楊林

【摘 要】本文介紹氣化小油槍燃燒器的工作原理和系統(tǒng)結構，通過詳細說明氣化小油槍燃燒器和一次風道油燃燒器在許昌龍崗發(fā)電有限責任公司350MW貧煤鍋爐上的實際應用情況，結果表明該技術應用于電站大型鍋爐點火啟動能大量節(jié)約燃油，經濟效益明顯。

【關鍵詞】氣化小油槍；工作原理；系統(tǒng)結構

0.簡介

許昌龍崗發(fā)電有限責任公司兩臺350MW亞臨界汽包鍋爐，使用的氣化小油槍燃燒器和一次風道油燃燒器是大唐節(jié)能科技有限公司自主研發(fā)，一種新型鍋爐啟停和穩(wěn)燃技術。通過專門設計的燃燒器和氣化小油槍，使用微量燃油（小于100kg/h）氣化燃燒直接點燃大量的煤粉，從而達到鍋爐冷爐微油點火、低負荷穩(wěn)燃的目的，氣化小油槍燃燒器的節(jié)油率可達90%以上，該技術的使用可以大幅度減少鍋爐點火啟動和助燃用油，降低電廠生產成本，節(jié)油降耗效果顯著。

1.氣化小油槍點火基本原理

氣化小油槍是利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細油滴進行燃燒，同時用燃燒產生的熱量對燃料進行初期加熱、擴容，后期加熱，在極短的時間內完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常的燃燒過程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強、其傳播速度極快，超過聲速，中心溫度高達1500～2000℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內直接點燃煤粉燃燒，從而實現鍋爐啟動、停止以及低負荷穩(wěn)燃。

2.設備及系統(tǒng)簡介

許昌龍崗發(fā)電有限責任公司1、2號爐為哈爾濱鍋爐廠制造的350MW亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架、全懸吊結構的燃煤汽包鍋爐，型號：HG-1172/17.2-PM2。設計煤種為禹州貧煤、啟動助燃油為#0輕柴油。一次風道布置有風道燃燒器加熱系統(tǒng)，B層燃燒器布置有氣化小油槍點火裝置。

3.氣化小油槍和一次風道燃燒器加熱系統(tǒng)

3.1氣化小油槍設備和設計參數

#1、2爐設計時就將鍋爐原B磨煤機對應的共4只煤粉燃燒器拆除，改造為裝有兩支氣化小油槍（2×100kg/h）點火的擺動式內濃外淡式煤粉燃燒器。包括：4只主煤粉燃燒器；8支氣化小油槍；壓縮空氣系統(tǒng)、油系統(tǒng)；高壓助燃風系統(tǒng)；鍋爐冷爐啟動風道燃燒器；氣化小油槍圖像火檢；燃燒器壁溫監(jiān)測及少油點火控制系統(tǒng)等。

設計主要參數：

燃燒器結構：噴口為擺動式結構，擺動角度與原來相同

油壓：0.5～0.7MPa

單角油槍出力：2×100kg/h（油量可調）

壓縮空氣壓力：>0.4MPa

壓縮空氣流量：2×0.8Nm3/min左右（單角）

油槍高壓風壓力：1500Pa左右

油槍高壓風流量：700-900Nm3/h左右

氣化油槍燃燒火焰中心溫度：1500℃

送粉及燃燒系統(tǒng)：一次風風速：20～30m/s

可點燃煤粉量：2～15t/h

燃燒器壁溫：燃燒器壁溫不超過500℃

3.2一次風道油燃燒器加熱系統(tǒng)

在離B磨煤機較近的A側熱一次風道內布置一只機械霧化小油槍，利用油槍燃燒的高溫火加熱一次風，實現冷爐啟動磨煤機的目的。油槍入口管道上裝有油量計、雙筒過濾器，每臺爐布置一只油槍，一套控制系統(tǒng)，油槍布置在熱一次風道處：距制粉系統(tǒng)熱風聯絡母管應有足夠的距離（≮8m），油槍火焰的中心處于風道截面中間部位，油槍桿、點火槍桿、火檢等插入點與外界應密封良好。

風道油燃燒器加熱系統(tǒng)設計參數：

設計溫升：190℃

加熱風量：80t/h

風道燃燒器油槍油壓：3.1MPa

風道燃燒器油槍出力：150-200kg/h

吹掃壓縮空氣壓力：>0.50Mpa

霧化方式：機械霧化

4.氣化小油槍的運行方式

4.1冷爐啟動

在燃燒器管理系統(tǒng)（BMS）邏輯中，增加“少油點火模式”和“正常運行模式”的切換。選擇“少油點火模式”時，B燃燒器氣化小油槍已投運，B磨煤機的啟動點火能量滿足，B層燃燒器實現少油點火燃燒器功能。

a）機組啟動前，將AA2層對角兩支2.4t/h的大油槍霧化片，更換為0.5t/h的霧化片，作為并網后的助燃油槍。

b）機組啟動前對氣化小油槍系統(tǒng)的蓄能罐進行清理，確保氣化小油槍噴油正常。

c）開啟B磨煤機熱一次風調整門80%以上，混合一次風門50%以上，啟動一次風機和投入熱一次風道燃燒器運行，B磨煤機開始暖磨。

d）選擇“少油點火模式”，投入B燃燒器四個角的8支氣化小油槍。

e）待B磨煤機入口一次風溫大于100℃，磨煤機出口達到70℃以上，維持B磨煤機一次風量46 t/h，出口粉管一次風速20m/s左右，最小煤量啟動B給煤機。

f）觀察B層氣化小油槍燃燒情況，調整一次風量、周界風門開度，確定合理的一次風量及風門開度。隨著爐膛溫度升高B燃燒器氣化小油槍點燃煤粉燃燒的加強，四角各退出一支氣化小油槍備用。

g）空預器出口熱一次溫度到130℃，退出熱一次風道燃燒器運行。

h）機組并網后為了防止B磨煤機發(fā)生故障造成機組非停，增投AA2層對角兩支大油槍（單支油量0.5t/h）。

i）B制粉系統(tǒng)出力達70%以上，投入A磨煤機運行。

j）機組運行負荷達到180MW，超過鍋爐最低穩(wěn)燃負荷時，退出AA2層對角兩支大油槍，退出“少油點火模式”，逐步停用4支氣化小油槍，鍋爐轉入正常運行。

4.2低負荷穩(wěn)燃

鍋爐在低負荷需要投油助燃的條件下，無需進入“少油點火模式”，直接投入A層燃燒器8支氣化小油槍助燃，作為助燃油槍投入即可。

4.3停爐

機組在滑停助燃并帶負荷降到180 MW時，選擇“少油點火模式”運行，投入B層燃燒器8支氣化小油槍助燃，按規(guī)程要求平穩(wěn)降溫、降負荷，B制粉系統(tǒng)出力最后再降低。當機組負荷降至0MW，機組解列后，氣化小油槍熄火鍋爐停爐。

5.經濟效益分析

以2012年3月5日#1爐冷態(tài)啟動為例。

02：00#1號爐投入氣化小油槍鍋爐點火。

02：55投入#1號爐一次風道油燃燒器。

04：10B磨煤機出口溫度到達70℃，啟動B給煤機維持最低煤量10t/h，就地通過觀火孔觀察投煤后煤粉能順利點燃，火焰明亮，燃燒器噴口火焰溫度始終保持在較高溫度燃燒穩(wěn)定。

04：10就地確認A燃燒器煤粉燃燒充分后，四角各退出一支氣化小油槍。

06：05空預器出口熱一次風溫達到140℃時停運一次風道油燃燒器。

09：49發(fā)電機并網，增投AA2層1、3角兩支0.5t/h的大油槍助燃。

12：02機組負荷180MW，逐步退出AA2層兩支大油槍。

13：00機組負荷200MW，退出所有氣化小油槍。

本次冷態(tài)啟動使用氣化小油槍點燃煤粉，完全滿足鍋爐冷態(tài)啟動中升溫、升壓、升負荷的需要。鍋爐冷態(tài)啟動從點火到退出全部油槍，共耗時11小時，共耗燃油9.48噸。根據350MW鍋爐冷態(tài)啟動經驗，如果采用大油槍啟動，需投入3支以上的大油槍進行鍋爐點火，冷態(tài)啟動燃油為80噸左右，機組本次冷態(tài)啟動節(jié)油率約為88%左右。

經濟效益計算：節(jié)約燃油=7.2t/h×11h-9.48t=69.72t；節(jié)油率=69.72t/79.2t=88%；少油點火節(jié)油折合人民幣=69.72t×8200元/t=57.17萬元；比大油槍多燃煤折合人民幣=150t×850t/元=12.75萬元；經濟效益=57.17-12.75=44.42萬元

6.結論

本文所述的350MW亞臨界汽包貧煤鍋爐冷態(tài)啟動時利用氣化小油槍燃燒器和一次風道油燃燒器點火技術直接點燃煤粉，完全能夠滿足鍋爐冷態(tài)啟動中升溫、升壓、升負荷的需要，啟動過程順利，與使用大油槍啟動耗油量相比節(jié)約燃油達88%，為公司節(jié)約了大量燃油，創(chuàng)造了很好的經濟效益。

【參考文獻】

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[2]王志飛，劉為民.氣化微油點火技術在600MW四角切圓燃燒鍋爐上的應用[J].浙江電力，2007，4：24～26.