氣化微油點火技術(shù)在三河電廠的應(yīng)用

梁昌龍

（三河發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 三河 065201）

1 概 述

三河發(fā)電有限責(zé)任公司2臺350MW機組鍋爐為：亞臨界、控制循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、雙切圓燃燒、鋼架全懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置、固態(tài)排渣爐。鍋爐設(shè)置16只低NOX燃燒器，四角布置，分級配風(fēng)，切圓燃燒。鍋爐配置雙進雙出低速磨煤機4臺、冷一次風(fēng)機、正壓直吹式制粉系統(tǒng)。

點火改造方案中“氣化小油槍點火及穩(wěn)燃裝置”的布置，采用改造4號磨對應(yīng)四角煤粉燃燒器。點火系統(tǒng)包括：壓縮空氣系統(tǒng)、油系統(tǒng)、高壓助燃風(fēng)系統(tǒng)、點火及熱控控制系統(tǒng)、火檢及保護方式等。為了保證鍋爐點火階段4號磨煤機及時啟動運行，在磨煤機進風(fēng)的熱風(fēng)道上安裝了1臺蒸汽加熱器。

2 氣化微油點火技術(shù)

2.1 氣化微油點火的工作原理

利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細(xì)油滴進行燃燒，同時，用燃燒產(chǎn)生的熱量對燃料進行初期加熱、擴容和后期加熱，在極短的時間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體，從而大大提高了燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性強，傳播速度快，火焰中心溫度可達(dá)1800℃以上，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)直接點燃煤粉，見圖1所示。

圖1 氣化微油點火工作原理

2.2 氣化微油點火裝置介紹

根據(jù)機組啟動狀況和氣化小油槍點火的技術(shù)特點，將4號磨煤機煤粉燃燒器改造成安裝氣化小油槍的相對濃縮型煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器上安裝2支氣化小油槍，其方式為氣化小油槍在燃燒器中部直接點燃煤粉，分級燃燒。這種設(shè)計利用少量的燃油消耗，就可達(dá)到鍋爐冷、熱態(tài)啟動和低負(fù)荷穩(wěn)燃目的。氣化設(shè)備參數(shù)，見表1。

表1 氣化微油點火設(shè)備設(shè)計參數(shù)

2.2.1 氣化壓縮空氣系統(tǒng)

氣化小油槍用壓縮空氣，由鍋爐本體四角的壓縮空氣主管直接引出，每角所接順序為：截止閥、手動球閥、氣動球閥、調(diào)壓閥、分支手動球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。系統(tǒng)布置如圖2所示。

圖2 1號角氣化小油槍系統(tǒng)圖

2.2.2 小油槍油系統(tǒng)

氣化小油槍要求油壓0.5～0.7MPa，小油槍用油自鍋爐CD層各角的油角閥前引出。

每角所接順序為：手動球閥、濾油器、手動球閥、氣動球閥、針型閥（調(diào)壓）、就地壓力表、分支手動球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。

2.2.3 高壓助燃風(fēng)系統(tǒng)

高壓助燃風(fēng)作為氣化小油槍點火后，油的后期燃燒所需氧量（油燃燒所需的二次風(fēng)）。氣化小油槍投用時，控制各分路閥后風(fēng)壓1000Pa左右，停用時，控制閥后風(fēng)壓600Pa以上（不可將分路碟閥全部關(guān)閉）。

助燃風(fēng)系統(tǒng)從爐兩側(cè)冷一次風(fēng)管道上引出，經(jīng)碟閥至鍋爐后墻母管，再經(jīng)分路碟閥至各氣化小油槍燃燒筒。

2.2.4 暖風(fēng)器系統(tǒng)

為了保證4號磨煤機啟動制粉，在4號磨煤機的熱風(fēng)道上安裝了旁路暖風(fēng)器。鍋爐啟動初期投入加熱器。加熱器汽源來自機組暖風(fēng)器供汽母管，通過手動截止閥、電動調(diào)節(jié)閥控制，暖風(fēng)器設(shè)計參數(shù)，見表2。

表2 暖風(fēng)器設(shè)計參數(shù)

2.2.5 熱工控制系統(tǒng)：

在鍋爐FSSS主保護的管理之下，氣化小油槍點火是一套獨立的控制系統(tǒng)。在DCS中完成邏輯控制組態(tài)、CRT畫面實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和操作。同時又設(shè)就地控制柜，實現(xiàn)“遠(yuǎn)控”與“就地”的切換，可實現(xiàn)就地操作。當(dāng)鍋爐發(fā)生MFT時，切斷所有進爐燃料，其中包括氣化小油槍系統(tǒng)的各進油分路油閥、氣閥。

氣化小油槍投用有兩種模式：“點火模式”和“助燃模式”。鍋爐啟動中采用“點火模式”；機組正常運行中，在負(fù)荷降至需投油助燃情況下投用氣化小油槍時采用“助燃模式”。鍋爐啟動過程中，當(dāng)已投用的2臺磨機均運行正常還需繼續(xù)升負(fù)荷時，可將氣化小油槍運行模式由“點火模式”轉(zhuǎn)至“助燃模式”。

“點火模式”的保護方式：當(dāng)氣化小油槍專用火檢檢測無火時，關(guān)閉對應(yīng)的磨煤機出口擋板、關(guān)閉對應(yīng)的油閥、氣閥（氣閥延時30s）。

“助燃模式”的保護方式：當(dāng)氣化小油槍專用火檢檢測無火時，關(guān)閉對應(yīng)的油閥、氣閥（氣閥延時30s）。

3 氣化微油點火應(yīng)用

3.1 點火前的準(zhǔn)備

（1）確認(rèn)機跳爐、再熱器保護、汽包高低水位保護解除。

（2）點火條件：鍋爐 MFT復(fù)位、任1臺一次風(fēng)機啟動、供油快關(guān)閥開啟、爐前油循環(huán)油壓正常（大于0.2MPa）。

（3）4號磨煤機暖風(fēng)器暖管，開啟4號磨煤機熱風(fēng)暖風(fēng)器汽源手動門，開啟暖風(fēng)器疏水器前后手動門，暖風(fēng)器疏水倒至定排擴容器。

（4）鍋爐MFT復(fù)位，啟動2臺一次風(fēng)機，開啟4號磨煤機輔助風(fēng)擋板至30%（保持適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)機流量），調(diào)節(jié)出力平衡，設(shè)定一次風(fēng)壓5.5kPa投自動。

3.2 氣化微油點火投入

（1）將氣化小油槍投用方式由“助燃模式”切至為“點火模式”，逐角投入8支氣化小油槍運行，檢查火檢狀態(tài)是否正常，將點燃油槍對應(yīng)二次風(fēng)門投自動，調(diào)節(jié)周界風(fēng)風(fēng)門開度至20%以上，維持燃燒器壁溫不超過450℃，就地檢查油槍是否點燃有無漏油現(xiàn)象；

關(guān)閉4號磨煤機冷、熱風(fēng)調(diào)節(jié)擋板，開啟4號磨煤機暖風(fēng)器入口關(guān)斷擋板，投入4號磨煤機暖風(fēng)器。逐漸增加4號磨煤機通風(fēng)量，控制在20～25t／h，通過調(diào)節(jié)暖風(fēng)器出口一次風(fēng)溫度130℃以上，磨機出口溫度達(dá)55℃；氣化小油槍著火正常，此時，強制執(zhí)行4號磨煤機的火檢；啟動4號磨煤機，強制1臺給煤機“運行”信號（防止給煤機啟動后跳閘造成鍋爐保護動作），啟動1臺給煤機；

（2）投粉后觀察爐膛火焰情況，將4號磨煤機出力維持在8t／h，強制一次風(fēng)量大于15t／h；

燃燒器帶粉運行后，及時調(diào)整二次風(fēng)門，維持燃燒器壁溫不超過450℃。根據(jù)鍋爐燃燒情況，調(diào)整二次風(fēng)門開度，提高爐膛煤粉后期的燃燼率；4號磨煤機啟動后，投入電除塵一電場運行；

（3）觀察爐膛煤粉著火情況，根據(jù)鍋爐升溫升壓和煤粉著火情況，調(diào)整磨煤機出力（并網(wǎng)前控制4號磨煤機出力不大于14t／h）；當(dāng)爐膛出口煙溫達(dá)360℃以上或預(yù)熱器出口風(fēng)溫達(dá)180℃以上時，為預(yù)防燃燒器熱負(fù)荷增大后產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，可通過調(diào)整磨煤機輔助風(fēng)門，提高粉管一次風(fēng)速不低于26～28m／s；當(dāng)空氣預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)溫達(dá)180℃以上時，可停用磨煤機暖風(fēng)器，開啟磨煤機熱風(fēng)擋板，關(guān)閉磨煤機暖風(fēng)器溫度控制閥及磨煤機進口擋板，退出磨煤機暖風(fēng)器。

3.3 氣化微油點火系統(tǒng)的停運

當(dāng)機組負(fù)荷增至停油負(fù)荷時，爐膛燃燒穩(wěn)定將逐支退出氣化小油槍的運行，直至全部退出。氣化小油槍停用以后，氣化小油槍燃燒筒應(yīng)保持留有一定風(fēng)量的高壓助燃風(fēng)（維持各角助燃風(fēng)壓力至500～600Pa），切不可停止助燃風(fēng)的供給，防止油槍積碳和堵塞。氣化小油槍火檢冷卻風(fēng)不可停用。

4 氣化微油點火應(yīng)用問題及處理方案

4.1 升溫升壓過程中溫度控制

鍋爐啟動初期，爐膛內(nèi)溫度較低，此時投入氣化小油槍系統(tǒng)后啟動4號磨煤機，對于溫度較低的爐膛以及給水，升溫、升壓速度顯得很快，不易控制。為此，在啟動磨煤機的初期將燃料量控制在最低，4號磨煤機的給煤量維持在8t／h，一次風(fēng)量控制在16t／h，并為了安全起見，強制一次風(fēng)量大于15t／h（低于15t／h磨煤機保護動作），隨著氣溫氣壓的穩(wěn)步增長逐漸增加燃料，同時，給水的調(diào)節(jié)在維持汽包水位正常的情況下，盡可能將汽包事故放水門、排污門及相關(guān)疏水門保持在較大開度，在給水壓力提高的同時，使過熱器減溫水具有足夠且穩(wěn)定的流量來輔助控制氣溫的增長。

4.2 燃燒筒結(jié)焦或燒損

由于氣化小油槍投用時，油槍插入的深度偏淺（定位不夠）或者氣化小油槍停用時燃燒筒高壓助燃風(fēng)壓偏低，很容易出現(xiàn)燃燒筒結(jié)焦或燒損現(xiàn)象。此時，應(yīng)及時清除燃燒筒內(nèi)焦塊；油槍在原有位置再向內(nèi)插進5～15mm；氣化小油槍停用時，調(diào)整燃燒筒高壓助燃風(fēng)風(fēng)壓略高于燃燒器靜壓阻（600～800Pa）。

4.3 燃燒器結(jié)焦

在鍋爐啟動初期一次風(fēng)速如果控制偏低、輸入燃燒器的熱功率偏大（粉量太大），有可能發(fā)生燃燒器的結(jié)焦現(xiàn)象，因此，在啟動一次風(fēng)機后，可以提高一次風(fēng)速或增開磨煤機通入風(fēng)量（氣化小油槍投用時磨煤機入口總風(fēng)量需相對增加10%）；低負(fù)荷穩(wěn)燃時，當(dāng)氣化小油槍投入使用后，應(yīng)調(diào)整和維持該層燃燒器或?qū)?yīng)磨煤機出力為正常額定出力的60%左右；對于燃用高揮發(fā)分的煙煤，可只投用靠近燃燒器噴口的1支氣化小油槍。

4.4 小油槍滅火處理

如果發(fā)生小油槍的火檢信息丟失，首先應(yīng)檢查保護裝置是否動作，檢查所對應(yīng)的磨煤機出口擋板是否全關(guān)，否則需及時采用手動關(guān)閉，以防止煤粉爆燃。

5 微油冷爐點火技術(shù)的經(jīng)濟效益

當(dāng)鍋爐啟動的整個全程采用微油點火技術(shù)時，1號爐啟動用時為10h，與傳統(tǒng)大油槍啟動過程的經(jīng)濟性對比分析數(shù)據(jù)，如表3中所示。計算結(jié)果表明，1號爐使用微油點火技術(shù)比大油槍啟動節(jié)約燃料費用150.29萬元，經(jīng)濟效益非?？捎^。

表3 微油點火經(jīng)濟型分析

6 結(jié) 語

通過氣化微油點火技術(shù)的改造，節(jié)約了鍋爐啟動燃油，同時也節(jié)約了電廠運行成本，減少了維護工作量，相信氣化微油點火技術(shù)的成功應(yīng)用，會為更多的電廠創(chuàng)造良好的利益。

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