气化微油点火范文

2024-09-06

气化微油点火范文（精选8篇）

气化微油点火第1篇

全国电厂燃煤机组耗油量逐年增长,而中国的石油资源又相对匮乏,需要进口大量的石油,所以节约石油资源对中国来说非常重要。电厂点火和低负荷稳燃用油相当可观,针对燃煤电站,开发无油或微油点火以及低负荷稳燃新技术,降低点火和助燃用油,有着重要的意义[1]。

目前,等离子点火技术、高温空气点火技术和微油点火技术代表了三种比较典型的点火技术。相对于等离子点火和高温空气点火,微油气化燃烧直接点火代表了目前用油点火的最新技术。其特点是:点火能量高,可调范围大;系统简单,用油枪点火也是非常成熟和可靠的技术;系统占地小,日常维护量小;同其他点火方式相比,可以在原来的燃烧器的基础上直接改造,改造方便[2]。目前,微油点火燃烧器已用在多台电站锅炉(150 t/h~1 050 t/h)的直流煤粉燃烧器技术改造上,并取得较好的效果,为电厂节约了大量的燃油。但其仍然存在需要改进的方面:燃烧器内一次燃烧室的结构、防磨耐热及引燃的煤粉量的研究等。

计算机模拟技术的快速发展是在七八十年代开始的。目前为止,采用计算机模拟技术研究燃烧室内燃烧过程已经是国内外能源领域的研究者们普遍采用的手段,并开始与大型的冷模、实测的试验进行对照,模拟的方向也趋向于实用的,如污染物模拟、结渣模拟等。本文主要利用FLUENT软件对微油点火燃烧器的油枪和一次室结构进行优化设计及研究,以期达到优化燃烧器运行的目的[3]。

1 微油点火燃烧技术原理

气化小油枪点火技术是利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎,雾化成超细油滴进行燃烧。同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容和后期加热,在极短的时间内完成油滴的蒸发气化,使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料,从而提高燃烧效率及火焰温度,火焰中心温度高达1 500℃~2 000℃,作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉燃烧,使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎,并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧,然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合,并点燃稀相煤粉,实现了煤粉的分级燃烧,燃烧能量逐级放大,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,从而实现电站锅炉点火以及低负荷稳燃。微油点火燃烧器由微油气化油枪和微油点火燃烧器组成(见图1)。

2 微油点火燃烧器的数值模拟模型

微油气化燃烧直接点燃煤粉,同时要考虑燃料油的雾化和燃烧及煤粉在燃烧室的流动与燃烧,是一个十分复杂的物理化学过程,它包含着流动、传热、传质和化学反应以及他们之间的相互作用。它的模化主要包括:气相湍流流动、粒子受力模型、粒子碰撞模型、粒子破碎模型、颗粒加热、挥发分析出及着火、焦炭燃烧、气相湍流反应、辐射传热、颗粒的湍流扩散,污染物的形成等方面。

在湍流模型的选取中,本文采用标准模型。在求解控制方程组时,采用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure Linked Equations)算法,即求解压力耦合方程的半隐方法;在颗粒分散相模型的选取中采用随机轨道模型;挥发分析出模型采用的是双匹配速率模型;辐射模型采用的是P1模型;采用动力/扩散表面反映速率模型作为焦炭燃烧模型。在雾化射流的模型选取中,本文采用TAB模型(the Taylor analogybreakup model)。

3 模拟计算结果分析及比较

本文结合铁岭电厂1#锅炉微油点火燃烧器改造工作,对燃烧器进行了数值模拟分析及比较。以该电厂的设计煤种为计算煤种,其燃料特性见表1。

3.1 油燃烧室的结构优化

在燃油流量、一次风速度、煤粉浓度、煤粉细度等参数相同的条件下,模拟了两种结构的油枪管的运行情况,并进行了比较。

圆管改为渐缩管后,煤粉着火提前,着火距离缩短,而且燃烧室整体温度维持在较高的水平,有利于煤粉的着火燃烧。无论是最高速度还是平均速度,渐缩管比圆管都有较大的提高,这有利于高温烟气与煤粉气流的良好混合和煤粉的着火燃烧。

在燃油流量相同的情况下,油燃烧产生的高温烟气量不变,圆管改成渐缩管后,随着截面积的减小,烟气速度将会逐渐提高,速度提高后高温烟气的刚性增强,与煤粉气流的混合将变得更剧烈。同时,总的高温烟气量不变,因此不会影响燃烧室内的氧浓度,从而不会影响煤粉的正常燃烧。

3.2 燃烧器一次室的结构优化

渐缩型一次室的结构是先渐缩,后渐扩。在一次风煤粉气流流量一定的情况下,随着管道截面积的逐步缩小,煤粉气流速度会逐渐增加。到了一次室后半段,结构变为渐扩型,随着截面积的逐步增大,速度会有所降低,在一次室的出口处,煤粉气流会由于其惯性向外扩展,直至充满整个二次室。由于在燃烧器运行过程中,从一次室出口喷出的是煤粉气流燃烧后产生的高温火焰,因此这种渐缩型的结构与圆筒型相比,增加了煤粉气流之间的扰动,有利于煤粉气流的燃烧和后期的稳定运行。

渐缩型和圆筒型结构相比,燃烧器的整体温度处于较高的水平。比较圆筒型和渐缩型结构的轴向温度可以看出,渐缩型结构的轴向温度也处于较高的水平,特别是燃烧器的后半段,温度是逐渐升高的,这对于燃烧器内煤粉气流的完全燃烧以及炉膛内温度的升高和安全运行是比较有利的。而圆筒型结构轴向温度在燃烧器的后半段是急剧降低的,不利于煤粉气流的完全燃烧,甚至会影响炉膛和整个机组的安全稳定运行。

4 结语

本文利用FLUENT软件对某电厂锅炉点火燃烧器进行了数值模拟计算及分析比较,并对油燃烧室和燃烧器一次室结构进行了优化,计算结果表明:a)油燃烧室由圆管优化为渐缩管后,煤粉着火提前,着火距离缩短,燃烧室整体温度和速度有所提高,有利于煤粉的着火燃烧;b)燃烧器一次室结构由“圆筒”型优化为“渐缩—渐扩”型后,有利于煤粉的着火燃烧和燃烧器后半段及炉膛的稳定运行。

参考文献

[1]彭丽霞,于国良,鞠胤宏.小油量气化燃烧直接点燃煤粉技术在褐煤机组上的应用[J].中国电力,2006,39(4):47-51.

[2]姜家仁,秦明,吴少华,秦裕琨.少油点火与水平浓淡燃烧器相结合在一台600 MW机组锅炉上的应用[J].热能动力工程,2004,19(4):424-427.

微油点火煤粉燃烧技术改造及应用第2篇

关键词：微油；燃烧技术；燃烧器

作者简介：孙玉明（1954-），男，吉林浑江人，吉林电力股份有限公司浑江发电公司，高级工程师。（吉林白山134302）

中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0153-03

一、原燃烧器设计情况

浑江发电公司两台670T/h锅炉（5号炉、6号炉）均为哈尔滨锅炉厂生产的中间仓储式热风送粉煤粉锅炉。5号炉原设计为四角切圆布置16只直流式煤粉燃烧器；6号炉原设计为四角切圆布置上两层为直流式煤粉燃烧器，下两层为双通道煤粉燃烧器。

5、6号炉各角四层燃烧器中间设计了蒸汽雾化重油点火油枪（每台炉4只重油点火油枪）。

锅炉设计煤种为浑江地区混煤。煤质设计值为：灰份：40.67%，挥发份：22.14%，低位发热量：16492kj/kg（3945大卡/kg）。从设计值可以看出，浑江发电公司燃用的煤质较劣，而实际运行中，燃用的煤种变化很大，煤质更差，远远低于设计值。特别是2004年四季度以来，由于煤炭市场紧缺，燃用的煤质偏离设计值甚远，实际燃用煤质经常在下列范围：灰份52%以上，挥发份14%以下，低位发热量13000kj/kg以下。由此带来的后果是，锅炉燃烧稳定性差，耗油量增加，灭火事件多发。

二、燃烧器改造情况

为了稳定燃烧，降低耗油量，减少锅炉灭火事件，浑江发电公司对5、6号炉燃烧器进行了多次改造。

5号炉原设计为四角切圆布置16只直流式煤粉燃烧器。2001年10月，将原设计的16只直流式煤粉燃烧器均改造为左右型浓淡煤粉燃烧器。

6号炉原设计为四角切圆布置上两层为直流式煤粉燃烧器，下两层为双通道煤粉燃烧器。2002年7月将原有的燃烧器改造成上三层为左右型浓淡煤粉烧器，下一层为直流式煤粉燃烧器。

改造成左右型浓淡煤粉燃烧器后，结果很不理想，一是对煤种适应性较差，燃烧惰性大，当灰份高于50%，挥发份低于13%时，燃烧稳定性较差，经常需要投油稳燃；二是过热器及再热器管壁超温严重。

为改变上述燃烧器不良特性，2004年起，浑江发电公司陆续将5、6号炉所有燃烧器均改造为双通道双浓淡多突扩式煤粉燃烧器（简称双通道燃烧器）。

双通道燃烧器改造后，对煤质的适应性较强，燃烧稳定性明显好转，但在节约燃油方面还不够理想，特别是启、停炉及低负荷运行稳燃耗油量还比较大。主要原因是重油点火油枪在冷态启炉初期，点火非常困难，燃烧很不完善，大量重油颗粒在没有着火或完全燃烧的情况下就被冷风带走；还有一部分重油附着在水冷壁上，在冷却过程中沿水冷壁流淌到冷灰斗而凝固结块，致使大量重油被浪费掉。

为解决这一问题，进一步适应煤质需要，最大限度节省燃油，2007年下半年，浑江发电公司陆续将5、6号炉下层4只双通道煤粉燃烧器改造为哈尔滨国能微油点火设备有限公司设计制造的柴油微油点火煤粉燃烧器。微油点火煤粉燃烧器改造同时，将各角四层燃烧器中间的4只蒸汽雾化重油点火油枪改造为4只机械雾化柴油点火油枪。

微油点火煤粉燃烧器既可作为点火燃烧器，也可作为主燃烧器使用。由于采用了微油点火技术、煤粉浓缩技术和逐级放大技术，这种燃烧器除具备微油点火节油性能外，煤粉燃烧器本身还具有良好的稳燃节油性能，所以煤粉燃烧器又称为稳燃燃烧器或节油燃烧器。

该项技术系统简单，操作方便，对煤种适应性强，运行稳定，安全可靠。

三、微油点火煤粉燃烧器系统构造及作用

1.微油点火煤粉燃烧器系统组成

微油点火煤粉燃烧器系统由微油量气化小油枪点火系统、煤粉燃烧系统、控制保护系统三大部分组成。

微油量气化小油枪点火系统由高能点火器、点火油枪、辅助油枪、燃油系统、压缩空气系统等组成。

煤粉燃烧系统由煤粉浓缩器、煤粉燃烧器、周界风冷却系统等组成。

控制保护系统由DCS系统和就地控制箱、火检保护系统、燃烧器壁温监测系统、火焰电视监测系统等组成，对点火系统和送粉系统进行控制，实现程控点火与油枪灭火联锁保护，保证锅炉安全稳定可靠运行。

2.微油点火煤粉燃烧器构造及作用

微油点火煤粉燃烧器由高能点火器、点火油枪、辅助油枪、煤粉浓缩器、一次燃烧室、二次燃烧室、周界二次风、压缩空气、高压风（压力冷风）等部分组成。

高能点火器用于点火油枪点火，点火油枪用于点燃煤粉，辅助油枪用于强化点火燃烧效果，加快煤粉的点火速度，增加煤粉的燃烧强度。

煤粉浓缩器采用双层煤粉浓缩环结构，以提高煤粉浓缩效果。煤粉浓缩率达63.4%。

一次燃烧室作用：一次风粉混合物经浓淡分离后，浓相煤粉进入一次燃烧室与微油量气化小油枪气化燃烧生成的高温火焰混合，在微油量气化小油枪高温火焰作用下析出挥发份并着火燃烧。

二次燃烧室作用：稀相煤粉进入二次燃烧室与浓相着火燃烧的煤粉混合并被点燃。被点燃的煤粉火焰在燃烧过程中喷入炉膛，火焰长度可达5米以上，可直接点燃与其相邻的主燃烧器。

周界二次风作用：冷却二次燃烧室外壁，防止燃烧器烧损和结焦，补充煤粉燃烧所需氧量。

压缩空气作用：小油枪点火初期用于燃油雾化，正常燃烧时加速燃油气化并提供燃烧所需氧量。

高压风（压力冷风）作用：为小油枪着火初期提供氧量，补充正常燃烧所需氧量。

四、微油点火煤粉燃烧器工作原理

微油点火煤粉燃烧器采用微油点火技术、煤粉浓缩技术、逐级放大技术和气膜冷却技术等先进技术。

1.微油点火技术

传统的机械雾化燃烧方式是，燃油被雾化成﹤200～250μm的油雾液滴，以增加燃油蒸发表面积，提高蒸发速度，实现油雾蒸汽燃烧。但是机械雾化不能从根本上改变燃油液态本质。采用燃油气化燃烧原理，气化后的燃油粒度为气体分子级，其化学反应速率远远大于机械雾化产生的油雾液滴。伴随着气化反应，油温也随之上升，根据燃烧学原理，温度每提高10℃，化学反应速度将增加2～4倍。微油点火技术就是根据这一原理设计的。

2.煤粉浓缩技术

由于炉膛结焦、煤质下降及低负荷调峰稳燃需要，近几年的电站锅炉改造中出现了各种煤粉浓缩燃烧器。为了强化燃烧效果，微油点火稳燃燃烧器创造性地引进了煤粉浓缩技术；换言之，微油点火稳燃燃烧器煤粉浓缩技术是在借鉴以往经验的基础上进行改造创新的结果。

3.逐级放大技术

能量逐级放大技术的前提是，引火源具有很高的燃烧强度和后续燃料的迅速引燃。微油点火及稳燃燃烧器点火系统中，气化雾化油枪保证了引火源的燃烧强度。浓相煤粉被引燃时，在一级燃烧室内就形成了“三高区”，即：点火温度高，煤粉浓度高，燃烧强度高。煤粉在高强度的燃烧火核引燃下迅速升温破碎并析出挥发份，进一步增强燃烧效果；浓相煤粉着火后进入二级乃至三级燃烧室与稀相煤粉混合后继续强化燃烧，达到了能量逐级放大效果。

4.气膜冷却技术

由于煤粉在燃烧器筒体内燃烧，燃烧器筒体内烟气温度高达1000℃左右，燃烧器金属壁面的工作环境比较恶劣，极易造成燃烧器结焦、烧损。为防止燃烧器结焦、烧损，在微油点火及稳燃燃烧器系统中引进了航空航天领域的气膜冷却技术，即用稀相一次风冷却一次燃烧室壁面，用送风机压力冷风作为周界二次风冷却二次燃烧室壁面。气膜冷却技术是在燃烧器壁面形成一层冷风气膜，它具有两个重要保护作用：一是将高温燃气与壁面隔开，以避免高温燃气直接对壁面进行对流换热，这是隔热作用；二是将高温燃气与火焰的辐射热量从壁面带走一部分，这是冷却作用。通过这两种保护方式可以有效防止燃烧器结焦和过热烧损。

5.微油量气化小油枪工作原理

微油量气化小油枪利用压缩空气的高速射流将燃油直接击碎，雾化成超细油滴进行点火燃烧，在极短时间内完成油滴的气化蒸发，使微油量气化小油枪直接燃烧气体燃料，从而大大提高了燃烧效率及火焰温度。气化后的燃油火焰刚性强、传播速度快，火焰呈完全透明状，根部为蓝色火焰，中间及尾部为白色透明火焰，火焰中心温度可达1500℃～2000℃。气化后的燃油火焰作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉。这种点火方式点火迅速，稳燃性能好，从而实现了以粉代油，节省点火及低负荷稳燃用油的目的。

6.微油点火煤粉燃烧器工作原理

微油量气化小油枪通过燃油气化燃烧产生高温火焰，在煤粉燃烧器一次燃烧室内形成温度梯度较大的高温火核，进入一次燃烧室的浓相煤粉遇到高温火核时，煤粉颗粒温度急剧升高而破裂粉碎，挥发份迅速析出并着火燃烧。着火燃烧的浓相煤粉进入二次燃烧室时，再与稀相煤粉混合并将稀相煤粉点燃，促使煤粉分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到了煤粉迅速点火并强化燃烧的效果。这种点火方式可以大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量，以满足锅炉冷态启动、滑参数停止以及低负荷稳燃需要。

五、微油燃烧技术节油原理

1.油枪布置方式节油

传统的锅炉点火大油枪一般都布置在二次风喷口内，锅炉冷态启动时，首先点燃大油枪以提高炉膛烟气温度，高温烟气通过对流将热量传给一次风射流，这种高温烟气与一次风的对流换热，约为油枪燃烧产生热量的20%。而微油点火煤粉燃烧器是将油枪布置在一次风喷口内，这种油枪布置方式最多只用大油枪的20%油量来点燃煤粉，所以可节约近80％的燃油。

2.分级燃烧方式节油

节油燃烧器针对不同煤质设计2～3级煤粉燃烧室，第一级煤粉燃烧室进口风量一般为一次风管风量的20%～30％，煤粉浓度约为风管内煤粉浓度的2～3倍。根据煤粉着火热计算公式，一次风量与风粉气流所需着火热基本成比例关系，利用分级燃烧原理，在上述基础上又可节油80%～90％。

微油点火节油燃烧器与常规煤粉燃烧器相比，其主要优点是：小油量气化燃烧着火迅速，燃烧充分，火力强大，着火后的高温火焰在燃烧器筒体内以极短的时间直接点燃煤粉并迅速燃烧，然后向炉内喷出高温火焰。相邻煤粉燃烧器煤粉喷出后被高温火焰和烟气回流加热点火燃烧，而不必使用大油枪点火。所以用油量较少。

综合上述两种节油方式，使用微油点火节油燃烧器，可直接节油95％以上。扣除因节油而多消耗煤粉的费用，综合节油率可达90％以上。

六、微油点火煤粉燃烧器改造效果

浑江发电公司微油点火煤粉燃烧器设计煤种为：灰份≤48%，挥发份≥16%，低位发热量≥14000kj/kg。微油量气化小油枪出力为40～120kg/h，大油枪出力为：0.8～1.5t/h。

微油点火煤粉燃烧器改造后收到了良好的节油效果，启、停炉及低负荷稳燃耗油量明显下降。

5、6号炉原重油点火系统冷态启炉每次耗（重）油50吨以上，最高达到过87吨；滑参数停炉每次耗（重）油10吨以上。而微油点火煤粉燃烧器改造后冷态启炉每次耗（柴）油可控制在15吨以内，滑参数停炉每次耗（柴）油不超过2吨。按经济价值计算——

冷态启炉每次至少节约资金：

0.33万元×50（t）－0.63万元×15（t）＝7.05万元

滑参数停炉每次至少节约资金：

0.33万元×10（t）－0.63万元×2（t）＝2.04万元

启停炉一次可以节约资金9万元以上。

这只是在燃用劣质煤情况下，微油点火煤粉燃烧器改造后的节油效果。如果燃用设计煤种，其节油效果会更加明显。

七、结论

通过以上分析论述，可以得出如下结论：

1.综合节油率高

微油点火煤粉燃烧器通过小油量点火油枪气化燃烧形成的高温火核直接点燃煤粉。这种点火方式点火迅速，稳燃性能好，实现了以粉代油、节省燃油的目的。在锅炉启、停和低负荷稳燃方面可节约大量燃油，综合节油率达90%以上。

2.自动化程度高

微油点火节油燃烧技术配套设计的控制系统，通过就地控制箱或PLC与DCS系统联络（单独DCS组态画面），将重要参数传输到锅炉FSSS保护系统。通过DCS系统独立的操作画面，结合炉内火焰监视系统，运行人员可在集控室进行远程操作，整个过程也可设定全自动完成。

3.系统安全可靠

微油点火煤粉燃烧器系统简单，对煤种适应性强，操作方便，运行稳定。煤粉燃烧器采用多级气膜冷却技术，可以有效避免燃烧器结焦、烧损现象，运行安全可靠。

参考文献：

[1]微油点火煤粉燃烧器设备说明书[Z].

[2]潘国传.微油点火燃烧器技术及其应用[J].浙江电力,2006,(5).

[3]赵亚明,赵子琴.微油点火技术在火电厂的应用研究[J].兰州工业高等专科学校学报,2007,(3).

[4]李文蛟,周孟.煤粉炉微油点火燃烧器设计[J].应用能源技术,2007,

(10).

（责任编辑：刘辉）

气化微油点火第3篇

大型燃煤火力发电厂锅炉一般采用二级点火方式, 首先用燃油点火, 再用燃油引燃煤粉, 锅炉点火启动和低负荷稳燃需消耗大量燃油。在当前能源紧张、油价高涨的情况下, 减少锅炉的燃油消耗量具有显著的经济和社会效益。

目前新建的燃煤锅炉大都采用微油或等离子点火技术减少燃油量。其中等离子点火技术应用较为广泛, 它不仅可以实现煤粉锅炉无油点火和低负荷稳燃, 节省燃油, 而且对于配有电袋除尘器的机组, 点火期间就可以投运电袋除尘器, 具有良好的环保效益。但等离子点火技术的投资成本和运行费用都比较高, 且系统运行维护复杂。微油点火技术对煤种的适应性强, 还可以通过更换微油枪的节流喷嘴改变油枪出力的方式, 达到点燃较低挥发分含量煤种的目的, 且其设备投资约为等离子的1/3。另外, 由于点火初期油燃烧完全, 对电袋除尘器的极板及布袋无粘污, 可以投运电袋除尘器, 大大减少了粉尘排放量。因此, 微油点火稳燃技术作为一种应用于电厂锅炉启动、停止以及低负荷稳燃的新节油技术, 具有良好的经济和社会效益。为此, 珠海发电厂决定对2台700MW机组锅炉进行微油点火改造。

1设备及系统简介

1.1锅炉概况

珠海发电厂2台700MW机组采用日本三菱重工生产的MB-FRR型2290t/h亚临界参数强制循环汽包锅炉, 单炉膛、一次中间再热、四角切圆燃烧方式、平衡通风、全钢架悬吊结构、Π型露天布置、固态排渣。炉膛宽度为21463mm, 深度为18605 mm, 宽深比为1.15∶1, 炉顶管中心线标高为61200mm, 汽包中心线标高为61700mm。锅炉炉顶采用全密封结构。炉膛由内螺纹管、光管及扁钢焊接而成的膜式水冷壁组成。炉膛上部布置了墙式一级再热器、屏式二级过热器及三级过热器、顶棚过热器;折焰角、水平烟道及尾部竖井烟道顺序布置了屏式二级再热器及三级再热器、一级过热器、包墙过热器、省煤器等。

过热器汽温通过煤水比调节和两级喷水减温器来控制, 第一级喷水减温器布置在一级过热器出口管道上, 第二级喷水减温器布置在二级过热器出口管道上, 过热器喷水取自省煤器进口管道。再热器汽温采用燃烧器摆动调节, 一级再热器进口连接管道上设置事故喷水减温器, 事故喷水取自给水泵中间抽头。锅炉设有容量为40%MCR的启动旁路系统。

1.2燃烧系统

锅炉燃烧系统采用中速磨冷一次风直吹式制粉系统。配有6台日本三菱重工公司生产的MVM25R中速碗式磨煤机, 布置在炉前, 5台磨煤机可带MCR负荷, 1台备用。24只旋流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角, 煤粉和空气从四角送入, 在炉膛中呈切圆方式燃烧。燃烧器上部布置OFA燃烬风喷嘴。每个角燃烧器中设有3层油枪。

1.3锅炉设计煤种参数

珠海发电厂锅炉设计煤种参数如表1所示。

2气化微油点火改造方案

2.1改造目的

珠海发电厂锅炉进行微油点火技术改造后, 能够实现锅炉启停过程中的节油及低负荷稳燃, 达到节油降耗的目的。

2.2改造原则

(1) 点火煤质采用微油设定煤质, 以保证随时实现微油点火。

(2) 以系统工程的观点来进行改造, 不能因为微油点火改造影响锅炉的安全性、可靠性和经济性。包括:

1) 点火效果良好, 不影响正常运行的燃烧组织, 改造后不结渣、不超温, 燃烧稳定性不下降, 锅炉效率不降低, NOx排放值不增加。

2) 满足锅炉启动曲线的要求。

3) 不影响正常运行时FSSS保护系统的运行。

(3) 以节油点火为目标。

(4) 满足检修要求, 燃烧器喷嘴耐磨、耐温, 其寿命不低于现有燃烧器的寿命。

2.3燃烧系统改造方案

2.3.1气化微油点火燃烧器的总体布置方案

珠海发电厂2台700MW机组锅炉改造最下层A层4个角对应的燃烧器为气化微油点火燃烧器。其中, 在A层燃烧器各布置4只微油枪, 主要技术参数如下:

(1) 油枪油压:0.8~2MPa;

(2) 吹扫压缩空气压力:0.4~0.8MPa;

(3) 雾化空气压力:0.4~0.8MPa;

(4) 助燃风压力>3000Pa;

(5) 单只油枪出力:150~250kg/h可调 (根据煤质情况) ;

(6) 油质:0# 轻柴油。

2.3.2气化微油点火燃烧器改造方案

为了保证较好地点燃, 采用浓淡分离、气膜冷却、粉包火式一次风喷口燃烧器。气化微油点火系统的煤粉燃烧器采用内燃式分级燃烧方式、油枪沿燃烧器轴向插入的方案, 其微油枪燃烧的火焰与一次风同向, 且处于一次风中心, 真正形成了“粉包火”;通过安装在煤粉燃烧器前的一次风管道上的浓缩装置使燃烧器内形成“中心浓外侧淡”的浓淡方式, 结果中心浓煤粉先着火, 在煤粉通过燃烧器向炉内流动的过程中, 逐步引燃四周煤粉, 同时外侧淡煤粉对温度较高的燃烧器内筒壁起到了冷却作用;并且可以通过一次风速的调整控制燃烧器壁温, 避免了燃烧器超温、结渣等问题。气化微油点火燃烧器结构如图1所示。

2.3.3气化微油点火系统参数监测及控制系统

在系统设计上将新增加设备的控制先接到就地控制柜上, 然后通过硬接线接到DCS系统中, 通过DCS系统进行控制和参数显示。该系统主要包括就地控制柜、燃烧器壁温监测系统、一次风速测量系统等。

3气化微油点火稳燃技术的应用

2012年12月—2013年6月, 珠海发电厂利用2台机组大修时机, 分别将锅炉燃烧器最下层A层4个角对应的燃烧器改造为气化微油点火燃烧器。为防止高旁没开启的情况下, 投微油启动A磨时燃料量太大, 或者启动A磨后没及时退出大油枪, 可能会引起再热器保护动作, 珠海发电厂投微油启动A磨选择在高旁开启后进行。

改造后机组启动时, 首先用原来的大油枪进行暖炉干燥, 干燥结束后, 升温、升压至高旁开启, 此时开始投运微油系统, 锅炉四角微油枪点火成功后, 油枪燃烧情况良好, 接着启动A磨, 在A磨暖磨期间将大油枪退剩AB层一对油枪运行, 油量调节在6t/h, A给煤机启动正常后, 燃烧器着火稳定, 将给煤机煤量设为16t/h, 根据锅炉升温、升压需要再调整磨煤机出力。此后升温、升压平稳, 达到冲转参数时, 能维持汽温、汽压稳定, 主汽温360℃, 主汽压6MPa。在锅炉吹管、大修后的各种试验以及并网后带负荷至300MW退出微油点火系统的整个过程中, 微油点火系统运行良好, 实现了启动阶段以煤代油、节约燃油的目的, 节油率达70%。

4经济效益及社会效益分析

4.1直接经济效益

珠海发电厂采用微油点火, 按照节油率70%计算, 每年节约的燃油费用十分可观。对于微油点火技改项目, 因锅炉大修或者大型改造后试验较多, 可一次性回收成本。

4.2间接经济效益

机组在点火及低负荷运行期间, 锅炉烧油或油煤混烧, 因为担心未燃烬的燃油在电袋除尘器极板及布袋上沉积, 对电袋除尘器产生破坏, 所以锅炉电袋除尘器无法正常投入, 大量烟尘直接排放到大气中。在机组进行微油点火系统改造后, 由于燃油量非常微小且燃烬率极高, 因此不存在未燃烬的燃油在电袋除尘器极板及布袋上沉积的问题, 电袋除尘器可以在锅炉启动及低负荷期间正常投入, 这大幅度减少了粉尘的排放, 避免了环境污染, 具有显著的社会效益和经济效益。

5结语

气化微油点火稳燃技术作为一种应用于电厂锅炉启动、停止以及低负荷稳燃的新型节油技术, 具有显著的经济效益和社会效益。对于珠海发电厂2台700MW机组锅炉而言, 改造最下层A层4个角对应的燃烧器为气化微油点火燃烧器后, 在机组启动阶段投运微油点火系统, 锅炉能稳定燃烧, 汽温、汽压稳定, 实现了机组启动阶段以煤代油的目的, 达到了很好的节油效果, 与过去的燃油消耗量相比, 可以节约燃油70%以上。

参考文献

[1]王新元, 别勇军.微油煤粉点火技术在300MW机组中的应用[J].陕西电力, 2007, 35 (6) :48~50

气化微油点火第4篇

火力发电机组锅炉的启停、稳燃及调试消耗了大量的燃料油, 但我国的能源结构中油资源短缺, 燃煤锅炉采用节油点火技术节约和替代燃油, 对缓解石油的供需矛盾, 保障国家经济安全, 具有重大战略意义。

目前, 国内广泛应用的锅炉点火技术主要有等离子点火和微油点火技术。这两种点火技术既节油又环保, 本文将对其进行技术经济比较, 以供新建机组和机组改造时选用参考。

1 基本原理

1.1 等离子点火的基本原理

等离子点火装置以大功率电弧直接点燃煤粉, 利用直流电流在介质中接触引弧, 介质气压0.01MPa~0.03MPa, 在强磁场的控制下获得稳定功率的空气等离子体, 中心燃烧筒内形成温度大于5000K, 温度梯度极大的高温区, 煤粉颗粒通过其中时, 受到高温作用, 10-3s内迅速释放挥发物, 煤粉颗粒破裂粉碎, 迅速燃烧。

上述反应在气相中进行, 混合物组分的粒级发生了变化, 煤粉的燃烧速度加快, 大大减少了煤粉燃烧所需的引燃能量, 等离子体内含有大量的化学活性粒子, 加速了热化学转换, 促进燃料的完全燃烧。

1.2 微油点火的基本原理

单只油燃烧器从煤粉燃烧器的单侧插入或两只油燃烧器对冲布置, 煤粉点火时经过中心温度高达1800℃的强化燃烧油火焰, 一次风粉瞬间加热到着火温度, 同时受到高温火焰的冲击, 一次风粉混合物挥发份迅速析出并开始燃烧, 放出大量的热, 补充了此间消耗的热量, 持续对一次风粉加热至远高于着火温度, 使煤粉中的碳颗粒开始燃烧, 形成的高温火炬喷射进入炉膛。煤粉在极短的时间内被迅速加热, 挥发份析出量将大大高于实际挥发份含量, 进一步提高了煤粉的燃烧速度, 从而使煤粉的燃尽率极高。

2 技术比较

等离子点火与微油点火技术的原理及系统组成有差别, 使其在煤种适应性、点火可靠性和煤粉燃尽度等技术指标上有所不同, 下面对两者进行详尽的比较。

2.1 煤种适应性

等离子点火对煤质要求较高, 据《等离子体点火系统设计与运行导则》 (DL/T 1127-2010) 指出锅炉设计燃用烟煤或褐煤, 并对煤质特性的灰分、水分和挥发分数值做了范围要求, 当煤质参数在规定的范围以外时, 应通过调整煤粉细度, 煤粉浓度, 一、二次风速, 煤粉/空气混合物温度, 加大等离子体发生器的功率等措施, 并经试验验证后, 方可采用等离子体点火技术。而微油点火采用的油燃烧器单只容量在50kg/h~400kg/h间, 可点燃劣质烟煤、烟煤、褐煤、贫煤、无烟煤等, 应对煤种变化灵活。

2.2 系统配置及维护工作量

等离子点火系统复杂、设备庞大, 电极寿命有限, 特别是电子发射头、阴极头是易损件, 日常维修工作量大;相比而言, 微油点火设备简单、操作维护方便。

2.3 点火可靠性

等离子点火启动过程复杂, 水、电、气、风缺一不可, 响应时间较长, 容易出现各种技术故障, 准确无误的投运率低, 运行中须加强监视和维护, 以提高设备可靠性。

微油点火启动投入响应速度快, 准确无误投运率高, 工况多变时仍能正常点燃煤粉气流, 系统运行安全、可靠。

2.4 节油效果

随着等离子点火技术的发展, 完全使用等离子点火可实现无油点火, 节油率100%;微油点火技术同样大幅度降低了锅炉启停及低负荷稳燃时的用油量, 节油率烟煤可达95%, 贫煤、无烟煤在70%~80%之间。

2.5 煤粉燃尽度

在点火初始阶段, 由于炉内热容量相对较低, 等离子点火的煤粉燃尽度较差, 飞灰及底渣中的含碳量较高, 容易造成燃烧不完全而可能产生尾部二次燃烧。相比较, 微油点火燃烧器火焰温度高, 提高了燃烧区温度和燃料的热化学反应能力, 并强化了热质交换过程, 点火初期煤粉的燃尽度较高。

2.6 风粉浓度

根据《电站锅炉等离子点火技术应用指南》要求, 在锅炉点火启动初期, 等离子燃烧器燃烧的煤粉浓度较好的适用范围为0.36kg/kg~0.52kg/kg, 不得低于0.3kg/kg。而微油点火燃烧器运行参数可控范围宽, 可根据锅炉点火升温升压需要进行调节。

综上所述, 等离子点火与微油点火技术在应用上各有优劣, 选用时需综合考虑。对于进厂煤种不确定, 原来已经有燃油系统的机组, 选择微油点火技术比较经济可靠。

对于新建机组, 有可靠煤源, 煤质稳定, 而且是烟煤等挥发份较高易于燃烧的煤种, 建议使用等离子点火技术, 取消整个油系统, 建设无燃油电厂, 降低建设成本, 提高电厂运行安全性。

本文以采用中速磨正压直吹式制粉系统的某2×1000MW新建火电机组为例, 对其分别采用等离子点火与微油点火技术的经济性进行比较。

3 经济性比较

如前所述, 锅炉燃煤特性是等离子点火和微油点火技术选用的基本依据, 示例工程的设计煤种及校核煤种均采用烟煤, 煤质资料见表1。

现分析设计煤种和校核煤种的着火、燃烬和结焦特性。根据《电站磨煤机及制粉系统选型导则》 (DL466-2004) 表7, 设计煤种和校核煤种的Vdaf均大于20%, 其着火性能属于较易, 为易着火易稳定燃烧的烟煤。在燃烧器设计中, 只要保证一次风粉混合物与等离子体的有效接触面积, 煤粉就可及时着火与稳定燃烧。

同时根据上述导则中表8, 设计煤种和校核煤种的Vdaf均大于25%, 依其燃尽性能属于较易, 根据工程设计经验, 对于此煤质, 只要控制好燃烧器出力和风粉浓度, 即便冷态点火, 也可保证良好的燃尽率。

据下表2, 设计煤种及校核煤种的结焦特性判别为轻微及中等结焦煤种。

综上所述, 本工程燃用煤种为易着火煤种, 两种点火方式都是可行的, 不存在技术风险。两者均可确保煤粉稳定高效点燃, 即使在锅炉冷态点火也能保持较高的燃尽水平。

试运期间, 汽轮发电机组要经过锅炉酸洗、吹管、汽机冲转、电气试验、并网、带负荷、满负荷168h试运行等许多阶段, 在此期间, 锅炉无法投磨或完全断油运行, 需耗费大量燃油。

根据《火力发电工程建设预算编制与计算标准》 (2006年版) , 1000MW级超临界机组整套启动试运用油为5042t。根据《电力建设工程概算定额 (2006年版) 》中第二册《热力设备安装工程》, 1000MW级机组锅炉分部试运用燃油是1698t, 超临界机组增加20%。因此本工程一台机组的锅炉分部试运用燃油和机组整套启动试运用油量为7080t。

如在机组试运初期使用等离子点火技术, 启动和试运可以实现零燃油消耗。而在机组试运初期如果使用微油点火技术, 试运期间的燃油消耗可控制在700t以内。

3.1 直接经济效益分析

锅炉点火采用0号轻柴油, 燃油的低位发热量按4.18×104kJ/kg计算, 燃油价格按0.8万元/吨计算, 标煤的收到基低位发热量按2.93×104kJ/kg计算, 按发热量相等的原则折算原煤的耗量。

单台机组按常规点火方式试运所需燃油耗费为5664万元, 采用等离子点火和微油点火技术后在机组试运期间的节油效益的经济性比较见表3。

从上述分析比较可以得出:单台1000MW机组在试运期间, 采用等离子无油点火技术可节约投资4946万元, 采用微油点火技术可节约投资4714万元。

采用等离子点火或微油点火在技术上均是可行的, 在经济上也是合理的。综合考虑上述两种锅炉点火系统的特点、适应性及投资等因素, 推荐选用等离子点火技术, 建设无燃油电厂。

3.2 间接经济效益分析

按常规试运方式, 机组在试运期间起停次数多, 长时间低负荷运行, 锅炉纯烧油或油煤混烧, 为了避免未燃尽油滴粘污电极, 电除尘器不能正常投入, 大量烟尘排放至大气中, 带来严重的环境污染, 加剧了引风机叶片的磨损。

如在机组试运期间使用等离子点火或微油点火技术, 电除尘器可在锅炉启动及低负荷期间投入, 大大减少了粉尘排放, 避免了环境污染, 具有显著的社会和经济效益。

4 采用等离子点火技术需注意的问题

等离子点火系统在设计、运行时需注意的问题:

1) 等离子点火装置在锅炉冷态点火初期投运、直接点燃煤粉, 点火装置应进行细致调试方可得到较高得燃烧效率;

2) 等离子发生器用压缩空气的品质应较高, 若压缩空气含水、含油, 容易导致等离子发生器阳极的污染, 引拉弧失败、断弧等情况, 影响点火装置的可靠性;

3) 等离子燃烧器运行中存在电弧熄火的隐患, 未燃尽的煤粉将直接喷入炉膛, 对炉膛安全造成威胁, 设计中应通过热工保护避免上述现象的发生;

4) 与磨煤机制造厂充分配合, 使磨煤机最小出力满足冷炉启动时等离子点火装置对燃煤量的要求。

摘要：本文对燃煤锅炉等离子点火与微油点火技术进行了探讨和比较, 分析了各自的特点及适用范围, 并以某2×1000MW火电机组为例, 通过全面的技术经济比较, 给出了锅炉点火的推荐方案。

关键词：燃煤锅炉,等离子点火,微油点火

参考文献

[1]姚文达, 等.电站锅炉微油点火技术现状与发展[J].华电技术, 2008, 30 (1) :14-18.

[2]姚少勇, 等.锅炉等离子点火与气化微油点火技术的安全性分析[J].河北电力技术, 2008, 27 (4) :28-30.

[3]于洪涛, 等.浅谈大容量燃煤电厂节油点火系统选择[J].山东电力高等专科学校学报, 2011, 14 (3) :47-51

珠海电厂微油点火技术改造第5篇

实现锅炉启停过程中节油及低负荷稳燃。

2 微油点火原理

微油气化直接点火是利用介质雾化(压缩空气)与气化相结合的强化燃烧技术使燃油充分燃烧,很小的燃油量就可获得1个刚性较强、温度很高的稳定火炬,由于该火炬温度可达1 600℃~1 800℃。当煤粉通过火炬时很快受热,并使煤粉颗粒破裂粉碎,迅速被点燃。根据分级燃烧的原理,使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧,达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的[1]。

3 珠海电厂锅炉简介

亚临界、单炉膛、一次中间再热、四角切圆、平衡通风、全钢架悬吊结构Π型露天布置、固态排渣,控制循环汽包炉。燃烧系统采用中速磨冷一次风直吹式制粉系统,配有6台日本三菱重工的MVM25R中速碗式磨煤机,布置在炉前,5台磨煤可带MCR负荷,1台备用。24只旋流式燃烧器分6层布置于炉膛下部四角,煤粉和空气从四角送入,在炉膛中呈切圆方式燃烧。最上排燃烧器喷口中心标高为29 851mm,最下排燃烧器喷口中心标高为20 901 mm,燃烧器上部布置OFA燃烬风喷嘴,每个角燃烧器中设有三层油枪。

4 改造方案

此次改造将锅炉原有A层4个煤粉燃烧器更换为气化微油点火煤粉燃烧器。该燃烧器径向位置装有气化微油油燃烧器,在锅炉点火启动及低负荷稳燃阶段,燃油经过特殊设计的气化微油枪喷出后扩容完全气化成油气,在油燃烧器内燃烧,利用压缩空气的高速射流加强补充前期燃烧的氧气,助燃风补充后期燃烧所需的氧量,产生中心温度高达1 800℃的火焰,火焰喷入煤粉燃烧器内,将通过的煤粉直接点燃,这样仅需要微量油即可实现冷炉启动和稳燃;在锅炉正常运行阶段,该燃烧器可作为普通的煤粉燃烧器使用。为了保证较好地点燃,采用浓淡分离、气膜冷却、粉包火式一次风喷口。微油点火系统的煤粉燃烧器采用内燃式分级燃烧方式。

5 运行中注意事项分析

5.1 防止小油枪堵塞[2]

采用压缩空气对新安装的微油点火系统的油管路、压缩空气管路在充油前进行不少于20 h的吹扫,确保管路干净,定期对微油系统的过滤器(三级过滤)进行清理。在投运小油枪前后对油管路进行吹扫10 min,确保小油枪管内不存油;确保小油枪管路上的油阀的严密性,避免油阀内漏,造成小油枪喷嘴积炭阻塞小油枪。

5.2 防止燃烧器烧坏和结渣

a)不允许在燃烧器内不通风的情况下点燃小油枪;在燃烧器通风的情况下,在小油枪点燃后,不投粉的运行时间不得超过30 min,在次期间要特别注意燃烧器的壁温温升情况,保证燃烧器壁温不得超过500℃,以免烧坏燃烧器;

b)在点火前,确保一次风速、一次风压测点准确,防止一次风速过低导致堵管或者燃烧器积粉结焦。点火过程中,应密切关注一次风速、一次风压的变化,如发现其变动较大,应及时检查煤粉燃烧器是否发生积粉结焦堵塞现象,如果发现应立即停炉进行打焦处理,以免烧坏燃烧器;

c)少油点火过程,燃烧器阻力将超过正常运行的燃烧器阻力。因此,在点火过程应及时调整一次风量,严格监视一次风速;

d)在点火前,确保燃烧器壁温测点,安装到位,并且测点测量温度值准确。点火过程中,为了避免少油点火燃烧器结渣,应严格监视少有点火燃烧器壁温,当壁温超过500℃时,应降低供油压力,以降低小油枪出力,并调整助燃风压,或可适当提高一次风速。但不可过高,防止燃烧效率下降较多,飞灰可燃物大幅度增加;

e)在点火过程中严格控制小油枪出力,防止因油枪出力过大烧坏燃烧器。少油点火燃烧器设计为粉包火的结构。因此,运行中不允许燃烧器出口全部含粉气流完全着火,从而导致燃烧器烧坏;

f)确保油管路阀门的严密性,严防在正常运行中因油阀内漏流到燃烧器内造成燃烧器内积粉,导致烧坏燃烧器;

g)不允许在小油枪停运后将小油枪助燃风关闭,以免煤粉倒灌到小油枪配风器内堵塞配风器。为避免影响燃烧器的正常燃烧,可将助燃风门适当关小。

5.3 防止炉膛爆炸

a)点火期间如在磨煤机启动后180 s内少油点火燃烧器未能点燃,应立即停止点火,进行炉膛吹扫(300 s),查明原因后再点火,切忌在炉内充满未点燃煤粉的情况下多次勉强点火。如需投入大油枪助燃时,应当先投入大油枪待炉膛温度升高以后再投入少油点火燃烧器点火,严禁在小油枪点火困难,炉内燃烧情况恶劣,炉膛负压波动的工况下投入大油枪;

b)如需投入第二层燃烧器时,应是相邻上层燃烧器。投入第二层燃烧器之前,应适当调整少油点火燃烧器,使其燃烧正常,在燃烧正常的前提下,尽可能将点火燃烧器的出力加到最大。为保证第二层燃烧器时可靠地点燃,其一次风管流速应保持在18 m/s~20 m/s,其一次风浓度应保持0.4 kg/kg,应按此计算磨煤机出力。如投入第二层燃烧器时在180 s内未能点燃,应停止投入并查明原因后再试投。如需投入大油枪助燃,必须在第二台磨煤机投入之前,点火燃烧器燃烧正常的情况下投入,待炉膛温度上升后再投入第二台磨煤机。

5.4 防止二次燃烧

a)正确地调整小油枪的出力和助燃风压力是提高燃烧效率的主要措施;

b)点火初期在不堵塞一次风管的前提下,应适当降低一次风速,待燃烧正常后再逐步提高一次风速,以免烧坏燃烧器或导致结渣;

c)对于采用蒸汽加热器的直吹式制粉系统,保持冷风加热器加热蒸汽参数达到设计要求可以改善点火效果,同时保证磨煤机有足够的干燥出力,从而保证磨煤机有较高的综合出力,使炉膛温度较快上升,改善燃烧状况。因此,点火期间必须保证加热蒸汽的参数达到设计要求;

d)鉴于一次风率仅能供给燃烧所需的少部分氧量,因此,在内燃的情况下,燃烧效率是不可能超过30%的。因此,必须加强炉内二次风的调整,对于点火燃烧器相邻的二次风应适当开大,对于不相邻的二次风应维持冷却风量,以免降低炉膛温度,造成燃烧效率降低;

e)鉴于冷炉点火初期,燃烧效率较低,为防止二次燃烧,少油点火燃烧器投入运行的初期,应注意观察、记录烟温探针的温度,空气预热器的蒸汽吹灰装置应连续投投入;除尘器灰斗中积灰应及时排除,并不宜在灰库中储存。

5.5 其它问题

5.5.1 磨煤机的调整

a)由于微油点火燃烧器在点火状态下,阻力较高,当磨煤机单侧对应的燃烧器投入时,微油点火燃烧器的流速将会降低,为了不至于导致一次风管路积粉,应通过调整容量风和旁路风,保持一次风流速和燃烧器流速,防止一次风管堵粉或燃烧器器壁超温结渣;

b)在停止小油枪以后,由于点火燃烧器阻力下降较多,应特别注意一次风速的调整,不可因一次风速上升较多,影响炉内燃烧组织,以致脱火、灭火;

c)由于双进双出钢球磨的结构特点,为在微油点火初期保证点火所需的煤粉浓度,磨煤机需要进行预制粉,预制粉期间要严密监控料位的变化,防止堵磨。

5.5.2 油压调整的问题

空气雾化油枪是内混式空气雾化油枪,压缩空气和油在油枪喷口的混合腔内混合后从油枪喷嘴处喷出,该种油枪在油压大于压缩空气压力10 kg的情况下容易出现油倒灌到压缩空气管路的现象,带来很大的安全隐患。为避免出现此种情况,应特别注意在调整小油枪出力时不要把油压调的太高,不允许把油压调的高于1.5 MPa,此种情况不单容易使油倒流,而且雾化效果也不理想,容易造成小油枪在点火期间淌油,导致燃烧器内积粉。另外,要确保雾化管路和吹扫管路的逆止阀可靠。

6 结语

此次改造以节能降耗为主要目标,小油枪出力可调,如能正常运行确实可以节省燃油,降低经济成本,但同时给运行技术人员带来了很大的压力,给设备的安全运行带来了较大挑战,微油点火启动过程在初期投入煤粉,煤粉燃烬率相对较低,这会造成大量未燃烬煤粉沉积在锅炉的尾部烟道尤其是空预器、省煤器灰斗和电除尘灰斗中,尾部烟道的二次燃烧问题比较严峻,设备的的可靠性及相关维护等问题较多,因此,此次改造能否实现预期节能降耗目标还有待于以后的运行实践中慢慢探索。

摘要：近年来随着节能降耗的普及,微油点火技术在火力发电厂中逐渐推广应用。介绍了微油点火基本原理,结合珠海电厂的实际情况,着重从运行的角度分析该技术在实际运行中常见问题及注意事项。

关键词：微油点火,燃烧器,油枪,二次燃烧

参考文献

[1]潘国传.微油点炎燃烧器技术及其应用[J].浙江电力,2006,25(5):16-18.

微油点火一次风加热燃烧装置第6篇

关键词：微油点火,一次风,加热装置,风道燃烧器,小油枪

1 概述

目前大型火电机组锅炉点火过程中的节能减排已引起行业内的高度重视, 微油点火项目的推广和应用日益广泛。

微油点火是将小油枪布置于主煤粉燃烧器内, 利用少量的油直接点燃煤粉, 靠燃烧煤粉放出大量的热启动锅炉, 那么对于直吹式制粉系统而言, 锅炉冷态启动时, 由于没有热的一次风或一次风温度达不到送粉要求, 微油油枪无煤粉可点, 导致锅炉无法正常启动。所以锅炉冷态启动点火初期首先需要解决的是磨煤机制出合格的煤粉, “一次风加热燃烧装置”便由此产生。一次风加热装置的形式一般有两种:一种是通过蒸汽加热一次风 (热源介质是过热蒸汽) , 另一种是利用风道燃烧器加热一次风 (即本文介绍的一次风加热装置) 。通常锅炉正常运行过程中, 一次风通过过热蒸汽加热, 当锅炉冷态启动时, 则需要一次风加热装置加热一次风, 使一次风道内助燃空气加热到满足送粉要求, 从而保证锅炉的安全启动。

2 微油点火一次风加热燃烧装置原理及构成

2.1 一次风加热方式

直吹式制粉系统冷态启动制粉, 如采用蒸汽加热方式所需蒸汽量大、设备体积庞大、造价亦非常高。在保证磨煤机运行安全的前提下, 宜采用风道油加热方式解决冷态启动煤粉来源问题, 即一次风加热燃烧装置。

2.2 加热装置设计说明

正常运行时制粉系统按原设计运行, 不受任何影响;在冷态启动时启动一次风加热燃烧装置加热制粉, 当空预器出口热风温度满足磨煤机运行要求时, 停运该一次风加热燃烧装置。一次风加热燃烧装置采用冷一次风作为油配风, 油配风供风系统和供油系统单独控制。油配风采用过量配置 (过氧系数大于1.2) , 确保燃油短时间内燃尽, 采用过氧配置的油燃烧器燃尽度在99%以上, 确保无未燃尽燃油进入磨煤机, 避免存在爆炸隐患。

2.3 加热装置原理

在磨煤机热风母管上加装一台风道燃烧器, 并给风道燃烧器配相应的供油系统、供风系统、检测及控制系统, 则构成了一次风加热燃烧装置。

2.4 一次风加热燃烧装置系统构成

2.4.1 风道燃烧器

风道燃烧器由稳焰装置、小油枪及安装附件构成。由于小油枪安装于一次风道内, 为避免引起爆炸, 油枪允许的泄漏量要小, 工作效率要高, 根据以上要求采用内混式空气雾化油枪可以更好的满足上述要求。同时, 油枪头部加装旋风稳燃罩确保小油枪稳定燃烧, 在油枪前端、风道内设置不锈钢筒体, 使火焰在不锈钢燃烧筒内燃烧。燃烧筒前端顶部加装不锈钢防护罩, 保证火焰前端不接触一次风管, 保证一次风管安全。

举例说明风道燃烧器内小油枪出力范围的确定:

已知:20摄氏度锅炉一次风, 55吨/小时流量, 通过0号柴油燃烧加热到150摄氏度, 油燃烧配风采用一次冷风, 过氧系数大于1.2, 小油枪油的燃尽率大于99%。

计算过程如下:

空气的比热容c=1.004KJ/Kg K

0号柴油的空燃比为14.7, 即一千克柴油燃烧需要消耗14.7千克空气。

过氧系数按1.2计算, 14.7×1.2=17.64

0号柴油热值:41800 KJ/Kg

根据公式

计算结果:油枪出力181.7kg/h

根据以上计算方式, 可以计算出任一一次风流量、加热到任一温度需要的油枪出力。

2.4.2 供油系统

从近处炉前燃油管道上分别引出一根油管路作为一次风加热燃烧装置 (即小油枪) 供油, 油管路上设手动截止阀、过滤器、气动球阀 (或电动球阀) 、油压表及针型阀, 油管路通过金属软管与油枪连接, 金属软管满足公称压力不小于4.0MPa。

2.4.3 供风系统

从冷一次风道上引出一根油配风管, 风管直径根据小油枪所需的供风量确定, 风管上设电动蝶阀和手动蝶阀控制风量, 根据不同供油量调节供风量, 确保风、油的合理匹配, 确保最佳的燃烧状况, 保证燃尽率大于99%。同时, 也保证了不发生内部漏油现象, 并防止因漏油发生制粉系统爆炸措施。

2.4.4 检测及控制系统

(1) 火焰检测器。每只小油枪配一套火焰检测器, 连续检测火焰的燃烧状态, 持续输出火焰强度、频率信号, 并指示有火、无火, 并将该信号远传到DCS, 作为灭火保护的判断依据。

(2) 高能点火装置。每只小油枪配一套高能点火装置, 由控制柜控制高能点火器、点火枪的启停。

(3) 测温组件。每台风道燃烧器配一套测温组件, 用于测量加热后的风温, 作为调节小油枪出力的依据。

(4) 就地点火控制柜。控制加热装置的启、停和灭火保护, 具备就地单步操作功能, 提供信号给DCS并接受DCS远控操作。

3 结语

微油点火一次风加热燃烧装置原理及构成简单, 操作简单、易于维护、性能可靠, 降低了蒸汽加热一次风的成本, 达到了节能的目的。

参考文献

[1]ASME PTC4.1-1998.《锅炉性能试验规程》[S].

[2]DL5000-2000.《火力发电厂设计技术规程》[S].

[3]DL/T 435-2004.《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》[S].

[4]DL/T5121-2000.《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》[S].

[5]DL/T5182-2004.《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定》[S].

微油点火系统的调试与问题分析第7篇

关键词：微油点火,系统调试,参数设置

0 引言

近年来,微油点火以其在超低负荷稳燃技术方面的优势而在很多超临界机组中得到了应用。其单只燃烧器用油量较少,且煤种适应性强。针对其燃烧特点,在燃烧控制方面也提出了新的要求,本文将重点对其调试及调试过程中出现的问题进行分析,并且提出解决方案。

1 工程简介及微油点火技术特点介绍

1.1 工程简介

本工程锅炉是上海锅炉厂有限公司制造的超超临界参数变压运行直流炉,采用定—滑—定运行方式,单炉膛、四角切向燃烧、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。制粉系统配有6台HP1043中速磨煤机,配有3层燃油系统助燃,在最下层磨配有徐州燃烧控制研究院提供的微油点火系统,用于启动期间投粉助燃。

微油点火燃烧器主要由煤粉燃烧器、油燃烧器、燃油及吹扫系统、油配风系统、气膜风系统、监控系统、控制系统等组成。单只油燃烧器用油量为125 kg/h,点火时经过强化燃烧其火焰中心温度高达1 800℃,可以将通过煤粉燃烧器的一次风粉加热至煤粉的着火温度,在保证煤粉着火稳定的同时也极大地提高了煤粉的燃烬率。

该燃烧器全部采用特种耐热合金钢整体铸造,一次成型,气膜风道采用百叶窗式结构设计,根据温度场的分布在相应位置上开设气膜风窗口,保证气膜风始终贴壁冷却,在燃烧器内壁形成了一个完整的、流动的气膜保护层,控制燃烧器内壁温度不超过750℃,降低煤粉对燃烧器内壁的冲刷,保证燃烧室不结渣,不烧蚀。煤粉弯头采用耐磨铸钢一次性铸造而成。其原理图见图1。

1.2 微油点火燃烧器的技术性能指标

a)微油点火火焰中心温度高,在点火初期煤粉的燃烬率就高达90%～95%;

b)由热一次风引出的气膜风冷却了煤粉燃烧器的内外壁面,并在煤粉燃烧器内形成了一个完整的气膜保护层,避免了结渣和烧蚀,降低煤粉对燃烧器的磨损;

c)对风粉浓度无要求,风粉浓度完全根据锅炉升温升压需要进行调节;

d)单只油燃烧器容量在125 kg/h左右,投煤情况下,燃烧状况良好;

e)油燃烧器的燃烬率高,具备投运电除尘设备的工况条件,具有环保效益;

f)系统自身能耗小、结构简单、初期投资低、现场维护工作量小、运行费用低。

2 调试参数的设置和出现的问题

2.1 调试参数的设置

为了保证直接投粉的燃烧效果,系统设计了暖风器系统,通过蒸汽加热提高风粉的温度,一般投粉前,需保证磨煤机进口热风温度约在150℃左右。在正常投用前,需要对蒸汽系统进行吹扫工作,确保管路清洁畅通。

在油系统进油后,调整燃油母管压力在1.1 MPa～1.3 MPa,以保证系统运行油压。压缩空气吹扫压力0.7 MPa左右,调整一次风速在24 m/s左右,气膜风开度40%,油配风风速11 m/s左右,开始投入微油油枪。

在点燃后,需要通过观察工业电视和就地看火来判断着火情况。如果燃烧不好,可以调整实际的油配风速、一次风速以及二次风挡板的开度,来优化着火。

系统燃烧稳定后,需要注意观察微油各主要参数,如火检温度、壁温、油压等。发现异常及时处理。一般投运初期,需要对火检强度进行调整,确保燃烧过程中火检的准确性。

2.2 调试中出现的问题

a)系统设计油压1.3 MPa,在实际运行时,由于油系统回油阀开的较大,在投油点火时,油压波动较大,特别是需要4只油枪连续投入时,容易触发油系统低油压保护;

b)点火初期,油配风风速过高,风速约11 m/s,变频开度至90%,同时,一次风速在24 m/s左右,导致点火时燃烧不稳定,容易熄火;

c)由于系统设计的火检强度用温度判断,在系统投用以后,火检温度在80℃～650℃之间,波动较大,但是实际着火正常,这样就容易保护误动熄火;

d)在实际运行中发现,系统逻辑需要局部修改,启动过程需要在满足基本油层点火条件的基础,加上微油相关的配风参数要求,在跳闸条件上也要针对微油的特点进行修改。

3 原因分析和解决办法

a)一般油系统在投运时,都容易出现油压波动问题,在本工程中,系统点火前,将系统回油量减少,回油控制在1 t/h～2 t/h的量,这样在点火时不易出现油压波动太大的情况;

b)运行中发现,在点火前,油配风风速放在8 m/s～10 m/s,一次风速放在20 m/s左右,系统燃烧比较稳定。在燃烧稳定后,随着煤量和热负荷的增加,逐渐加大一次风速,以防煤量增加风速过低时导致堵粉;

c)采用热电偶温度判断火检,由于热电偶在实际运行中受燃烧影响,热电偶的位置一旦有微小的变化温度就会变化很大,最终导致低于温度保护设定值。现在采取在保护动作前加延时,同时,将热电偶的位置调整至正常燃烧时温度值在200℃～300℃,并且在运行中加强监视,加强调整;

d)根据微油实际运行特点,考虑到系统的安全以及燃烧着火的稳定性,在油层点火公共逻辑基础上对微油点火的逻辑控制进行了优化,具体优化如下。

微油点火允许条件:(a)热一次风母管压力>5.0 kPa;(b)气膜风调节阀未关且煤粉燃烧器壁温<500℃;(c)油配风机运行且风速>7 m/s;(d)磨机对应粉管一次风速>15 m/s。

微油跳闸条件:(a)MFT或OFT保护动作;(b)燃烧器任一壁温>750℃;(c)油配风机停止;(d)磨机对应粉管一次风速<12 m/s;(e)微油火检温度<100℃,延时3 s;(f)微油启动中,油阀开,吹扫阀关,火检<125℃,延时12 s。

4 调试结果

微油点火系统在经过各组参数的优化后,燃烧稳定,火检强度稳定,在具体的控制数据上也做了进一步的细化。参数优化比较见表1。

如上表,优化后,在同燃料负荷下,燃烧器壁温有所下降,微油火检强度稳定性加强,同时,煤火检强度也进一步的稳定,就整个炉膛燃烧稳定性而言也有了进一步的提高。

在进行系统逻辑优化后,由于有了较多参数的前提保证,系统燃烧参数稳定,在温度保护设置延时后,再加上注意对系统参数的调整,微油系统没有出现误跳的现象。

5 结语

微油点火其特点是煤种适应性强、投资小,但实际使用中还需要结合燃烧器布置特点进行参数与逻辑保护的重新设置。本工程在吸收了燃油系统调试经验的基础上对微油点火系统参数设置进行细化,对逻辑进行了必要的补充,解决其燃烧过程中易火检误报跳闸的问题,系统运行参数更加稳定,极大地提高了锅炉系统在点火初期的燃烧安全性,为同类型机组的调试运行提供了参考。

注:本文参考了徐州燃烧控制研究院有限公司的《双强少油点火燃烧器使用及维护说明书》。

参考文献

1#锅炉微油点火系统DCS改造第8篇

关键词：油枪,控制逻辑,DCS,锅炉

1 工程概述

河津发电分公司1#锅炉为三菱长崎造船所生产的MB-FRR型1205T/H亚临界、强制循环、单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、露天布置汽包锅炉, 该炉为倒“U”型布置。燃烧器布置于炉膛四角, 采用四角切圆燃烧方式, 假设切圆直径为φ1 470 mm和φ1 327 mm, 整组燃烧器为一、二次风间隔布置。为了减少NOx的生成, 采用三菱PM (pollution minimum) 煤粉燃烧器对煤粉进行浓淡分离, 并在燃烧器顶部分别布置了1层OFA喷咀和2层AA (additional air) 风喷咀;燃烧器四角布置了同步摆角气缸 (φ260×470, 进气气压为0.5 MPa) , 整组燃烧器可上下摆动25°;锅炉自下而上设有A, B, C, D四层共16只煤粉燃烧器和AB, CD两层共8只油枪, 每只燃烧器 (油和煤) 均装有独立的火焰检测器;油枪采用蒸汽雾化, 最大出力为30%BMCR, 可确保锅炉启动和稳定燃烧, 每只油枪均配有高能电子点火器。

2 微油点火系统的特点

气化小油枪点火燃烧器在锅炉启动的过程中, 利用气化小油枪可将通过燃烧器的煤粉直接点燃, 从而满足锅炉升温、升压曲线的要求, 且不会造成锅炉再热器超温。

气化小油枪点火系统可在锅炉低负荷运行时投入使用, 从而起到稳定锅炉燃烧的作用。

在气化小油枪退出运行后, 气化小油枪点火燃烧器可作为主燃烧器使用, 不会改变锅炉燃烧组织, 也不会降低锅炉的燃烧效率。

采用微油点火燃烧器后, 保守估计的节油效果在90%以上。电除尘器可以在锅炉启动和低负荷稳燃时正常投入。改造后, 提高了机组运营的安全性和可靠性, 满足了节能降耗、环境保护等指标, 有效提高了经济效益和社会效益。

3 控制逻辑改造

3.1 微油点火控制

在BMS-1中设计了“微油点火模式”和“正常运行模式”, 这2种模式会参与磨煤机的启动和跳闸回路;参照原系统燃烧器操作画面设计了微油点火控制画面, 包括暖风器隔绝门、磨煤机出口门控制面板。

A-1角微油点火控制逻辑和上述2种模式控制逻辑原理如图1所示, 其余A-2, A-3和A-4角的逻辑原理均相同。

3.2 A-MILL跳闸控制逻辑

A-MILL跳闸控制逻辑总体分为以下2种情况: (1) 正常模式。保留原有磨煤机所有跳闸逻辑, 加入正常运行模式的限制; (2) 微油点火模式。筛选保留部分磨煤机的跳闸条件, 并加入微油点火模式的限制条件。具体如图2所示。

3.3 微油点火模式下A磨煤机的启动控制逻辑