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微油点火技术在300MW亚临界机组煤粉锅炉中的应用
发布时间：2013-10-26 08:50 来源：未知
目前，国内燃煤电厂普遍面临煤炭和燃油价格居高不下的双重压力，许多燃煤电厂出现大面积亏损的局面。因此，节能降耗已经不仅是国家提出的宏伟口号，更是关系到各燃煤电厂生存的重要问题。微油点火技术通过少量的燃油实现锅炉点火和稳燃，其显著的节油效能以及安全、可靠、低成本的特点，使其在新建机组上得到了普遍的应用，一些早期的老机组也在积极进行着改造。
1、微油点火技术原理
1.1微油气化燃烧原理
微油点火就是利用机械雾化将燃油挤压、撕裂、破碎，产生超细油滴后通过高能点火器点火引燃，同时利用燃烧产生的热量对燃油进行加热、扩容，使燃油在极短的时间内蒸发气化。由于燃油是在气化状态下燃烧，可以大大提高燃油火焰温度，并极大缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰刚性极强、传播速度快，中心温度可达l500～2 000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉，从而实现燃煤锅炉的启动、停炉以及低负荷稳燃等功能。
1.2微油点火燃烧器工作原理
微油点火燃烧器的工作原理是微油气化油枪与高强度油燃烧室配合，燃烧后形成温度很高的油火焰。高温油火焰引入煤粉燃烧器直接点燃煤粉。直接点燃煤粉的过程实际上就是燃料逐级燃烧、能量逐级放大的过程。首先，微油枪燃烧形成的高温油火焰在煤粉燃烧器内形成温度梯度极大的局部高温火核，在进入一次室的浓相煤粉通过气化燃烧火核时，煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，析出的挥发分迅速着火燃烧。然后，由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量，以达到少量燃油点燃煤粉的目的。
2、系统的改造
2.1设备概况
陕西渭河发电有限公司3、4号锅炉由上海锅炉厂设计制造，分别于1991年、1992年投入运行，锅炉均为SG-1025/16.7-M315型，采用直流燃烧器四角布置、切圆燃烧方式，制粉系统为中间仓储式热风送粉系统，配备4台钢球磨、4台排粉机。
燃烧器共设6层二次风喷口、4层一次风喷口及2层三次风喷口。一次风与二次风间隔布置，2层三次风喷口布置在顶部消旋二次风喷嘴下方。在A，D，G3层二次风喷嘴内设置了轻油油枪，每支油枪出力0.8～1.0t/h。
2.2设备改造情况
2.2.1燃烧器改造（单台炉）
(1)型式：四角布置、切向燃烧{
(2)用途：用于煤粉锅炉启动、停止以及任意低负荷稳燃，实现以煤代油，达到节油目的；
(3)设置数量：共计4套，安装在锅炉最下一层煤粉燃烧器位置，每角l套，
(4)微油枪单只出力：60～120kg/h;
(5)微油枪雾化方式：压缩空气雾化；
(6)微油枪供油压力：0.6～1.5 MPa;
(7)微油枪不设置进退装置；
(8)气化微油枪供气压力：0.4～0.6 MPa；
(9)压缩空气流量：≤1.0Nrn3／m（单只）；
(10)油枪配备专用助燃风机，助燃风压力：≥3000 Pa；
(11)助燃风实际用量：l 500 Nm3/Yi（单只）；
(12)油枪燃烧火焰中心温度：1600～1800℃；
(13)送粉及燃烧系统一次风管道风速：20～30 m/s,
(14)单只油枪可点燃煤粉量范围：2～15 t/h；
(15)燃烧器点火期间，煤粉燃尽率初期可达到70%，2h后可达85%以上；
(16)煤粉细度要求范围：R9018～22;
(17)燃烧器为铸造件，所使用的材质为：ZG40Cr25Ni16Si2NR（即，耐热合金钢）、ZG40CrMnMoSiNiRe（即，耐磨合金钢）；
(18)采取以下防磨措施：
①燃烧器采用耐磨合金钢，提高燃烧器的耐磨特性；
②配风筒采用耐磨合金钢，为了防止煤粉长期冲刷磨损；
③燃烧器入口、浓缩环处贴耐磨陶瓷。
2.2.2燃油系统
(1)燃油系统组成：进口速断阀、进口压力变送器、截止阀、金属软管、不锈钢管道、过滤器等取消燃油调节阀，微油点火系统∮57总管上设计两级过滤双并联。取消各角油过滤器，保留压空过滤器。
(2)油系统为微油枪专用供油系统；
(3)燃油系统由原就地燃油管供油。
微油系统（单角）结构如图l所示。
2.2.3助燃风系统
增设2台高压助燃风机（1台运行，l台备用），用于以满足微油枪强化燃烧的用风要求。
2.2.4制粉系统的改造
由于3号、4号锅炉采用热风送粉方式，在锅炉点火时如果粉仓无粉，则必须启动制粉系统进行制粉，制粉乏气作为三次风直接排到炉内。由于锅炉点火初期炉内温度偏低，加之乏气本身煤粉浓度低、湿度大的原因，绝大部分煤粉将不会被点燃，因而可能引起炉内爆燃或尾部烟道二次燃烧，严重威胁锅炉的安全运行。
故将B层燃烧器即微油燃烧器改为乏气送粉和热风送粉并列运行方式，乏气由乙排粉风机带，热风系统不变。
在锅炉点火初期乙粉仓需制粉时，切换为乏气送粉方式，使制粉初期大部分制粉乏气在微油燃烧器内点燃，避免了大量的未燃尽煤粉在炉内聚集发生爆燃或二次燃烧的可能。当粉仓粉位达到一定程度或锅炉运行正常后，可切换为正常的热风送粉方式。锅炉点火时，如乙粉仓存有足够粉量，则以正常热风送粉方式运行进行点火。
3、经济性分析
在4号机组大修完后的启动过程中，微油点火系统一次点火成功，节油率达90%以上（微油系统油耗约480 kg/h，原大油枪点火启动时平均油耗约6 000～8 000 kg/h）。据统计，4号机组的启动用时64 h，直接油耗56.45 t（其中含制粉阶段耗油10余t），与以往相比，一次性节油约400t左右。扣除以煤代粉所耗煤粉的费用(煤耗约20 t/h)，节约费用约200万元，经济效益非常明显。微油点火改造后，点火初期的煤粉燃尽率达85%以上，不会对锅炉的安全运行造成影响。由于点火初期煤粉燃尽率的提高，并停止了大油枪的使用，这样在锅炉点火初期便可以投运电除尘，也为烟气脱硫设备的投运创造了条件，带来了可观的环保效益。同时，改微油点火系统后，在机组启动期间，锅炉汽温、汽压的调节较之以前更为方便灵活。
4、结束语
从整体改造效果来看，微油点火技术对燃煤机组尤其是老机组经济性的提高成效显著，并且在锅炉启动和低负荷运行期间能够正常投入电除尘，大大减少了粉尘的排放，减少了发电企业对大气、环境的污染，具有很高的经济效益和社会效益，应大力推广。
