電站煤粉鍋爐三種點(diǎn)火方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析

林友柱

中圖分類號：U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

摘要：目前電站煤粉鍋爐普遍采用的是輕油點(diǎn)火，但在國際原油價格不斷攀升的今天，為降低燃料成本，國內(nèi)很多電廠改用了等離子或微油點(diǎn)火方式。本文就三種點(diǎn)火方式進(jìn)行探討，并重點(diǎn)以廣東省最早應(yīng)用等離子點(diǎn)火技術(shù)的廣州恒運(yùn)熱電廠的實際情況，對三種點(diǎn)火方式進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析，得出了等離子點(diǎn)火技術(shù)是當(dāng)前新機(jī)組建設(shè)和舊爐改造的首選點(diǎn)火方式的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：輕油；微油；等離子；點(diǎn)火方式；經(jīng)濟(jì)效益；比較分析

Abstract: at present, the power of the widespread use of the coal boiler is light oil fire, but in international oil prices rising today, to reduce fuel costs, many domestic power plant can switch the plasma or small oil ignition pattern. This paper discusses three ignition pattern, and the focus of the earliest application in guangdong province plasma ignition technology of guangzhou HengYun thermal power plant, the actual situation, ignition pattern of three kinds of technical and economic comparison and analysis, it is concluded that the plasma ignition technique is the new unit construction and renovation of the old furnace preferred ignition pattern conclusion.

Keywords: light oil; The oil; Plasma; Ignition pattern; Economic benefit; Comparative analysis

一、電站鍋爐三種點(diǎn)火方式概述

目前電站煤粉鍋爐采用了輕油、微油和等離子三種點(diǎn)火方式進(jìn)行點(diǎn)火。輕油點(diǎn)火方式在電站鍋爐中早已應(yīng)用，是傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式；微油點(diǎn)火方式是近十年來研發(fā)出來的一種新的技術(shù)；輕油點(diǎn)火方式和微油點(diǎn)火方式都是利用裝在燃煤粉燃燒器內(nèi)的高能點(diǎn)火器引燃其輕油系統(tǒng)油槍噴出的輕質(zhì)柴油，通過柴油燃燒再點(diǎn)燃煤粉燃燒器噴咀噴出的煤粉著火燃燒。兩者設(shè)備系統(tǒng)大致相同，其主要區(qū)別于點(diǎn)火所需油量的不同，微油點(diǎn)火方式比輕油點(diǎn)火方式可以節(jié)省點(diǎn)火用油達(dá)70%以上。

等離子點(diǎn)火技術(shù)也是近十年來我國研發(fā)出來的一種新型點(diǎn)火技術(shù)。 它比微油點(diǎn)火技術(shù)更早地應(yīng)用于電站鍋爐點(diǎn)火， 從點(diǎn)火燃燒技術(shù)原理來說，兩種基本同類，都是內(nèi)燃式燃燒器，采用濃淡技術(shù)，內(nèi)濃外淡，分級燃燒，集中點(diǎn)燃煤粉并逐級放大來完成煤粉引燃過程。兩者的不同點(diǎn)是：微油點(diǎn)火技術(shù)是通過高能點(diǎn)火器引燃其輕油系統(tǒng)油槍噴出的輕質(zhì)柴油作為煤粉點(diǎn)火源；而等離子點(diǎn)火技術(shù)點(diǎn)火源為等離子發(fā)生器（拉電?。瑑烧咴O(shè)備系統(tǒng)下屬的各功能子系統(tǒng)也差別較大。

二、三種點(diǎn)火技術(shù)在國內(nèi)電廠應(yīng)用情況

輕油點(diǎn)火方式是傳統(tǒng)的點(diǎn)火方式，在電站鍋爐中早已被廣泛應(yīng)用。等離子因其節(jié)油效果顯著，故近幾年來在火電新建機(jī)組的設(shè)計安裝和老機(jī)組改造時紛紛采用該系統(tǒng)技術(shù)。我們知道，新建機(jī)組整體啟動調(diào)試時耗用柴油量相當(dāng)大，如300MW燃煤機(jī)組約需耗用3000噸左右的柴油，所以很多電廠在機(jī)組建設(shè)安裝時就采用了等離子點(diǎn)火技術(shù)，其投資成本在機(jī)組調(diào)試期間從節(jié)省的燃油費(fèi)用中就可全部收回。在老機(jī)組改造時，等離子點(diǎn)火技術(shù)也得到廣泛的推廣應(yīng)用。微油點(diǎn)火技術(shù)由于也具有較好的節(jié)油效果，且系統(tǒng)相對簡單，改造工作量較小，方便易行，近年來，在新建機(jī)組和老機(jī)組改造時也有較多的采用。

廣州恒運(yùn)熱電廠等離子點(diǎn)火使用情況：

廣州恒運(yùn)熱電廠是一間有2×210MW＋2×300MW機(jī)組的中小型燃煤熱電廠，該廠早在2003年就率先在廣東省內(nèi)應(yīng)用了等離子點(diǎn)火技術(shù)，大膽地利用當(dāng)時#6機(jī)組（210MW）油爐改煤爐的時機(jī)對燃燒器進(jìn)行了代替原傳統(tǒng)輕油點(diǎn)火的等離子點(diǎn)火技術(shù)改造。2007年又在#8、#9爐（2×300MW 機(jī)組）籌建期間分別在2臺新爐上安裝了等離子點(diǎn)火系統(tǒng)。從這幾年的運(yùn)行情況來看，采用等離子點(diǎn)火技術(shù)可保證點(diǎn)火過程安全可靠，能滿足低負(fù)荷穩(wěn)燃及機(jī)組滑停的要求，其中，#8、#9爐配置了暖風(fēng)器加熱系統(tǒng)，從機(jī)組整組啟動至今，全程實現(xiàn)了無油點(diǎn)火，在鍋爐點(diǎn)火啟動期間電除塵設(shè)備能快速投運(yùn)而不必?fù)?dān)心除塵設(shè)備（如布袋和極板、極線等）被油塵污染，減少啟動期間的粉塵排放，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

現(xiàn)該廠共四臺機(jī)組只有#7機(jī)組（210MW）鍋爐還沒安裝等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，以下是廣州恒運(yùn)熱電廠05年至10年#6、#7機(jī)組（210MW）鍋爐開機(jī)耗油情況：

從上表可見，安裝了等離子點(diǎn)火的#6爐比傳統(tǒng)輕油點(diǎn)火的#7爐總年平均耗油和總平均每次開機(jī)油耗都低。但由于#6爐還未安裝暖風(fēng)器系統(tǒng), 冷態(tài)啟爐初期磨煤制粉及爐內(nèi)點(diǎn)火穩(wěn)燃會受到一定的限制,則冷態(tài)啟爐初期及停爐后期仍需投油助燃,故節(jié)油效果并不十分明顯。

三、廣州恒運(yùn)熱電廠#7爐改用等離子或微油點(diǎn)火的經(jīng)濟(jì)效益分析比較

1、采用加裝暖風(fēng)器或鄰爐送熱風(fēng)的等離子點(diǎn)火技術(shù)，每年可節(jié)省燃油約373噸（按每年上表平均耗油計算）：

（1）、373噸燃油費(fèi)用：

輕柴油價格按0.60萬元/噸，即0.60×373= 223.8萬元

（2）、若用燃煤替代373噸燃油，所需費(fèi)用計算：

燃油的低位發(fā)熱量取4.08×104kj/kg，設(shè)計煤種低位發(fā)熱量為21480kj/kg，

從北方港口到廣州恒運(yùn)熱電廠燃煤價格按700元/噸，投等離子時平均燃盡率取85%，則按發(fā)熱量相等法計算相當(dāng)于燃煤消耗量為：

4.08×104×373÷21480＝708.5噸

折算原煤成本費(fèi)用為：708.5700＝49.56萬元

投運(yùn)等離子點(diǎn)火比傳統(tǒng)輕油點(diǎn)火還需增加如下費(fèi)用：

A、磨煤制粉耗電：

#6、#7爐磨煤機(jī)制粉平均電耗取8 kwh/t,則全年制粉耗電量:708.5×8=5668度;

B、等離子系統(tǒng)電弧耗電：每只點(diǎn)火嘴功率180KW,共4只,平均每次啟/停爐時間按10小時,平均每年啟/停機(jī)次數(shù)6次/年,則全年開/停機(jī)拉弧用電量為:180×4×10×6=43200度；

C、等離子系統(tǒng)冷卻風(fēng)機(jī)全年耗電：7.5 kw/小時，按7000小時/年，得：7.5×7000=52500度；

D、等離子系統(tǒng)冷卻水泵全年耗電：11 kw/小時，按7000小時/年，得: 11×7000=77000度；

E、投等離子點(diǎn)火比傳統(tǒng)輕油點(diǎn)火約提前2小時啟動一次風(fēng)機(jī)，全年多耗電：

3?×6（KV）×101（I）×cosф×2×6次/年=10705度，（取cosф=0.85）;

廠用電成本價格按0.45元/kwh，則得增加耗電總費(fèi)用：（5668+43200+52500+77000+10705）×0.45=85083元 =8.51萬元；

F、每年備件費(fèi)用：參考該廠#8爐取3萬/年（主要是陰極頭消耗，每80-100小時需更換；陽極頭使用壽命1000小時以上）

可得采用加裝暖風(fēng)器或鄰爐送熱風(fēng)的等離子點(diǎn)火技術(shù)，每年可節(jié)省費(fèi)用:

223.8-49.56-8.51-3=162.73萬元。

2、如果采用微油點(diǎn)火技術(shù)，每年可節(jié)省的費(fèi)用（每年平均耗油373噸）：

A、小油槍耗油費(fèi)用：四支每支小油槍出力控制在30-80Kg/h，運(yùn)行8小時，共耗油：8×4×80=2560 Kg，費(fèi)用：2.56 ×6000元/噸×6次/年=9.216萬元；

B、投運(yùn)微油點(diǎn)火耗電費(fèi)用：輕油泵每次啟、停爐運(yùn)行10小時，油泵功率60kw，一年耗電：10×60×6=3600度；

投微油點(diǎn)火系統(tǒng)需比傳統(tǒng)輕油系統(tǒng)約提前2小時啟動一次風(fēng)機(jī)，全年多耗電：3?×6（KV）×101（I）×cosф×2×6次/年=10705度，（取cosф=0.85）;

廠用電成本價格按0.45元/kwh計算

耗電費(fèi)用：（3600+10705）×0.45=6437元 =0.64萬元；

C、每年備件費(fèi)用： 2萬/年（估算）；

可得采用微油點(diǎn)火技術(shù)比傳統(tǒng)輕油點(diǎn)火技術(shù)每年可節(jié)省的費(fèi)用費(fèi)用:

223.8-49.56-9.68-0.64-2=163.92萬元

廣州恒運(yùn)熱電廠#7爐改用等離子或微油點(diǎn)火技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較列表：

由上表可見,廣州恒運(yùn)熱電廠#7爐改用等離子或微油點(diǎn)火技術(shù)技術(shù)性可行,投資回收期分別為14.7個月和7.3個月.

四、結(jié)論

在電站煤粉鍋爐三種點(diǎn)火方式中，傳統(tǒng)的輕油點(diǎn)火技術(shù)因其需要消耗相對大量的柴油，在國際原油價格不斷攀升的今天，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性已顯落后。取而代之的將是微油和等離子點(diǎn)火技術(shù)。微油和等離子點(diǎn)火技術(shù)在新機(jī)組安裝和舊爐改造中都能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。如果單從經(jīng)濟(jì)效益比較,微油點(diǎn)火技術(shù)投資回收期更短。但由于等離子點(diǎn)火技術(shù)能使電廠實現(xiàn)無油點(diǎn)火，其安全、環(huán)保效益更高；所以，等離子點(diǎn)火技術(shù)是當(dāng)前新機(jī)組建設(shè)和舊爐改造的首選點(diǎn)火方式。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。