淺議微油點(diǎn)火技術(shù)在超臨界鍋爐中的應(yīng)用

（國(guó)電南寧發(fā)電有限公司，廣西 南寧 530031）

淺議微油點(diǎn)火技術(shù)在超臨界鍋爐中的應(yīng)用

李 洋

（國(guó)電南寧發(fā)電有限公司，廣西 南寧 530031）

介紹了微油點(diǎn)火技術(shù)原理和特點(diǎn)，通過(guò)該技術(shù)在國(guó)電南寧發(fā)電廠660MW超臨界鍋爐上的應(yīng)用，指出了微油點(diǎn)火技術(shù)在火力發(fā)電廠領(lǐng)域內(nèi)，具有十分顯著的節(jié)油效果。

微油點(diǎn)火；燃燒；節(jié)油

燃煤機(jī)組鍋爐在開(kāi)爐點(diǎn)火及低負(fù)荷穩(wěn)燃過(guò)程中需要消耗大量的燃油，如何降低這部分成本，是火電廠節(jié)能降耗的關(guān)鍵因素。在燃煤機(jī)組鍋爐中應(yīng)用微油點(diǎn)火技術(shù)，成功的解決了該項(xiàng)難題。

一、微油技術(shù)原理及其特點(diǎn)

微油燃燒技術(shù)由微油氣化油槍和微油冷爐點(diǎn)火燃燒器組成。其工作原理是利用機(jī)械霧化和壓縮空氣的高速射流將燃料油擠壓、撕 裂、破碎，產(chǎn)生超細(xì)油滴后通過(guò)高能點(diǎn)火器引燃，同時(shí)用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃料進(jìn)行初期加熱，擴(kuò)容，后期加熱，在極短的時(shí)間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常燃燒過(guò)程中直接燃燒氣體燃料，大大提高燃燒效率及火焰溫度，中心溫度高達(dá)1800～2000℃，作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)快速點(diǎn)燃一級(jí)煤粉。微油氣化油槍產(chǎn)生的高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級(jí)燃燒區(qū)，當(dāng)濃相煤粉通過(guò)氣化燃燒高溫火核時(shí)，煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎，釋放出大量的揮發(fā)份，并迅速著火燃燒。已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實(shí)現(xiàn)了煤粉的分級(jí)燃燒，燃燒能量逐級(jí)放大，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的目的，大幅度減少煤粉燃燒所需的引燃能量，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。

圖1 雙旋風(fēng)煤粉濃縮型燃燒器結(jié)構(gòu)圖

二、設(shè)備概況

三、微油點(diǎn)火系統(tǒng)組成

南寧電廠微油技術(shù)改造方案主要在基建過(guò)程中實(shí)現(xiàn)微油點(diǎn)火改造，是將微油油槍分別加裝在B、E磨機(jī)所對(duì)應(yīng)的燃燒器中，共有微油油槍16支。B、E磨煤機(jī)進(jìn)口一次風(fēng)管道上分別加裝有暖風(fēng)器；微油系統(tǒng)與爐前燃油系統(tǒng)相連接。微油點(diǎn)火系統(tǒng)組成如下。

1 微油點(diǎn)火燃燒器

1）微油點(diǎn)火燃燒器的選擇

采用單獨(dú)設(shè)立的KZ型低質(zhì)煤微油點(diǎn)火燃燒器，配合新型G型油槍，可以把Vdaf=13-16%的煤種點(diǎn)燃，該油槍出力約250kg/h。該油槍點(diǎn)火性能良好，點(diǎn)火初期在噴口折算風(fēng)速14～18m/s，濃度0.4～0.6kg/kg（濃縮后達(dá)到0.7kg/kg）的條件下可以順利點(diǎn)燃要求煤種，隨著出力的增加，一次風(fēng)口速度將逐漸提高。點(diǎn)火狀態(tài)下磨煤機(jī)最大出力可以達(dá)到58t/h，該出力下，基本滿足點(diǎn)火啟動(dòng)的需要。可以到到節(jié)油的目標(biāo)。由于僅僅設(shè)立點(diǎn)火燃燒器，完成微油點(diǎn)火后，切換至正常運(yùn)行模式，將不改變鍋爐正常運(yùn)行燃燒組織。

2）微油點(diǎn)火燃燒器的布置，如圖2，圖3所示。

此次所改造兩臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的燃燒器，原燃燒器噴口不予任何變化，在該磨煤機(jī)一次粉管上布置煤粉分叉段，引出分叉煤粉管道，連接少油點(diǎn)火煤粉燃燒器，一只布置于原大油槍二次風(fēng)位置，一只布置于觀火孔位置。單臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)8個(gè)微油點(diǎn)火燃燒器噴口，每個(gè)微油點(diǎn)火燃燒器布置一只小出力油槍250kg/h，待點(diǎn)火完成恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)后，油槍替換成單只1600kg/h的大油槍（油槍參數(shù)同小出力油槍），作為助燃用。分叉煤粉管道布置切換擋板，微油點(diǎn)火過(guò)程中，原主粉管擋板關(guān)閉，二次風(fēng)擋板關(guān)閉；當(dāng)微油退出后，原主粉管擋板、二次風(fēng)擋板打開(kāi)，分叉管擋板關(guān)閉，微油點(diǎn)火燃燒器內(nèi)通二次風(fēng)，以保持原來(lái)二次風(fēng)不變。分離器出口增加均粉器，以保證8個(gè)噴口同時(shí)點(diǎn)燃和較好地燃燒。

2 一次風(fēng)加熱系統(tǒng)

兩臺(tái)磨煤機(jī)均單獨(dú)設(shè)置以輔汽為熱源的入口一次風(fēng)暖風(fēng)器，保證鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，磨煤機(jī)入口風(fēng)溫滿足磨煤機(jī)啟動(dòng)要求。

近年來(lái),受主觀因素和客觀因素的影響,醫(yī)患糾紛頻頻發(fā)生,尤其是醫(yī)療機(jī)構(gòu)的門診部,其醫(yī)患關(guān)系的質(zhì)量日益下降。門診是各科室與患者聯(lián)系的樞紐,其醫(yī)護(hù)質(zhì)量的高低能夠在很大程度上反應(yīng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的整體面貌和醫(yī)護(hù)水平,因此,這就使得如何進(jìn)一步改善各醫(yī)療機(jī)構(gòu)門診處的醫(yī)患關(guān)系有重要的臨床意義和價(jià)值。本篇文章主要目的是探究主動(dòng)護(hù)理對(duì)醫(yī)患糾紛發(fā)生率的影響,現(xiàn)將具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果報(bào)告如下。

3 微油點(diǎn)火輔助系統(tǒng)

1）微油油槍助燃風(fēng)系統(tǒng)：微油槍強(qiáng)化燃燒助燃風(fēng)采用從一次風(fēng)機(jī)出口引出，助燃風(fēng)壓達(dá) 2kPa，助燃風(fēng)管路加裝手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門及壓力測(cè)量裝置。前、后拱各引出一根助燃風(fēng)母管，單根母管共8只油槍。

圖 2 微油點(diǎn)火燃燒器拱上布置簡(jiǎn)圖

圖3 微油點(diǎn)火燃燒器爐膛分布圖

2）微油油槍供油及壓縮空氣系統(tǒng)：微油油管取自爐前油管路，工作油壓1～1.5MPa；壓縮空氣為油槍霧化和吹掃介質(zhì)，工作壓力小于0.5MPa，霧化用量12Nm3/h，吹掃用量12Nm3/h。

3）微油火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)：每臺(tái)微油點(diǎn)火燃燒器均設(shè)置單獨(dú)火檢冷卻風(fēng)管路，火檢冷卻風(fēng)壓不小于3.5kPa，單只微油火檢冷卻風(fēng)量25Nm3/h。

4）微油點(diǎn)火系統(tǒng)的控制系統(tǒng)：兩臺(tái)磨共設(shè)立4個(gè)就地控制箱與DCS系統(tǒng)聯(lián)接，控制8套油槍，結(jié)合爐內(nèi)火焰監(jiān)視系統(tǒng)以及燃燒器壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將重要參數(shù)傳輸?shù)藉仩tFSSS保護(hù)系統(tǒng)。運(yùn)行人員通過(guò)DCS系統(tǒng)內(nèi)獨(dú)立的操作畫(huà)面啟停，投退油槍可設(shè)定全自動(dòng)完成。

四、微油點(diǎn)火系統(tǒng)改造效果

微油點(diǎn)火系統(tǒng)投運(yùn)后，所帶來(lái)的效益有：

1 直接經(jīng)濟(jì)效益

南寧電廠爐前油系統(tǒng)單只燃燒器所對(duì)應(yīng)大油槍出力1600 kg/h，所對(duì)應(yīng)微油油槍出力為2×250 kg/ h =500 kg/h。鍋爐點(diǎn)火大油槍一般都布置在二次風(fēng)噴口內(nèi)，原設(shè)計(jì)鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，首先點(diǎn)燃大油槍以提高爐膛煙氣溫度，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)對(duì)流將熱量傳給一次風(fēng)射流，這種高溫?zé)煔馀c一次風(fēng)的對(duì)流換熱，約為油槍燃燒產(chǎn)生熱量的20%。原設(shè)計(jì)正常冷爐啟動(dòng)需要投入油槍總數(shù)不少于12只，二次風(fēng)溫大于200℃，一次風(fēng)溫度大于200℃，方可投入第一套制粉系統(tǒng)。而微油點(diǎn)火煤粉燃燒器是將油槍布置在一次風(fēng)噴口內(nèi)，由于這種油槍布置方式，可提前投入磨煤機(jī)暖風(fēng)器，將磨煤機(jī)入口風(fēng)溫加熱至200℃，便可在微油槍投用后即投入煤粉，最多只用大油槍的30%油量來(lái)點(diǎn)燃煤粉，所以可節(jié)約近70%的燃油。在冷爐啟動(dòng)后1小時(shí)，煤粉燃燒效率達(dá)到79%；隨著運(yùn)行時(shí)間的增加、爐膛溫度及一、二次風(fēng)溫的提高，煤粉燃燒效率逐步提高到84.33%，煤粉燃燒效率的變化十分明顯，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

南寧電廠從首次點(diǎn)火、吹管、整套調(diào)試、至168小時(shí)試運(yùn)行結(jié)束1號(hào)爐調(diào)試總共耗油1443噸（含啟動(dòng)鍋爐用油）。對(duì)于類似機(jī)組試運(yùn)，用油量約4500噸，燃油費(fèi)用約4000萬(wàn)。采用微油點(diǎn)火設(shè)備，節(jié)油率在60% 以上，節(jié)約燃油2500噸，節(jié)約燃油費(fèi)2000萬(wàn)，去除燃煤費(fèi)約200萬(wàn)左右，總節(jié)約費(fèi)用可達(dá)1800萬(wàn)以上。正常運(yùn)行后，機(jī)組冷態(tài)開(kāi)機(jī)耗油量年均值由120噸/次下降到了75噸/次，每年燃油量600噸左右，按照節(jié)油60%計(jì)算，每年節(jié)約燃油費(fèi)250萬(wàn)左右。

2 間接經(jīng)濟(jì)效益

南寧電廠“W”型火焰鍋爐因設(shè)計(jì)摻燒劣質(zhì)煤種原因，要求爐膛拱下區(qū)域燃燒強(qiáng)度較為集中，在投運(yùn)大油槍期間，由于火焰行程難以調(diào)節(jié)，導(dǎo)致鍋爐下部水冷壁超溫較嚴(yán)重。使用微油點(diǎn)火技術(shù)后，可通過(guò)調(diào)整一次風(fēng)速，二次風(fēng)門開(kāi)度，煤粉氣流剛性等手段，靈活調(diào)節(jié)燃燒器區(qū)域的火焰角度和強(qiáng)度，使火焰遠(yuǎn)離水冷壁，下壓火焰中心，有力的減輕開(kāi)爐時(shí)期下部水冷壁超溫的現(xiàn)象。

同時(shí)，微油冷爐點(diǎn)火燃燒器升溫升壓速率控制比大油槍具有更大的優(yōu)勢(shì)。大油槍油量無(wú)法靈活控制，主要還是通過(guò)投運(yùn)油槍的數(shù)量控制鍋爐燃燒出力，每次投運(yùn)都會(huì)帶來(lái)機(jī)組燃料量的大幅變化，汽溫、汽壓變化也較大；而微油點(diǎn)火啟動(dòng)后可直接通過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)出力以實(shí)現(xiàn)燃料量的平穩(wěn)增加，汽溫、汽壓變化也會(huì)變得比較平緩。

機(jī)組在點(diǎn)火及低負(fù)荷運(yùn)行期間，鍋爐燒油或油煤混燒，未燃燼的燃油在電除塵器電極上沉積，對(duì)電除塵產(chǎn)生破壞，所以鍋爐電除塵器無(wú)法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中，同時(shí)煙氣中的粉塵對(duì)鍋爐空預(yù)器換熱元件，引風(fēng)機(jī)葉片造成磨損和積灰，容易造成空預(yù)器卡澀，引風(fēng)機(jī)處理不足，鍋爐尾部煙道二次燃燒等事故。在機(jī)組進(jìn)行微油點(diǎn)火系統(tǒng)改造后，由于燃油量非常微小且燃燼率極高，電除塵器可以在鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)荷期間正常投入，這大幅度減少了粉塵的排放，避免了環(huán)境污染；同時(shí)，避免了未燃盡油滴粘附在鍋爐尾部換熱元件上而發(fā)生存積自燃現(xiàn)象，大大提高了鍋爐運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐表明，采用微油點(diǎn)火技術(shù)，在冷爐狀態(tài)下可以方便、快速、穩(wěn)定地點(diǎn)燃煤粉，實(shí)現(xiàn)以煤代油，節(jié)油率達(dá)到60%。微油點(diǎn)火系統(tǒng)具有節(jié)油率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、使用安全可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀，在火電企業(yè)推廣使用這項(xiàng)技術(shù)，可以大幅提升節(jié)油效果，降低發(fā)電成本。

[1]左正濤.微油點(diǎn)火技術(shù)在600MW超臨界機(jī)組中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2010（08）.

[2]孫玉明.簡(jiǎn)論微油點(diǎn)火煤粉燃燒技術(shù)改造及應(yīng)用[J].中國(guó)電力教育，2012（09）.

[3]安 欣，肖紅光，吳麗梅，鄔凱.微油點(diǎn)火技術(shù)淺析[J].黑龍江科技信息，2012（28）.

[4]南寧電廠660MW機(jī)組W 火焰鍋爐微油點(diǎn)火設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[M].

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