富氧燃燒點火技術(shù)在600MW超臨界鍋爐的應用

田正學

摘 要：本文針對國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐燃油系統(tǒng)存在的問題。以保證降低鍋爐燃油量、保證機組安全、保護環(huán)境為根本目的，富氧燃燒點火技術(shù)在國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐得到了應用。#4機組啟動的節(jié)油率可達到68%，大大降低了#4鍋爐的啟動燃油量，同時保證了鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，多次避免了鍋爐滅火事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：富氧燃燒；節(jié)油；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.250

1 進行富氧燃燒點火技術(shù)改造前的設(shè)備簡介

國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐為東方鍋爐股份有限公司制造的國產(chǎn)超臨界參數(shù)復合變壓直流本生型鍋爐。前后墻對沖三層布置，每墻3排，每排4只，共24只低NOx旋流式煤粉燃燒器。

鍋爐前墻下層（E 層燃燒器）采用專門設(shè)計制造兼具有少油點火功能的燃燒器。鍋爐后墻下層（B 層燃燒器）采用加氧型等離子點火燃燒器。鍋爐共設(shè)有 16 只壓縮空氣霧化點火油槍和 4 只壓縮空氣霧化的小油槍，油槍出力分別是1.2T/H、0.25T/H。

2 鍋爐點火系統(tǒng)存在的問題

目前國電聊城發(fā)電有限公司#4爐16只壓縮空氣霧化點火油槍存在以下問題：（1）點火油槍出力大。每支壓縮空氣霧化點火油槍出力為1.2T/H，#4爐冷啟動用油25噸。（2）點火油槍為移動式，點火油槍投入時間長，需要10-12秒。如果鍋爐燃燒不穩(wěn)定，需要緊急投油穩(wěn)燃時，容易造成燃燒惡化，造成鍋爐滅火，甚至造成鍋爐爆燃事故。（3）油槍容易堵塞。清理油槍時，會延誤啟動磨煤機的時間，增加鍋爐啟動燃油量。同時需要緊急投油穩(wěn)燃時，油槍不著火，造成鍋爐滅火。（4）煤粉泄漏，污染環(huán)境。由于原點火油槍為移動式，所以存在間隙，會造成煤粉泄漏，污染環(huán)境。（5）移動式油槍的推進機構(gòu)容易發(fā)生故障。造成油槍的投入成功率低，再就是增大了維護工作量。

3 解決問題的研究方案

針對國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐燃油系統(tǒng)存在的問題，進行了分析研究。由于我公司#4爐中層點火油槍（D、F層）的出力大且投入時間長，因此要對中層油槍進行改造。正常情況下，國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐燃煤揮發(fā)份相對較低，等離子的故障率比較高，將中層油槍改為等離子是不現(xiàn)實的。為了降低鍋爐啟動燃油量和助燃燃油量同時保證鍋爐安全啟動，我們需要一種點火能量充足、燃油量較小、故障率較低的點火技術(shù)應用于國電聊城發(fā)電有限公司的#4鍋爐中層燃燒器，即富氧燃燒點火技術(shù)。

富氧燃燒點火技術(shù)是將富氧燃燒技術(shù)與微油點火技術(shù)相結(jié)合的點火技術(shù)。只需燃用少量的油，點燃第一級煤粉氣流，利用第一級煤粉氣流燃燒的熱量點燃后續(xù)的第二級煤粉氣流，通過能量逐級放大原理，利用煤粉燃燒的熱量替代油燃燒的熱量，達到節(jié)油的目的。

油氧復合槍是富氧燃燒點火燃燒系統(tǒng)的核心技術(shù)之一， 1 支油氧復合槍燃油出力為 120kg/h，氧氣出力為 200 Nm?/h。

在油氧復合槍附近安裝兩級過濾器，來油在一級過濾器的濾網(wǎng)表面保持一定的流動速度，具有對濾網(wǎng)表面進行沖洗的作用，與此同時，其中一小部分燃油透過一級濾網(wǎng)流動到復合氧油槍處，其余大部分燃油回到回油管。二級過濾器對燃油進一步精細過濾。需要定期對二級過濾器進行維護。

供氧站的氧氣通過供氧系統(tǒng)對富氧燃燒器的燃油和煤粉進行助燃。

4 富氧燃燒點火技術(shù)在國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐的應用

針對國電聊城發(fā)電有限公司#4鍋爐的實際情況，2016年05月份將#4爐 D 層和 F 層共 8 個煤粉燃燒器改造為富氧燃燒點火煤粉燃燒器。燃燒器彎頭處安裝油氧復合槍，用于冷態(tài)啟動和穩(wěn)燃使用。

4.1 針對鍋爐點火系統(tǒng)存在的問題，我們采取了以下運行措施

（1）調(diào)整燃油母管壓力合適（1.0—1.2Mpa），防止燃油母管壓力過高造成油槍出力過大。

（2）通過燃油罐定期放水，定期切換燃油罐，定期化驗燃油品質(zhì)、加強爐前燃油循環(huán)等手段保證燃油品質(zhì)。

（3）定期聯(lián)系檢修人員清理燃油濾網(wǎng)，防止油槍堵塞。

（4）定期投入油槍和等離子進行試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（5）加強對鍋爐點火系統(tǒng)的監(jiān)視和檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷及時聯(lián)系檢修處理。

從富氧燃燒點火技術(shù)在國電聊城發(fā)電有限公司#4爐的實際應用情況來看，富氧燃燒點火燃燒系統(tǒng)大大的改善了燃燒器的燃燒性能，提高了煤粉燃燒的燃盡率， 火焰強度充足，爐膛負壓穩(wěn)定，就地火焰穩(wěn)定明亮，啟動時主再熱汽溫比較容易調(diào)節(jié)，實際鍋爐啟動燃油量大幅度降低。具體的來講鍋爐冷態(tài)啟動用油由原來的25噸將為7.5噸。由于油氧復合槍為固定方式，投入油槍的時間僅為幾秒鐘，提高了鍋爐助燃的速度，多次避免了鍋爐燃燒惡化事故的發(fā)生。另外，解決了油槍處漏粉問題，改善了環(huán)境。大大降低了油槍的故障率，提高了投入油槍的可靠性。

4.2 富氧燃燒點火系統(tǒng)的投停操作及注意事項

（1）投入油氧復合槍的操作：操作員點一下CRT上“順啟”，按以下步驟進行：開油閥、油閥開到位后打火20秒，檢測到火檢后開霧化閥。

（2）退出油氧復合槍的操作：操作員點一下CRT上“順?！保匆韵虏襟E進行：關(guān)油閥、打火（10S后退出），同時開吹掃閥，吹掃閥吹掃 30 秒，停 5 秒，再吹 30 秒，總計吹掃 120 秒后關(guān)閉，關(guān)霧化閥。

（3）富氧燃燒點火系統(tǒng)的投停操作注意事項。a、等油氧復合槍燃燒穩(wěn)定后再投入純氧。b、發(fā)生MFT以后，不要再進行油槍吹掃。c、投入油氧復合槍后加強對噴燃器中心筒和噴口壁溫的監(jiān)視，防止溫度超限。

5 結(jié)論

國電聊城發(fā)電有限公司#4爐改造后的富氧燃燒點火燃燒系統(tǒng)在機組啟停過程和鍋爐穩(wěn)燃中節(jié)省了大量的燃油，降低了電廠的發(fā)電成本，其經(jīng)濟節(jié)能效果毋庸置疑。同時解決了油槍容易堵塞、油槍處漏煤粉、油槍投入時間長，提高了鍋爐運行的安全性?？偟膩碇v，富氧燃燒點火技術(shù)值得在其它的鍋爐燃燒系統(tǒng)中推廣和應用。

參考文獻：

[1]張立乾.富氧燃燒點火燃燒器調(diào)試計劃[J].國電聊城發(fā)電有限公司，2016（05）.

[2]范從振.鍋爐原理[J].中國電力出版社，2005（09）.