汕尾電廠氣化微油點火技術節(jié)能改造的應用

趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

汕尾電廠氣化微油點火技術節(jié)能改造的應用

趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

我國是一個石油消耗和進口大國，國家鼓勵推廣節(jié)油和以煤代油技術。汕尾電廠2×600 MW超臨界機組采用傳統(tǒng)的輕柴油點火和低負荷投油助燃技術，這種方式需要耗用大量的柴油，隨著國際油價不斷攀升，給電廠帶來很大的經濟壓力，也不符合國家節(jié)約能源的基本國策。冷爐啟動初期由于電除塵不能及時投入而造成煙塵對環(huán)境的污染，為此，汕尾電廠對點火系統(tǒng)進行改造，采用氣化微油點火技術，節(jié)約能源，取得了巨大的經濟效益，同時也降低了污染，保護了電廠周邊的生態(tài)環(huán)境。

1 設備概況

廣東汕尾紅海灣發(fā)電有限公司1、2號機組鍋爐采用單爐膛，∏型布置，平衡通風，一次中間再熱，前后墻對沖燃燒，尾部雙煙道，再熱汽溫采用煙氣擋板調節(jié)，復合變壓運行，超臨界本生直流爐。電廠燃煤設計煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤。鍋爐設計參數見表1，煤質參數見表2。成。在負荷≥28%B?MCR后，直流運行，一次上升，啟動分離器入口具有一定的過熱度。

表1 鍋爐的參數表

表2 煤質參數表

燃燒器采用前后墻對沖分級燃燒技術。在爐膛前后墻各分3層布置低NOx旋流式HT?NR3煤粉燃燒器，每層布置6只燃燒器，全爐共設有36只燃燒器。在最上層燃燒器的上部布置了燃盡風噴口（AAP）。其中鍋爐前墻中、下層和鍋爐后墻中層共裝有18只啟動油槍用于暖爐和低負荷穩(wěn)燃，單只油槍出力是2.2 t/h，前墻中層作為備用，用于啟動和維持低負荷熱量提供。油槍總輸入熱量相當于30%B?MCR鍋爐負荷。

制粉系統(tǒng)：采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。配6臺HP型磨煤機和6臺電子稱重給煤機。煤粉細度的設計值R90為25%。

給水系統(tǒng)：機組配置2×50%B?MCR調速汽動給水泵和1臺30%B?MCR容量的電動調速給水泵。電動給水泵參數：流量586 t/h，揚程3 196 m，出水壓力29.51 MPa。電動給水泵電動機額定電壓6 000 V，額定電流910 A，額定功率8 200 kW，轉速1 490 r/min。

汽輪機旁路系統(tǒng)：按40%B?MCR容量的啟動旁路考慮。

2 微油系統(tǒng)設備概況

汕尾電廠1號爐改造方案為將后墻下層燃燒器（A1～A6）改造成氣化微油點火煤粉燃燒器。微油點火燃燒器既作為冷爐點火燃燒器，又作為主燃燒器使用。

微油點火系統(tǒng)主要包括3部分，其中氣化微油點火系統(tǒng)由燃油、壓縮空氣、燃燒器、助燃風、壁溫監(jiān)測、火檢系統(tǒng)等組成；一次風加熱系統(tǒng)由暖風器、風門、支吊架等組成；控制系統(tǒng)對點火系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)進行控制，保證鍋爐安全、穩(wěn)定、可靠運行。氣化微油點火方式下燃燒器主要設計參數見表3。

表3 氣化微油點火方式下燃燒器主要設計參數

氣化微油點火油系統(tǒng)的設計參數如下：最低工作油壓0.5 MPa；最高工作油壓2.5 MPa；消耗量（單支油槍）40～60 kg/h。

暖風器設計參數如下：空氣進/出口溫度20℃/150℃；空氣進/出口壓力阻力小于300 Pa；空氣流量80 t/h；蒸汽進口溫度300℃；蒸汽進口壓力1.0 Mpa；蒸汽耗汽量4 800 kg/h。

微油燃燒器由彎頭、油燃燒室、煤粉一級燃燒室、煤粉二級燃燒室，煤粉三級燃燒室等組成；圖1為氣化微油煤粉燃燒器結構示意圖。

圖1 氣化微油煤粉燃燒器結構示意圖

圖2為微油及暖風器系統(tǒng)圖。

圖2 微油及暖風器系統(tǒng)

3 試運行情況

2007年5月16日，系統(tǒng)吹掃和系統(tǒng)漏點檢查試驗完成后，根據“二十五項反措”要求進行每個微油槍的燃油霧化試驗，發(fā)現微油槍在壓力大于0.8 MPa以上即可霧化，但在1.2～1.5 MPa之間霧化效果比較好，此時壓縮空氣壓力控制在0.25 MPa左右，建議正常運行期間每個微油槍前壓縮空氣手動門的開度調好后保持不變，燃油壓力控制在1.2～1.5 MPa之間。

2007年5月17日，為了確保下一步工作的順利開展，微油槍霧化試驗結束后，對微油槍進行試點火，每個微油槍均能正常點燃。圖3為單獨點燃微油槍從看火孔拍攝的圖片。

圖3 單獨點燃微油槍

2007年5月19日，1號爐首次點火，煤粉點燃正常，爐膛負壓穩(wěn)定。A磨煤機給煤量小于27 t/h時，從火焰電視上看，爐膛火焰比較暗，這主要是由于點火初期爐膛溫度比較低，爐內黑煙比較多，影響火焰探頭獲取的圖像效果，從現場的觀火孔看，燃燒器噴口出火焰呈桔紅色，燃燒比較穩(wěn)定。當A磨煤機給煤量增至35 t/h以上時，從火焰電視上可以看到明亮的火焰（見圖4）。

圖4 爐膛火焰情況

點火80 min后，鍋爐中間點溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min，符合運行規(guī)程中規(guī)定的標準：溫升不大于2℃/min。

從電除塵一電場下取飛灰進行分析，點火初期飛灰含碳量在25%～30%；當給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當2臺磨煤機運行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

當A磨煤機給煤量大于34 t/h后，啟動C磨煤機，C磨煤機能夠正常被點燃，火檢返回正常，而且爐膛負壓在正常范圍內波動，波動幅度不超過200 Pa。

從運行過程參數看，A磨煤機的最大給煤量應控制在42 t/h以下，最小出力應該不低于15 t/h（主要是根據火檢強度和磨煤機的運行電流確定）。

2臺磨煤機運行能夠滿足機組沖轉要求，2007年5月20日，1號機組首次利用微油系統(tǒng)直接引燃煤粉來達到沖轉參數，沖轉參數見表4。

4 性能試驗

4.1 氣化微油燃燒器引燃煤粉性能試驗

通過1號機組的幾次點火證實，氣化微油燃燒器能夠直接引燃煤粉，爐膛負壓在正常范圍內波動，尾部煙道、干除灰系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)未發(fā)生過自燃現象。當A磨煤機給煤量大于34 t/h后，啟動C磨煤機，C磨煤機能夠正常被點燃，火檢返回正常狀態(tài)，而且爐膛負壓在正常范圍內波動，波動幅度不超過200 Pa。

4.2“微油模式”下煤粉燃燒情況分析

在“微油模式”下直接投入煤粉，鍋爐各運行參數正常，從電除塵一電場下取飛灰進行分析，點火初期飛灰含碳量在25%～30%；當給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當2臺磨煤機運行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

4.3 燃燒器的安全性能測試

微油燃燒器設計溫度是500℃。在微油槍單獨運行的情況下，燃燒器壁溫度最高達300℃，在設計范圍內；當投入煤粉后，燃燒器壁溫度在50～100℃，能夠長期穩(wěn)定運行。因此為了保護微油燃燒器，建議不要在只投微油槍的情況下長期運行。

4.4 鍋爐的升溫升壓測試

點火80 min后，鍋爐中間點溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min。符合運行規(guī)程中規(guī)定的標準：溫升不大于2℃/min。即利用微油燃燒器直接引燃煤粉能夠滿足鍋爐的升溫升壓曲線要求。

4.5“微油模式”下邏輯保護的可靠性

經過幾次點火啟動證實，“微油模式”下邏輯保護比較可靠，沒有發(fā)生異常保護誤動，也沒有因為邏輯問題引發(fā)設備故障。

4.6 氣化微油燃燒器作為主燃燒器的性能測試

在機組整套啟動過程中，微油燃燒器作為主燃燒器運行能夠滿足機組帶額定負荷穩(wěn)定運行、升降負荷的要求，爐膛負壓、排煙溫度、過熱器和再熱器減溫水在正常范圍內。

5 效益分析

5.1 經濟效益

汕尾電廠1、2號爐成功應用氣化微油點火技術實現了冷爐啟動，為電廠節(jié)約了大量燃油，創(chuàng)造了巨大的經濟效益。與未實施微油改造鍋爐啟動相比，經濟效益非常明顯。以2號爐吹管為例，具體分析其經濟效益，見表5。微油系統(tǒng)油管路及微油燃燒器分別如圖5、圖6所示。

表5 經濟效益分析

圖5 微油系統(tǒng)油管路

圖6 微油燃燒器

表6為按照機組各項啟動曲線及考慮機組實際情況，微油改造前后機組估計啟動用油量比較及節(jié)約費用（不考慮啟動鍋爐用油、不考慮過程中出現缺陷耽擱時間的油量消耗）。

表7為按照機組各停運曲線及考慮機組實際情況，微油改造前后機組估計停運用油量及節(jié)約費用比較（不考慮啟動鍋爐用油、不考慮過程中出現缺陷耽擱時間的油量消耗）。

表6 改造前后機組啟動用油量比較及節(jié)約費用

表7 微油改造前后機組估計停運用油量及節(jié)約費用比較

考慮機組大、小修及非計劃停運次數，按照2008年紅海灣電廠上報計劃：2號機組1次小修，1號機組2次小修，2008年1、2號機組非計劃停運為10次（考慮到新機組的情況），每次非計劃停運均按照熱態(tài)或極熱態(tài)啟動考慮，不考慮其他非正常因素影響，和微油改造前比較，全年機組可以節(jié)省燃油1 125.7 t，節(jié)省費用342.3萬元。

5.2 環(huán)保效益

采用氣化微油點火技術啟動鍋爐，由于微油點火煤粉燃盡率高，鍋爐啟動初期即可投入電除塵，取得了很好的環(huán)保效益。按照常規(guī)的運行方式，機組在低負荷運行時，鍋爐必須油煤混燒，避免未燃盡的油滴粘污電極，鍋爐電除塵器無法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中，給環(huán)境帶來嚴重的污染，同時煙氣中的粉塵會對鍋爐引風機葉片造成磨損，這些均給電廠帶來間接的經濟損失。而采用氣化微油點火方式啟動鍋爐，啟動初期煤粉燃盡率高，能有效控制鍋爐冷爐點火初期冒黑煙現象，大大減少粉塵的排放。另外，由于油槍油量小且氣化燃燒完全，啟動初期即可投入電除塵，解決了投大油槍時煙囪“冒黑煙”的問題，有效降低了鍋爐啟動初期的污染物排放，避免了對環(huán)境污染，給電廠帶來顯著的環(huán)保效益和社會效益。

Shanwei powerplant micro?oil gasification ignition technological transformation

ZHAO Jian
（Guangzhou Ruiming Power Stock Co.Ltd.,Guangzhou 510700,China）

1009-1831（2012）02-0037-04

F407.61；TK018

E

2011-10-14

（

孫 晶）