氣化小油槍點(diǎn)火及其穩(wěn)燃裝置的使用和改造方案探討

張瑞峰

（山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037039）

我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得電力工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，2012年底，我國的總裝機(jī)總量已經(jīng)超過1×109kW，其中火力發(fā)電站與熱力發(fā)電站的總量占75%左右；火力發(fā)電機(jī)組的啟停過程和點(diǎn)火過程都需要使用石油來進(jìn)行，在一些低負(fù)荷穩(wěn)燃過程的燃料也是選用石油，2012年的低荷穩(wěn)燃和點(diǎn)火啟動(dòng)過程所消耗的石油為2012年所使用石油總量的48%左右；到了2013年，我國的發(fā)電量還在增加，那么其點(diǎn)火啟動(dòng)和穩(wěn)燃過程所使用的石油總量將會(huì)更多。

發(fā)電市場的需要和對環(huán)境保護(hù)的更高要求，使得對于鍋爐燃燒器的改造變得越來越緊迫。通過對鍋爐燃燒器的優(yōu)化改造，可以使燃燒器的使用壽命得到提高，負(fù)荷條件下的穩(wěn)燒能力得到增強(qiáng)，最大化促進(jìn)燃料的完全燃燒，減少污染物的產(chǎn)生，使機(jī)組的實(shí)際工作效率得到明顯提升的同時(shí)，其經(jīng)濟(jì)效益也得到增加，對環(huán)境的污染程度降至最低。

1 微油點(diǎn)火系統(tǒng)的主要組成

微油點(diǎn)火系統(tǒng)由燃燒系統(tǒng)、冷卻風(fēng)與助燃風(fēng)系統(tǒng)、燃油和空氣壓縮系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)四個(gè)主要部分組成[2-3]。這四個(gè)部分的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)，工作相輔相成，同時(shí)也應(yīng)保證每一個(gè)部分的相對獨(dú)立。

1.1 燃燒系統(tǒng)

之前設(shè)備所使用的燃燒器是煤粉噴燃器，主要是通過點(diǎn)燃噴射煤粉進(jìn)行穩(wěn)燃裝置的點(diǎn)燃。由于煤粉的燃燒持續(xù)效果明顯劣于石油穩(wěn)燃性能，因此將煤粉噴燃器進(jìn)行改造，選用微油點(diǎn)火裝置來實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)燃效果。將新設(shè)計(jì)的微油點(diǎn)火裝置推入所設(shè)置的安裝部位，并進(jìn)行固定，保證原有的風(fēng)送接口走向以及管徑不變，連接風(fēng)管和燃燒器設(shè)備。微油點(diǎn)火系統(tǒng)的側(cè)部安裝小油槍燃燒筒，同時(shí)連接燃油管與助燃管，實(shí)現(xiàn)油的流向穩(wěn)定。

1.2 冷卻風(fēng)與助燃風(fēng)系統(tǒng)

隨著燃燒系統(tǒng)的改造，其冷卻風(fēng)與助燃風(fēng)系統(tǒng)也應(yīng)得到相應(yīng)的改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)燃效果。使用煤噴燃燒器的時(shí)候，煤的固定性質(zhì)決定其所需的助燃風(fēng)比較大，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證空氣流量的同時(shí)，更好地促進(jìn)燃煤的完全燃燒。然而，助燃風(fēng)卻又不宜過大，因?yàn)槊悍廴紵^程中產(chǎn)生的灰粒會(huì)不斷地碰撞裝置壁面，加大風(fēng)速，同時(shí)也會(huì)使得碰撞程度加大，從而增加了對壁面的磨損程度。冷卻風(fēng)進(jìn)行冷卻時(shí)，煤的燃燒不會(huì)很劇烈，也就不需要很強(qiáng)的冷卻風(fēng)來進(jìn)行冷卻。選用石油燃燒器之后，其石油的燃燒對于助燃風(fēng)的要求比較低，并且石油燃燒過程的冷卻需要很強(qiáng)的冷卻風(fēng)來實(shí)現(xiàn)。因此，對于冷卻風(fēng)與助燃風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)應(yīng)在減弱助燃風(fēng)的同時(shí)增強(qiáng)冷卻風(fēng)，這樣才能更好地保證石油燃燒器的運(yùn)作。

1.3 燃燒和空氣壓縮系統(tǒng)

燃燒和空氣壓縮系統(tǒng)的作用在于保證空氣流入，確保燃料的完全燃燒。煤燃料的燃燒過程需要促進(jìn)燃煤的充分燃燒，因此需要較大的空氣流入以減少灰粒的產(chǎn)生，同時(shí)減少非充分燃燒產(chǎn)物的形成，減小對環(huán)境的污染程度。改用石油作為燃燒原料之后，石油的燃燒程度明顯高于煤粉裝置，應(yīng)適當(dāng)控制空氣流入，同時(shí)也要盡可能保證燃燒產(chǎn)物中一氧化碳的含量，將環(huán)境污染物降至最低。

1.4 設(shè)備控制系統(tǒng)

燃煤燃燒器的穩(wěn)燃過程比較容易通過空氣流量來進(jìn)行控制，其整體設(shè)備的控制系統(tǒng)相對要求精度不高。然而，選用石油燃燒器之后，其穩(wěn)燃過程比較劇烈，因此對其控制精度就應(yīng)當(dāng)相應(yīng)得到提高，因?yàn)槿紵^程的精確控制才能有效節(jié)約能耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

2 改造方案的具體實(shí)施

2.1 燃燒系統(tǒng)的具體改造

為了最好地保證鍋爐燃燒器的穩(wěn)燃效果，使鍋爐在低負(fù)荷作用下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，同時(shí)也能保障鍋爐燃燒器后期的穩(wěn)定運(yùn)行，因此在鍋爐的上、中、下三層設(shè)置所改造的氣化小油槍電匯裝置作為穩(wěn)燃裝置的點(diǎn)火設(shè)備。具體改造時(shí)，應(yīng)針對以下方面因素綜合考慮：①鍋爐點(diǎn)火或者是實(shí)際運(yùn)行過程中，其組燃燒裝置處于停用狀態(tài)，那么瞬間的溫度應(yīng)力對于鍋爐的自身影響應(yīng)進(jìn)行綜合的考慮，以便延長鍋爐設(shè)備的使用壽命。②為了保障鍋爐內(nèi)部的穩(wěn)燃，因此需要根據(jù)其燃燒原理，設(shè)置一層一次風(fēng)的穩(wěn)定著火設(shè)備。③冷卻風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)立即調(diào)節(jié)煤粉量來調(diào)節(jié)鍋爐的升溫、升壓要求，這樣可以有效節(jié)約點(diǎn)火以及助燃的用油量。

2.2 燃油以及壓縮空氣系統(tǒng)具體改造

氣化小油槍的用油量根據(jù)實(shí)際實(shí)踐監(jiān)測可知，其用油量為50～80 kg/h。系統(tǒng)管路中設(shè)置有相應(yīng)閥門，以實(shí)現(xiàn)最低用油量。其中，所設(shè)置的閥門主要有氣動(dòng)球閥和截止閥門，氣動(dòng)球閥開啟后，使用氣源對壓縮裝置的監(jiān)控；截止閥門是為了實(shí)現(xiàn)石油管路的通行，控制燃油系統(tǒng)的開關(guān)。

若壓縮空氣系統(tǒng)的故障導(dǎo)致小油槍在燃燒過程中出現(xiàn)霧化現(xiàn)象，應(yīng)立即檢查燃燒系統(tǒng)的壓力指示情況和空氣流量的通入情況。一般情況下，燃燒系統(tǒng)的壓力要求在0.5 MPa以上，空氣流量在0.9 m3/min左右。

2.3 助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)系統(tǒng)

助燃風(fēng)是提供小油槍燃燒所需的空氣，通常是使用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的，一般情況下要求風(fēng)機(jī)的壓力在3 000 MPa以上。冷卻風(fēng)是用作氣化小油槍的冷卻，因此很容易通過氣化小油槍進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 節(jié)油效果統(tǒng)計(jì)

300 MW機(jī)組的冷態(tài)點(diǎn)火所需的重油數(shù)量在50 t以上；鍋爐的穩(wěn)態(tài)燃燒所需要的消耗每次都在10 t以上；滑參數(shù)停爐時(shí)，所需要消耗的氫柴油在5 t左右。使用氣化小油槍點(diǎn)火與穩(wěn)燃的改進(jìn)裝置之后，其冷態(tài)點(diǎn)火所需要消耗的重油用量在15 t左右，改進(jìn)效果明顯；鍋爐的穩(wěn)態(tài)燃燒過程依然穩(wěn)定，燃油量保持不變；滑參數(shù)停爐時(shí)，所消耗的氫柴油使用量也得到了顯著的下降，在2 t左右。

以下將對其改進(jìn)氣化小油槍點(diǎn)火和穩(wěn)燃裝置進(jìn)行實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算，按照實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值，1 t重油的價(jià)格約為7 000元，1 t氫柴油的價(jià)格則約為9 000元，因此，冷態(tài)啟動(dòng)過程所節(jié)約的費(fèi)用約為22.5萬元，滑參數(shù)停爐過程所節(jié)省的費(fèi)用約為2.7萬元。由此可見，改進(jìn)后的氣化小油槍點(diǎn)火與穩(wěn)燃裝置的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益明顯。

某電廠于2012年7月安裝了氣化小油槍的改進(jìn)裝置，并立即投入了使用。#1組機(jī)組作為實(shí)驗(yàn)組投入生產(chǎn)過程中，小油槍裝置的運(yùn)行約為180 h，其總的用油量約為58 t，同時(shí)根據(jù)實(shí)際的煙灰推測，氣化小油槍的燃燒率在80%左右。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際計(jì)算可知，其實(shí)際效果相當(dāng)于1 700 t煤耗的效果。按照實(shí)際價(jià)格進(jìn)行推算，按1 t油0.7萬元計(jì)算，那么58 t油花費(fèi)40.6萬元左右；同樣，1 t煤的價(jià)格約0.03萬元，因此1 700 t煤的價(jià)格約為51萬元。由此可見，其實(shí)際節(jié)省的費(fèi)用為10.4萬元，經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。

4 結(jié)束語

伴隨著國家工業(yè)的飛速發(fā)展，能源問題所導(dǎo)致的發(fā)展瓶頸已經(jīng)越來越明顯，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用的趨勢已成為必然。經(jīng)相關(guān)實(shí)踐證實(shí)，氣化小油槍的經(jīng)濟(jì)效益明顯，值得大量生產(chǎn)投入。

[1]史海紅，席光輝.淺析鍋爐氣化小油槍點(diǎn)火穩(wěn)燃技術(shù)在徐塘電廠300 M W機(jī)組上的應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2009（03）.

[2]楊星利，張喜來，侯永強(qiáng).氣化小油槍點(diǎn)火及穩(wěn)燃技術(shù)在1 025/h鍋爐上的應(yīng)用與實(shí)踐[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2009（05）.

[3]趙世杰，王海峰，夏立國，等.氣化小油槍點(diǎn)火啟動(dòng)方式危險(xiǎn)點(diǎn)分析與預(yù)防[J].華北電力技術(shù)，2012（07）.