富氧微油低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)研究

周尚勇 虞涌 宋繼坤 蔡飛

摘要：常規(guī)情況下，鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃需要投入大油槍，消耗大量燃油，尤其是W火焰鍋爐，燃油耗量巨大。為了在低負(fù)荷穩(wěn)燃過程中節(jié)約燃油，W火焰鍋爐采用了富氧微油低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)。實(shí)踐結(jié)果表明，富氧微油低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)能夠滿足W火焰鍋爐的燃燒要求，保證火焰燃燒穩(wěn)定，減少了燃油消耗量。

關(guān)鍵詞：W火焰鍋爐;富氧微油;低負(fù)荷;穩(wěn)燃

0 引言

W火焰鍋爐燃用無煙煤，煤質(zhì)較差，不易著火，導(dǎo)致鍋爐點(diǎn)火、穩(wěn)燃時(shí)油耗比較高（單臺(tái)鍋爐單次正常冷態(tài)啟動(dòng)油耗100～130 t，大修后單臺(tái)鍋爐單次冷態(tài)啟動(dòng)油耗200～250 t），低負(fù)荷穩(wěn)燃時(shí)需長期投入大油槍進(jìn)行穩(wěn)燃，燃油消耗更大，現(xiàn)階段暫無更有效的節(jié)油手段。針對(duì)上述問題，本文對(duì)W火焰鍋爐富氧微油低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并將此技術(shù)成功應(yīng)用于600 MW超臨界機(jī)組鍋爐。

1 工程概況

1.1? ? 鍋爐概況

某電廠#1機(jī)組是600 MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組配套的燃煤鍋爐機(jī)組，鍋爐為超臨界、W型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流、一次再熱、擋板調(diào)節(jié)再熱汽溫、平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)型？蒹鍋爐。

1.2? ? 鍋爐參數(shù)

該鍋爐設(shè)備參數(shù)如表1所示。

該鍋爐實(shí)際燃用煤種的煤質(zhì)情況如表2所示。

該鍋爐點(diǎn)火及助燃用油（0號(hào)輕柴油）特性數(shù)據(jù)如表3所示。

1.3? ? 制粉系統(tǒng)

該鍋爐采用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)正壓直吹冷一次風(fēng)制粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配6臺(tái)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)帶4只雙旋風(fēng)煤粉燃燒器，24只煤粉燃燒器順列布置在下爐膛的前后墻爐拱上。煤粉細(xì)度R90≤6%。每臺(tái)鍋爐配2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)。

1.4? ? 富氧微油技術(shù)改造情況

將鍋爐B、E磨2臺(tái)磨對(duì)應(yīng)的8臺(tái)原雙旋風(fēng)燃燒器共16個(gè)一次風(fēng)煤粉噴口改造為富氧燃燒器，共安裝16只富氧燃燒器。富氧燃燒器在鍋爐前后墻拱上的安裝位置示意如圖1所示，其中，加粗字體表示富氧燃燒器。

1.4.1? ? 改造說明

（1）燃燒器改造前后，其整體結(jié)構(gòu)、形式保持不變，燃燒器噴口有效面積一致。（2）將改造前鍋爐原燃燒器中的噴嘴、燃燒室，全部更換為改造后的富氧燃燒噴口、富氧燃燒室。（3）取出改造前鍋爐原燃燒器輔助通道中的原油槍，保持輔助通道不變，在輔助通道中安裝火檢、復(fù)合型富氧微油槍、打火槍，并在改造后的富氧燃燒噴口上安裝兩組溫度傳感器。（4）復(fù)合型富氧微油槍、打火槍通過推進(jìn)器進(jìn)入或退出富氧燃燒室。（5）改造后的所有結(jié)構(gòu)、設(shè)備共同組合為富氧燃燒器。

1.4.2? ? 改造后結(jié)構(gòu)說明

（1）改造后的富氧燃燒器（輔助燃油量?。﹥?nèi)產(chǎn)生的氣阻比改造前原燃燒器產(chǎn)生的氣阻更小，不會(huì)影響一次風(fēng)送粉能力。（2）改造后的富氧燃燒器的富氧燃燒噴口、富氧燃燒室結(jié)構(gòu)材質(zhì)采用耐高溫、耐磨的特殊材質(zhì)，短時(shí)可抵抗高溫1 200 ℃，長時(shí)間可承受高溫900 ℃，且富氧燃燒室迎風(fēng)面采用了耐磨工藝處理。（3）改造后的富氧燃燒的火焰溫度由中心向外圍擴(kuò)散，富氧燃燒室外的一次風(fēng)粉形成了氣膜保護(hù)。

1.4.3? ? 改造后的富氧微油燃燒器運(yùn)行說明

（1）在機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)或鍋爐穩(wěn)燃中，啟動(dòng)相應(yīng)的富氧燃燒器。

（2）啟動(dòng)/停止（點(diǎn)動(dòng)或聯(lián)動(dòng)）步驟為：

啟動(dòng)：打火槍進(jìn)到位，復(fù)合型富氧微油槍進(jìn)到位→高能點(diǎn)火器打火→開啟油氧調(diào)節(jié)閥（油氧通過復(fù)合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內(nèi)，供給燃油燃燒）到設(shè)定值→打開燃油氣動(dòng)球閥（燃油通過復(fù)合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內(nèi)）→火檢檢測(cè)有火→停止打火，退出點(diǎn)火槍→燃油火焰點(diǎn)火成功→在投入煤粉前，開啟煤氧調(diào)節(jié)閥（煤氧通過復(fù)合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內(nèi)，供給煤粉燃燒）到設(shè)定值→火檢持續(xù)檢測(cè)有火→煤粉火焰點(diǎn)火成功。

停止：關(guān)閉煤氧調(diào)節(jié)閥，其吹掃自動(dòng)打開→關(guān)閉燃油氣動(dòng)球閥，其吹掃自動(dòng)打開→火檢檢測(cè)無火→關(guān)閉油氧調(diào)節(jié)閥，其吹掃自動(dòng)打開→退出復(fù)合型富氧微油槍。

（3）在富氧燃燒器運(yùn)行過程中，可根據(jù)爐內(nèi)燃燒工況實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整供油、供氧量，當(dāng)富氧燃燒器噴口壁溫>550 ℃且繼續(xù)呈上升趨勢(shì)，關(guān)閉油氧調(diào)節(jié)閥開度值的5%，3 min為一個(gè)調(diào)整周期（程序自動(dòng)運(yùn)行期間調(diào)節(jié)閥的最低開度值為15%），在某個(gè)周期內(nèi)如壁溫呈下降趨勢(shì)，則維持該閥門開度值不變;若壁溫不能得到有效控制>900 ℃，可考慮停止復(fù)合型富氧微油槍，從而確保噴口溫度<550 ℃，并在燃燒器噴口壁上對(duì)稱布置2個(gè)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用一備一用二者取高值的方式對(duì)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證燃燒器安全、穩(wěn)定工作。

（4）復(fù)合型富氧微油槍在每次使用完畢后，智能啟動(dòng)吹掃壓縮空氣和高壓風(fēng)進(jìn)行冷卻和清潔，保證復(fù)合型富氧微油槍不堵塞、不結(jié)焦，滿足24 h備用狀態(tài)。

2 低負(fù)荷穩(wěn)燃調(diào)試

當(dāng)鍋爐負(fù)荷低于最低穩(wěn)燃負(fù)荷時(shí)，需投入富氧微油燃燒器進(jìn)行低負(fù)荷穩(wěn)燃，具體調(diào)試過程如下：

2.1? ? BMCR的35%負(fù)荷工況

鍋爐穩(wěn)定在BMCR的35%負(fù)荷（215 MW）下的工況。該工況下鍋爐干態(tài)運(yùn)行，投入4臺(tái)磨煤機(jī)，投入8支微油富氧油槍，未投運(yùn)大油槍，總油耗1.2 t/h左右，總耗氧量3 500 Nm3/h左右。主汽溫度544 ℃，主汽壓力9.1 MPa，鍋爐燃燒穩(wěn)定。

2.2? ? BMCR的23%負(fù)荷工況

鍋爐穩(wěn)定在BMCR的23%負(fù)荷（143 MW）下的工況。該工況下鍋爐濕態(tài)運(yùn)行，投入3臺(tái)磨煤機(jī)，投入8支微油富氧油槍，未投運(yùn)大油槍，總油耗1.2 t/h左右，總耗氧量3 280 Nm3/h左右。主汽溫度527 ℃，主汽壓力8.3 MPa，鍋爐燃燒穩(wěn)定。

2.3? ? BMCR的10%負(fù)荷工況

鍋爐穩(wěn)定在BMCR的10%負(fù)荷（62.9 MW）下的工況。該工況下投入2臺(tái)磨煤機(jī)，投入8支微油富氧油槍，未投運(yùn)大油槍，總油耗1.6 t/h左右，總耗氧量3 360 Nm3/h左右。主汽溫度489 ℃，主汽壓力7.3 MPa，鍋爐燃燒穩(wěn)定。

3 結(jié)語

從以上鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況及分析來看，鍋爐在215 MW（BMCR的35%負(fù)荷）、143 MW（BMCR的23%負(fù)荷）、62.9 MW（BMCR的10%負(fù)荷）3個(gè)工況下，采用某公司的富氧微油低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)（不投運(yùn)任何大油槍的情況下），完全可以實(shí)現(xiàn)鍋爐的低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒。微油槍總油耗1.2～1.6 t/h，耗氧量3 280～3 500 Nm3/h。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 萬立.W火焰超臨界機(jī)組富氧燃燒節(jié)油點(diǎn)火技術(shù)[J].廣西輕工業(yè)，2013，29（11）：70-71.

[2] 吳慶龍，張興豪，周虹光，等.富氧條件下低揮發(fā)分煤微油點(diǎn)火試驗(yàn)研究[J].熱力發(fā)電，2016，45（9）：51-55.

[3] 王毅巖，宋繼坤，姜志軍.關(guān)于富氧微油點(diǎn)火技術(shù)應(yīng)用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（9）：43.

收稿日期：2020-08-05

作者簡介：周尚勇（1972—），男，四川宜賓人，工程師，從事火力發(fā)電廠鍋爐檢修、運(yùn)行技術(shù)管理工作。