微油點火低氮燃燒器在火力發(fā)電廠的應(yīng)用

楊崗等

摘 要微油點火低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用寬泛，文中基于微油點火理論，對A火力發(fā)電廠進(jìn)行改造設(shè)計，重點闡述了微油點火技術(shù)改造的設(shè)計原則，同時提出改造設(shè)計方案，改造內(nèi)容主要包括：微油系統(tǒng)中的零部件，邏輯保護(hù)控制系統(tǒng)等，改造的微油點火技術(shù)是火力電廠以煤代油節(jié)油技術(shù)改造的首選方法。

【關(guān)鍵詞】微油點火低氮燃燒器 火電廠 設(shè)計實施

1 微油點火理論分析

微油點火技術(shù)的工作原理依據(jù)油煤粉點燃方法，其中工作原理主要包括：小油槍投油穩(wěn)燃原理、微油燃燒器工作原理和微油燃燒器直接點燃煤粉，其中應(yīng)用最為寬泛的是微油燃燒器燃燒技術(shù)。其工作原理主要是通過特殊手段把燃燒用油進(jìn)行攪拌，當(dāng)燃油被攪拌成碎狀時再開始燃燒，燃燒過程中散發(fā)的熱量用來加熱煤粉，通過加熱氣化很快蒸發(fā)，將微油油槍通過燃燒變成氣體燃料，進(jìn)而提高燃燒效率，同時保障燃燒溫度。因為火焰通過氣化作用下不僅富有強(qiáng)烈的剛性，溫度更是達(dá)到1500～2000℃，所以說通過煤粉燃燒器直接引燃煤粉后進(jìn)而開啟鍋爐冷態(tài)模式以及低負(fù)荷工況下穩(wěn)燃。

2 油點火技術(shù)在某火電廠的設(shè)計實施

2.1 微油點火技術(shù)改造的設(shè)計原則

微油點火技術(shù)在進(jìn)行改造過程中需要遵守下列幾點原則：

（1）如果將燃燒器設(shè)計成為內(nèi)燃式燃火方式，需要將煤粉在高溫度火焰中進(jìn)行引燃，隨后利用煤粉的火焰?zhèn)鞑ヌ卣?，將余下煤粉進(jìn)行引燃。

（2）要保證在工作運(yùn)行狀態(tài)中的穩(wěn)定安全，杜絕爆炸及二次燃燒、工作運(yùn)行過程中各項標(biāo)準(zhǔn)符合啟動曲線的使用要求。

（3）在正常工作過程中的燃燒不會因為任務(wù)因素而受到影響，不會因此出現(xiàn)結(jié)渣現(xiàn)象、高溫現(xiàn)象等，更不會造成NOx排放量的增加。

2.2 微油點火技術(shù)改造的設(shè)計方案

通過對A發(fā)電廠之前的燃燒數(shù)據(jù)和熱力性能的分析，并通過認(rèn)真核實計算后，得出A發(fā)電廠當(dāng)前工作過程中有四個位置都有安裝旋流燃燒器的出口，這是因為燃燒器的一次風(fēng)粉混合物在出口經(jīng)過局部濃縮形成產(chǎn)生的，最后通過軸向的運(yùn)行方法旋轉(zhuǎn)式排入鍋爐內(nèi)。對燃燒器進(jìn)行改造設(shè)計后為了符合燃燒過程中的穩(wěn)定性以及燃燒效率，煙氣中的NOx排放含量具體改造設(shè)計方案：沒有改造前的燃燒器風(fēng)筒以及一次風(fēng)粉在進(jìn)行改造后被取消，一次風(fēng)管的內(nèi)徑通過改造設(shè)計后尺寸也進(jìn)行了相對應(yīng)的縮小。利用彎頭將風(fēng)管與D層燃燒平臺上的燃燒器連接在一起，其它燃燒裝置被安置在其它一次風(fēng)管道里面。

2.3 燃油系統(tǒng)的設(shè)計

進(jìn)行改造的A火力發(fā)電廠微油燃燒系統(tǒng)中涉及到的零部件主要包括：燃燒系統(tǒng)中的過濾裝置、油系統(tǒng)所需的截止閥和球形閥門、系統(tǒng)油管路、高壓耐燃油金屬軟管、微油燃燒器等。

微油系統(tǒng)中的燃油來源主要是通過其中鍋爐供油母管輸送，分別流經(jīng)球形閥、調(diào)節(jié)手動門、過濾裝置、微油流量測量裝置后，運(yùn)回到D層微油燃燒器控制界面，之后變成微油系統(tǒng)的燃油母管。通過不銹鋼管道將微油燃油母管與D層的5支微油燃燒器連接到一起，隨后利用金屬軟管與氣化微油油槍連接，由此，燃油通過壓縮空氣隨即霧化噴出并發(fā)生引燃后，剎時可以排放出1800℃的高溫火焰。為了保證管道內(nèi)清潔，當(dāng)管路安裝完成時對其進(jìn)行打掃干凈。對于管道中的縫隙連接處利用氬弧焊進(jìn)行焊接；當(dāng)對油管道進(jìn)行安裝完畢后，需要進(jìn)行測試，測試過程中采用密閉性壓力測試方法，合格標(biāo)準(zhǔn)符合油系統(tǒng)壓力數(shù)值范圍在6.0MPa，-O.5MPa/min之間。測試實驗完成之后，檢測油管是否干凈，隨后才可和微油燃燒器油槍連接。

2.4 微油點火控制系統(tǒng)設(shè)計

2.4.1 微油點火控制的邏輯保護(hù)

邏輯控制系統(tǒng)中的保護(hù)裝置由于燃燒器的改造也要進(jìn)行相應(yīng)的改造，主要對以下內(nèi)容進(jìn)行改造處置：一次風(fēng)煤粉運(yùn)送系統(tǒng)、微油系統(tǒng)、霧化吹掃的壓縮空氣系統(tǒng)、鍋爐的MFT保護(hù)、磨煤機(jī)保護(hù)跳閘等控制。系統(tǒng)所包含的控制程序、熱控信號等都要綜合到DCS主機(jī)操作平臺進(jìn)行操作處理。對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造之后，DCS中可以實現(xiàn)系統(tǒng)中的任何操作與控制。系統(tǒng)中設(shè)計的“微油模式”主要是為了保護(hù)微油系統(tǒng)中的操作控制，“微油模式”可以在實際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對系統(tǒng)中任何工作狀態(tài)進(jìn)行各種控制操作及控制轉(zhuǎn)換，其表現(xiàn)形式如下：

“微油模式”控制平臺主要用來保護(hù)鍋爐系統(tǒng)中和微油相關(guān)的邏輯保護(hù)，進(jìn)而達(dá)到微油裝置在啟動后的安全工作狀態(tài)。當(dāng)退出“微油模式”時，預(yù)示著關(guān)閉了系統(tǒng)中各種邏輯控制工作，進(jìn)而控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)回到之前工作的狀態(tài)。“微油模式”設(shè)計方式對系統(tǒng)中各個機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)起到保護(hù)作用，也可以保障機(jī)組負(fù)荷大于是MW時，可回到初始的邏輯保護(hù)狀態(tài)下。以上兩種運(yùn)行狀態(tài)都可以使控制機(jī)組在完全有邏輯保護(hù)下進(jìn)行安全運(yùn)行。

2.4.2 就地點火控制系統(tǒng)的主要功能

在D層的燃燒平臺上安裝一個可以點燃微油系統(tǒng)起火裝置的控制箱，進(jìn)而可以實現(xiàn)點火開關(guān)控制。點火開關(guān)通過總控制室的DCS平臺輸送到總控制中心，總控制中心收到相關(guān)命令來操作微油點火系統(tǒng)主要設(shè)備的就地控制，達(dá)成了微油點火系統(tǒng)的自動化控制。其中涉及到的控制功能包括：

（1）油槍的點火啟動模式以及關(guān)停模式都可以利用D層微油平臺得以實現(xiàn)。

（2）還可以接收DCS發(fā)出的?；鹈睢⑦h(yuǎn)程控制切換等其它控制命令。

（3）可以收到DCS的命令，實現(xiàn)自動遠(yuǎn)程控制點火功能、熄火命令、燃油吹掃閥的開關(guān)功能、燃油霧化閥的開關(guān)功能以及操控點打槍推進(jìn)器進(jìn)退命令。

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作者簡介

楊崗（1982-），男，江蘇省徐州市人。碩士學(xué)位。中級工程師。主要研究方向為燃燒器低氮燃燒控制。

孫建強(qiáng)（1989-），男，江蘇省徐州市人。學(xué)士學(xué)位。中級工程師。主要研究方向為燃燒器低氮燃燒控制。

作者單位

徐州杰能電力設(shè)備有限公司 江蘇省徐州市 221008