少油量氣化點(diǎn)火在塔里木熱電廠應(yīng)用

樊　森

摘要:塔里木熱電廠兩臺(tái)75t/h煤粉鍋爐點(diǎn)爐需用輕質(zhì)柴油2～3噸,每年點(diǎn)火及低負(fù)荷用油近100～200噸。針對(duì)這一情況2007年6月熱電廠自行安裝新疆奧科公司少油氣化點(diǎn)火設(shè)備。經(jīng)過半年運(yùn)行,點(diǎn)一次只需用150～200公斤輕質(zhì)柴油,節(jié)油效果非常明顯。

關(guān)鍵詞:鍋爐;煤粉爐;煙煤;貧煤;點(diǎn)火;燃燒;節(jié)油

1 基本情況

塔里木熱電廠目前裝機(jī)容量為24MW,屬中小型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)。有兩臺(tái)75t/h煤粉爐,承擔(dān)阿克蘇市區(qū)部分供暖任務(wù)。一臺(tái)65噸拋煤機(jī)鏈條爐,為備用爐,其中兩臺(tái)75t/h熱風(fēng)送粉煤粉鍋爐,設(shè)計(jì)煤種為溫宿境內(nèi)、揮發(fā)份低于14%的貧煤。后來由于煤炭市場(chǎng)的變化,經(jīng)過一系列的改造,可以燃用庫車俄礦煙煤與溫宿貧煤按1:1混合煤種。由于塔里木熱電廠所處地理位置及農(nóng)一師電網(wǎng)的特殊情況,開停爐頻繁,因而用油量很大,年用油在100～200噸。

2 微油量點(diǎn)火系統(tǒng)

微油量點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)由燃油系統(tǒng)、氣化槍、壓縮空氣系統(tǒng)、高壓風(fēng)系統(tǒng)、高能點(diǎn)火裝置以及控制系統(tǒng)等組成。微油量點(diǎn)火系統(tǒng)是通過對(duì)燃燒器進(jìn)行改造,并使用特制油槍頭,使燃油很好的霧化,從而在點(diǎn)火時(shí)形成一個(gè)1500℃～2000℃左右的高能火核,然后直接點(diǎn)燃煤粉,來達(dá)到節(jié)油效果的。經(jīng)過改造后,單支油槍出力為25～50kg/h,整個(gè)點(diǎn)爐過程可以很好的控制在鍋爐的升溫升壓范圍內(nèi)。

2.1 微油槍燃燒工作原理

微油槍采用強(qiáng)化燃燒技術(shù),即利用壓縮空氣的高速射流將柴油直接擊碎,使之霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行充分燃燒,同時(shí)利用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃料進(jìn)行初期加熱、擴(kuò)容,再經(jīng)過前端管束進(jìn)行后期加熱,加速油滴在極短的時(shí)間內(nèi)完全蒸發(fā)氣化,使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料,從而大大提高燃燒效率及火焰溫度,完全氣化后的燃燒火焰剛性極強(qiáng),其傳播速度較初期加熱氣化后的速度明顯加快,其傳播速度超過聲速,火焰呈完全透明狀,完全氣化后的燃燒火焰其根部為藍(lán)色,中間及尾部為透明白色,火核中心溫度可達(dá)1500-2000℃,完全滿足在煤粉燃燒器內(nèi)進(jìn)行直接點(diǎn)燃煤粉燃燒,從而實(shí)現(xiàn)電站鍋爐啟、停以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。系統(tǒng)中壓縮空氣主要用于點(diǎn)火時(shí)實(shí)現(xiàn)前期燃油霧化,正常燃燒時(shí)補(bǔ)充燃燒需要的氧氣含量;高壓風(fēng)用于補(bǔ)充后期加速燃燒所需氧氣含量。

2.2 燃燒器系統(tǒng)的工作原理

微油槍燃燒形成的高溫火核使進(jìn)入濃淡燃燒器一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇上升、破裂粉碎,釋放大量的揮發(fā)份并迅速燃燒。然后由著火后的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并著火燃燒器,實(shí)現(xiàn)煤粉分級(jí)著火燃燒的成熟技術(shù),使燃燒能量逐級(jí)放大,達(dá)到點(diǎn)燃煤粉并加速煤粉燃燒的目的。大大減少煤粉燃燒所需點(diǎn)燃的能量,滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求,達(dá)到以煤代油并節(jié)油的目的。濃淡煤粉燃燒器的周界冷卻二次風(fēng)引自送風(fēng)機(jī)出口,使其在燃燒器內(nèi)壁形成一道冷卻氣膜主要用于保護(hù)噴口安全,防止噴口結(jié)焦燒損及補(bǔ)充后期燃燒所需氧量。

3 系統(tǒng)改造

3.1 燃燒器改造

對(duì)鍋爐的原有的下一次風(fēng)進(jìn)行改造,將鍋爐對(duì)應(yīng)兩角燃燒器更換成微油量點(diǎn)火燃燒器。微油量燃燒器更換后,將側(cè)二次風(fēng)箱與氣膜冷卻風(fēng)箱共享;在使用小油量燃燒時(shí),使用送風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng),冷卻燃燒器;在正常運(yùn)行時(shí),采用二次風(fēng)作為周界風(fēng)使用。

3.2 燃油系統(tǒng)改造

利用原有供油系統(tǒng)進(jìn)行改造,在鍋爐附近的供油管路上引出微油量的供油管路,然后從微油量供油管路上引回油管路到原系統(tǒng)回油管路上,并在微油量供回油管路上安裝截止閥。在微油量點(diǎn)火時(shí)通過調(diào)節(jié)微油量供回油管路截止閥來調(diào)節(jié)微油量點(diǎn)火系統(tǒng)的油壓,保持油壓在1.0MPa左右。

3.3 壓縮空氣系統(tǒng)改造

在鍋爐附近的壓縮空氣管線上取氣源,(原鍋爐配套有兩臺(tái)11m3空壓機(jī))就近從吹灰管道引到鍋爐2、4號(hào)角。在微油量點(diǎn)火系統(tǒng)的壓縮空氣總管上設(shè)截止閥,并通過截止閥調(diào)節(jié)氣壓,保持氣壓在0.2～0.6MPa調(diào)節(jié)范圍。

3.4 高壓風(fēng)系統(tǒng)的改造

原來現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備增加一臺(tái)高壓風(fēng)機(jī),后經(jīng)過優(yōu)化方案,省去一臺(tái)高壓風(fēng)機(jī),直接從送風(fēng)機(jī)出口的直徑400mm冷風(fēng)管道,通過直徑108mm的管線引到鍋爐兩角。點(diǎn)爐初期風(fēng)壓2kPa。隨著給煤量增加,根據(jù)燃燒情況風(fēng)壓還可繼續(xù)增加,完全能夠滿足原設(shè)計(jì)需要。

3.5 控制系統(tǒng)

根據(jù)熱電廠實(shí)際狀況,微油量點(diǎn)火系統(tǒng)的控制采用就地控制和PLC集控室操作盤前程序自動(dòng)控制相結(jié)合的方式,從而達(dá)到更好的性價(jià)比。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

針對(duì)塔里木熱電廠75t/h鍋爐現(xiàn)在每次啟停爐需要耗油2～3t,燃油價(jià)格按0.5萬元/t計(jì)算,啟停一次爐需花費(fèi)1～1.5萬元。而微油量點(diǎn)火裝置,單只油槍耗油25～50kg/h,點(diǎn)一次爐只需耗油200kg左右,約花費(fèi)1000元。一次啟停爐,直接節(jié)約成本2.3萬元。每年塔里木熱電廠75t/h鍋爐啟停約十余次左右,經(jīng)過微油量改造后,每年節(jié)約燃油成本30萬元左右。而且微油量點(diǎn)火裝置改造后,完成了鍋爐的自動(dòng)點(diǎn)火改造,提高了設(shè)備的可靠性,原來用火把點(diǎn)火,需用三人,現(xiàn)只要一人就可完成,減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了操作工人的工作環(huán)境。

微油量點(diǎn)火裝置改造后,提高了可靠的低負(fù)荷穩(wěn)燃。保證了鍋爐在較低負(fù)荷和燃燒劣質(zhì)煤時(shí),能夠安全穩(wěn)定進(jìn)行。

結(jié)束語

少油量氣化點(diǎn)火在塔里木熱電廠實(shí)施完成后,點(diǎn)了四次爐,每次用油都在150kg,完全達(dá)到技術(shù)改造目的和設(shè)計(jì)要求。節(jié)油率達(dá)到90%以上。對(duì)塔里木熱電廠節(jié)能減排工作起到很好的促進(jìn)作用。

當(dāng)前節(jié)能減排已經(jīng)是我國的一項(xiàng)基本國策和任務(wù),加大熱電廠技改、技革和新技術(shù)應(yīng)用的力度,刻不容緩。應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略的高度充分認(rèn)識(shí)節(jié)能減排對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重大意義。

作者簡(jiǎn)介:樊森(1963-),男,工程師,新疆阿克蘇塔里木熱電廠廠長,工作以來長期從事發(fā)電廠的設(shè)備和技術(shù)管理工作。