微油點(diǎn)火一次風(fēng)加熱燃燒裝置

嚴(yán)建明,葉 琳

（徐州能達(dá)燃燒控制工程有限公司,江蘇 徐州 221008）

1 概述

目前大型火電機(jī)組鍋爐點(diǎn)火過(guò)程中的節(jié)能減排已引起行業(yè)內(nèi)的高度重視，微油點(diǎn)火項(xiàng)目的推廣和應(yīng)用日益廣泛。

微油點(diǎn)火是將小油槍布置于主煤粉燃燒器內(nèi)，利用少量的油直接點(diǎn)燃煤粉，靠燃燒煤粉放出大量的熱啟動(dòng)鍋爐，那么對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)而言，鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，由于沒(méi)有熱的一次風(fēng)或一次風(fēng)溫度達(dá)不到送粉要求，微油油槍無(wú)煤粉可點(diǎn)，導(dǎo)致鍋爐無(wú)法正常啟動(dòng)。所以鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)點(diǎn)火初期首先需要解決的是磨煤機(jī)制出合格的煤粉，“一次風(fēng)加熱燃燒裝置”便由此產(chǎn)生。一次風(fēng)加熱裝置的形式一般有兩種：一種是通過(guò)蒸汽加熱一次風(fēng)（熱源介質(zhì)是過(guò)熱蒸汽），另一種是利用風(fēng)道燃燒器加熱一次風(fēng)（即本文介紹的一次風(fēng)加熱裝置）。通常鍋爐正常運(yùn)行過(guò)程中，一次風(fēng)通過(guò)過(guò)熱蒸汽加熱，當(dāng)鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，則需要一次風(fēng)加熱裝置加熱一次風(fēng)，使一次風(fēng)道內(nèi)助燃空氣加熱到滿足送粉要求，從而保證鍋爐的安全啟動(dòng)。

2 微油點(diǎn)火一次風(fēng)加熱燃燒裝置原理及構(gòu)成

2.1 一次風(fēng)加熱方式

直吹式制粉系統(tǒng)冷態(tài)啟動(dòng)制粉，如采用蒸汽加熱方式所需蒸汽量大、設(shè)備體積龐大、造價(jià)亦非常高。在保證磨煤機(jī)運(yùn)行安全的前提下，宜采用風(fēng)道油加熱方式解決冷態(tài)啟動(dòng)煤粉來(lái)源問(wèn)題，即一次風(fēng)加熱燃燒裝置。

2.2 加熱裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明

正常運(yùn)行時(shí)制粉系統(tǒng)按原設(shè)計(jì)運(yùn)行，不受任何影響；在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)一次風(fēng)加熱燃燒裝置加熱制粉，當(dāng)空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度滿足磨煤機(jī)運(yùn)行要求時(shí)，停運(yùn)該一次風(fēng)加熱燃燒裝置。一次風(fēng)加熱燃燒裝置采用冷一次風(fēng)作為油配風(fēng)，油配風(fēng)供風(fēng)系統(tǒng)和供油系統(tǒng)單獨(dú)控制。油配風(fēng)采用過(guò)量配置（過(guò)氧系數(shù)大于1.2），確保燃油短時(shí)間內(nèi)燃盡，采用過(guò)氧配置的油燃燒器燃盡度在99%以上，確保無(wú)未燃盡燃油進(jìn)入磨煤機(jī)，避免存在爆炸隱患。

2.3 加熱裝置原理

在磨煤機(jī)熱風(fēng)母管上加裝一臺(tái)風(fēng)道燃燒器，并給風(fēng)道燃燒器配相應(yīng)的供油系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、檢測(cè)及控制系統(tǒng)，則構(gòu)成了一次風(fēng)加熱燃燒裝置。

2.4 一次風(fēng)加熱燃燒裝置系統(tǒng)構(gòu)成

2.4.1 風(fēng)道燃燒器

風(fēng)道燃燒器由穩(wěn)焰裝置、小油槍及安裝附件構(gòu)成。由于小油槍安裝于一次風(fēng)道內(nèi)，為避免引起爆炸，油槍允許的泄漏量要小，工作效率要高，根據(jù)以上要求采用內(nèi)混式空氣霧化油槍可以更好的滿足上述要求。同時(shí)，油槍頭部加裝旋風(fēng)穩(wěn)燃罩確保小油槍穩(wěn)定燃燒，在油槍前端、風(fēng)道內(nèi)設(shè)置不銹鋼筒體，使火焰在不銹鋼燃燒筒內(nèi)燃燒。燃燒筒前端頂部加裝不銹鋼防護(hù)罩，保證火焰前端不接觸一次風(fēng)管，保證一次風(fēng)管安全。

舉例說(shuō)明風(fēng)道燃燒器內(nèi)小油槍出力范圍的確定：

已知：20攝氏度鍋爐一次風(fēng)， 55噸/小時(shí)流量，通過(guò)0號(hào)柴油燃燒加熱到150攝氏度，油燃燒配風(fēng)采用一次冷風(fēng)，過(guò)氧系數(shù)大于1.2，小油槍油的燃盡率大于99 %。

計(jì)算過(guò)程如下：

空氣的比熱容c=1.004KJ/Kg K

0號(hào)柴油的空燃比為14.7，即一千克柴油燃燒需要消耗14.7千克空氣。

過(guò)氧系數(shù)按1.2計(jì)算，14.7×1.2=17.64

0號(hào)柴油熱值：41800 KJ/Kg

根據(jù)公式

Q=cm(t2-t1 )

41800m=1.004×（55×1000+17.64m）×（150-20）m=181.7kg/h

計(jì)算結(jié)果：油槍出力181.7kg/h

根據(jù)以上計(jì)算方式，可以計(jì)算出任一一次風(fēng)流量、加熱到任一溫度需要的油槍出力。

2.4.2 供油系統(tǒng)

從近處爐前燃油管道上分別引出一根油管路作為一次風(fēng)加熱燃燒裝置（即小油槍?zhuān)┕┯?，油管路上設(shè)手動(dòng)截止閥、過(guò)濾器、氣動(dòng)球閥（或電動(dòng)球閥）、油壓表及針型閥，油管路通過(guò)金屬軟管與油槍連接，金屬軟管滿足公稱(chēng)壓力不小于4.0MPa。

2.4.3 供風(fēng)系統(tǒng)

從冷一次風(fēng)道上引出一根油配風(fēng)管，風(fēng)管直徑根據(jù)小油槍所需的供風(fēng)量確定，風(fēng)管上設(shè)電動(dòng)蝶閥和手動(dòng)蝶閥控制風(fēng)量，根據(jù)不同供油量調(diào)節(jié)供風(fēng)量，確保風(fēng)、油的合理匹配，確保最佳的燃燒狀況，保證燃盡率大于99%。同時(shí)，也保證了不發(fā)生內(nèi)部漏油現(xiàn)象，并防止因漏油發(fā)生制粉系統(tǒng)爆炸措施。

2.4.4 檢測(cè)及控制系統(tǒng)

（1）火焰檢測(cè)器。每只小油槍配一套火焰檢測(cè)器，連續(xù)檢測(cè)火焰的燃燒狀態(tài)，持續(xù)輸出火焰強(qiáng)度、頻率信號(hào)，并指示有火、無(wú)火，并將該信號(hào)遠(yuǎn)傳到DCS，作為滅火保護(hù)的判斷依據(jù)。

（2）高能點(diǎn)火裝置。每只小油槍配一套高能點(diǎn)火裝置，由控制柜控制高能點(diǎn)火器、點(diǎn)火槍的啟停。

（3）測(cè)溫組件。每臺(tái)風(fēng)道燃燒器配一套測(cè)溫組件，用于測(cè)量加熱后的風(fēng)溫，作為調(diào)節(jié)小油槍出力的依據(jù)。

（4）就地點(diǎn)火控制柜?？刂萍訜嵫b置的啟、停和滅火保護(hù)，具備就地單步操作功能，提供信號(hào)給DCS并接受DCS遠(yuǎn)控操作。

3 結(jié)語(yǔ)

微油點(diǎn)火一次風(fēng)加熱燃燒裝置原理及構(gòu)成簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、性能可靠，降低了蒸汽加熱一次風(fēng)的成本，達(dá)到了節(jié)能的目的。

[1]ASME PTC4.1-1998.《鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》[S].

[2]DL5000-2000.《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[S].

[3]DL/T 435-2004.《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程》[S].

[4]DL/T5121-2000.《火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[S].

[5]DL/T5182-2004.《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》[S].

[6]DL/T589-1996.《火力發(fā)電廠燃煤電站鍋爐的熱工檢測(cè)控制技術(shù)導(dǎo)則》[S].