兩段低壓母線段提供。

（二）內(nèi)單母線（方案2）

在每臺機(jī)組中，等離子隔離變由單段的380V母線來進(jìn)行供電，而這個(gè)母線的電源則是由一臺變壓器所提供，而此變壓器高壓側(cè)取了與電動給水泵不同的母線段。等離子所屬載體風(fēng)系統(tǒng)及其電源柜的電源取自保安段以及本母線段。冷卻水系統(tǒng)中兩套控制柜均從本母線段供電。

（三）雙母線（方案3）

這個(gè)方案是按照一臺機(jī)組設(shè)置一臺變壓器的方法，等離子裝置所對應(yīng)的隔離變讓本機(jī)組的母線來提供相應(yīng)電源，而后兩機(jī)組之間設(shè)立了聯(lián)絡(luò)開關(guān)，以此使負(fù)荷雙電源供電得以實(shí)現(xiàn)。載體風(fēng)系統(tǒng)電源柜中的雙電源是由保安段及本機(jī)組的母線段所提供。冷卻水系統(tǒng)中的兩套控制柜電源均由本機(jī)組的母線段提供[ 3 ]。

（四）雙母線交叉（方案4）

這個(gè)方案也是每臺機(jī)組設(shè)置1臺變壓器，把隔離變依照對應(yīng)的燃燒層進(jìn)行交叉設(shè)置，其下層等離子裝置則由本機(jī)母線段來進(jìn)行供電，而其上層等離子裝置通過對側(cè)機(jī)組予以供電，其后在兩機(jī)組之間設(shè)立相關(guān)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，以此使雙電源供電實(shí)現(xiàn)。載體風(fēng)系統(tǒng)電源柜中雙電源主要由保安段及本母線段所提供，而冷卻水系統(tǒng)中兩套控制柜電源由兩臺機(jī)組的母線交叉提供。

三、探討設(shè)計(jì)方案

（一）方案1

方案1是嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程規(guī)定，并采用暗備用接線，二臺變壓器分別由中壓段兩段母線來以供電。而在實(shí)際運(yùn)行過程中，需盡量避免因?yàn)殡妱咏o水泵的啟動而導(dǎo)致電壓降低，應(yīng)先退出一臺變壓器，將母聯(lián)開關(guān)閉合，在鍋爐啟動之后，穩(wěn)燃的工況之下，再分段運(yùn)行。這種接線形式不僅方便而且十分可靠，但初期變壓器等設(shè)備、電纜投資大。

（二）方案2

方案2的設(shè)計(jì)內(nèi)涵將單臺電動給水泵在啟動時(shí)所引發(fā)的母線段電壓降低的問題得以解決，且初期設(shè)備和電纜投資少，但等離子設(shè)備由單母線供電，可靠性很低，一旦母線失電，將無法點(diǎn)燃鍋爐。

（三）方案3

方案3是以確保各機(jī)組廠用電獨(dú)立性，機(jī)組間聯(lián)系減少，提高相關(guān)運(yùn)行可靠性為要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本次方案所應(yīng)用的是每臺機(jī)組僅一臺變壓器運(yùn)行的模式，在一定程度上使設(shè)備投資得以有效節(jié)約，并且能讓配電裝置所占的面積縮小，整體的投資也相應(yīng)減少，且兩臺機(jī)組間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，電源互為備用，可靠性也很高。

（四）方案4

方案4突顯的問題就是在工程建設(shè)當(dāng)中，針對后一臺機(jī)組的相關(guān)施工進(jìn)度有相應(yīng)的要求，也就是當(dāng)1號機(jī)啟動的時(shí)候，其2號機(jī)必須要完成倒送電工作，機(jī)組間的獨(dú)立性很差。

四、結(jié)語

通過對比4種設(shè)計(jì)方案，可以看出其中方案3的整體設(shè)計(jì)概念都與規(guī)程相符，不僅能方便運(yùn)行，還能有效節(jié)省投資。而在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以分別從經(jīng)濟(jì)性、安全性以及可行性等方面以此確定最優(yōu)秀的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧靜，李春瑩，翟強(qiáng).火力發(fā)電廠等離子點(diǎn)火裝置電源的優(yōu)化配置[J].電氣應(yīng)用，2013，09（03）：218-219.

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作者簡介：王少蕊（1981-）， 女，漢，河北人， 本科，工程師，研究方向：火力發(fā)電廠電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。