林國輝，蔣雪芬

（浙江巨化集團公司熱電廠，浙江衢州324004）

微油點火技術在440 t/h鍋爐上的應用與改進

林國輝，蔣雪芬

（浙江巨化集團公司熱電廠，浙江衢州324004）

在介紹微油點火技術的基礎上，結合巨化熱電廠440 t/h鍋爐實際運行情況，提出點火系統(tǒng)的改造方案并進行了經(jīng)濟效益分析。針對改造后燃燒器運行過程中存在的問題，提出相應的改進措施。通過實踐證明措施有效實用，較好地解決了問題。

微油點火；440 t/h鍋爐；燃燒器；應用

0 引言

巨化熱電廠440 t/h鍋爐點火采用12支簡單機械霧化油槍，其中8支1 250 kg/h主油槍，4支300 kg/h穩(wěn)燃小油槍。每臺鍋爐配置2臺中間倉儲式球式磨煤機，單臺磨煤機運行無法滿足機組額定負荷的需要，而且出力富裕量?。环蹅}沒有臨爐送粉。如果制粉系統(tǒng)故障檢修時間稍長，則鍋爐需要減負荷運行，并投油槍進行穩(wěn)燃。因此，鍋爐油槍的使用率比較高，2005—2008年分別耗油382，738，302，514 t。

鍋爐采用大油槍點火，在鍋爐點火和穩(wěn)燃過程中消耗大量燃油，造成優(yōu)質(zhì)能源的浪費。而且隨著國際能源需求的迅猛增長，原油價格迅速上揚，大幅增加了企業(yè)的運營成本。鍋爐使用燃油時，除塵器將無法投運，會嚴重污染環(huán)境。近年來微油點火技術在許多發(fā)電廠得到廣泛應用，實際節(jié)油率達到95%，起到了良好的節(jié)油效果。因此，對鍋爐燃燒設備進行微油點火技術改造，通過提高鍋爐低負荷狀態(tài)下穩(wěn)燃能力和減少燃油使用量來降低發(fā)電成本、節(jié)約能源是目前普遍采取的措施。

1 微油點火技術的基本原理

采用傳統(tǒng)的鍋爐點火方式時，由于燃油釋放的熱量中有一大部分會隨著煙氣排出爐膛，導致燃油熱量利用率不高，耗油量極大。而微油點火的原理是將燃油從爐膛內(nèi)開始燃燒提前到在燃燒器內(nèi)部開始燃燒，使燃油釋放的熱量全部被一次風粉氣流吸收，從而大大減少了燃油量。

微油燃燒直接點燃煤粉的技術關鍵是運用了微油氣化燃燒技術和煤粉多級燃燒、能量逐級放大技術。利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成納米級超細油滴進行燃燒，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，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)直接點燃煤粉。高溫火焰使進入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發(fā)分從而迅速著火燃燒，然后由已著火的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點燃，實現(xiàn)了煤粉的分級燃燒，能量逐級放大，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，并形成穩(wěn)定的熱源，實現(xiàn)整個爐膛煤粉穩(wěn)燃要求的良性燃燒，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩(wěn)燃的需求。

2 微油點火技術在440 t/h鍋爐上的應用

2.1 鍋爐設備概況

440 t/h鍋爐為上海鍋爐廠制造的SG-440/ 13.7-M782型超高壓中間再熱自然循環(huán)鍋爐。∏型露天布置，四角切圓燃燒（假想雙切圓：Φ800/ Φ200 mm）。爐膛容積為2 176.6 m3，爐膛接近于正方形（寬9.60 m，深8.84 m）。燃燒器參數(shù)見表1。

表1 燃燒器設計參數(shù)

2.2 新點火系統(tǒng)安裝及點火

新的點火系統(tǒng)參照鍋爐原工況規(guī)定進行設計。整個氣化微油點火系統(tǒng)由氣化微油點火燃燒器（見圖1）、燃油系統(tǒng)、壓縮空氣、助燃風、壁溫監(jiān)測、火焰監(jiān)視系統(tǒng)、電氣和控制系統(tǒng)、一次風測量單元等組成。

圖1 微油燃燒器結構示意

按照改造方案的具體要求，拆除鍋爐下層4個燃燒器，在原位置安裝4只微油點火燃燒器。在爐膛四周架設油、氣管路，從送風機出口引出助燃風管路，并在現(xiàn)場安裝相關控制與監(jiān)視設施。所有控制量通過遠傳接至DCS（分散控制系統(tǒng)）控制柜，在DCS組態(tài)的基礎上，實現(xiàn)設備的遠程操控。安裝完成后，進行了系統(tǒng)冷態(tài)調(diào)試，完成了助燃風配平和其他所有調(diào)試工作。

微油點火系統(tǒng)各角微油槍試投后，火焰明亮、剛性較強。4個角的微油槍點火啟動參數(shù)見表2，給粉機轉(zhuǎn)速分別為405 r/min，543 r/min，398 r/min，405 r/min。煤粉點燃后，噴口燃燒火焰狀態(tài)良好，燃燒穩(wěn)定。

表2 氣化微油點火參數(shù)

通過跟蹤取樣，對氣化微油啟動過程中的煤粉燃燒效率進行分析，計算結果見表3。從數(shù)據(jù)可以看出，冷態(tài)點火啟動時，由于點火初期爐膛溫度和一次風溫均較低，煤粉進入爐膛后還無法自燃，不利于煤粉的燃燼。隨著運行時間的增加、爐膛溫度的提高及二次風溫的提高，改善了煤粉的燃燒條件，并網(wǎng)2 h后煤粉燃燒效率已達到95.36%。

表3 啟動過程中煤粉燃燼情況分析

2.3 經(jīng)濟效益分析

機組應用氣化微油點火技術成功完成了升溫升壓、汽機沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)及主汽流量至387 t/h的冷爐啟動過程，整個過程未投用大油槍，節(jié)省了大量的燃油，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。氣化微油點火系統(tǒng)累計投運8 h，共用燃油2.1 t。按照正常啟動平均使用4支大油槍進行經(jīng)濟效益對比，分析結果見表4。

從表4可見，點火啟動階段采用微油點火技術節(jié)油率達90%以上，節(jié)約燃油31.5 t，節(jié)省燃料費達15萬元。全年低負荷運行約326 h，多次投用微油槍穩(wěn)燃，據(jù)統(tǒng)計1年累計用油約36.4 t，相比改造前年平均耗油484 t，年節(jié)油率達92%。微油燃燒技術的成功應用為發(fā)電廠節(jié)省了大量費用，創(chuàng)造了可觀的效益。

表4 微油點火啟動階段經(jīng)濟性分析

3 存在的問題及改進措施

3.1 存在的問題

微油點火裝置投運后已經(jīng)過幾個檢修周期的運行，總體情況良好，但還是存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾點：

（1）燃燒器壁溫偏高。從運行記錄看，鍋爐啟動過程中1號角和2號角壁溫偏高，曾多次超過600℃；在低負荷穩(wěn)燃投入微油時，2號角燃燒器壁溫最高層出現(xiàn)過836℃的高溫，導致微油槍跳閘，撤出微油后溫度回歸正常。

（2）出現(xiàn)過幾次油燃燒室燒紅現(xiàn)象。停爐時從爐膛內(nèi)部對燃燒器進行檢查，發(fā)現(xiàn)1—4號角燃燒器都存在不同程度的變形情況，其中2號角和3號角較嚴重，一級燃燒室變形，一、二級燃燒室之間有結焦現(xiàn)象，如圖2所示。二級燃燒室也存在局部變形貼邊情況，如圖3所示。

3.2 原因分析

針對以上問題，結合現(xiàn)場情況進行了分析，認為造成燃燒器壁溫高和變形的主要原因是油噴嘴的選擇及燃燒器的局部設計不合理。

（1）油噴嘴型號選擇過大。考慮到煤質(zhì)波動大，原油噴嘴在設計時留有一定余量，采用12號噴嘴。在煤質(zhì)穩(wěn)定情況下，當額定壓力時設計流量將大于實際需用量，造成燃燒過旺，而鍋爐啟動過程中一次風風速較低，不能較好地冷卻燃燒室，是造成燃燒室壁溫高和變形的原因之一。

圖2 一級燃燒室變形及結焦

圖3 二級燃燒室變形

（2）燃燒室焊接面積過小。燃燒器在設計時，原一級燃燒室與二級燃燒室采用點焊方式連接，由于焊接面積過小，在燃燒室受熱產(chǎn)生熱脹時易脫焊，使一級燃燒室在高溫下產(chǎn)生變形。

（3）燃燒室內(nèi)有死角。油燃燒室與一級燃燒室的連接段對一、二級燃燒室間的空間形成了阻擋，在燃燒室設計時未考慮此死角位置，使得一次風在連接段后風速下降，在一、二級間燃燒的煤粉在此位置難以被吹走，一、二級燃燒室之間逐漸產(chǎn)生結焦。

（4）周界風無法冷卻燃燒室。二級燃燒室變形后，一側與噴嘴外壁緊貼，造成周界風無法通過，起不到冷卻作用，燃燒室壁面更易過熱，引起壁面燒損。從圖3可以看出，3號角二級燃燒室出口變形側壁面已經(jīng)嚴重燒損。

3.3 改進措施

（1）改進油噴嘴。經(jīng)重新核算，將噴嘴由12號改為10號，不同噴嘴在不同壓力下的流量對比如表5所示。

（2）加強冷卻，增大助燃風；增加周界風接口管直徑；在助燃風支管上加裝就地壓力表，反應鍋爐四角就地實際壓力，為運行調(diào)節(jié)提供信號。以前是開度控制，若閥門有磨損或者故障，在開度到位時，實際的風量可能和設計值不同，現(xiàn)改為風壓控制，調(diào)節(jié)閥門以就地壓力為準，直接調(diào)至設計值。

表5 噴嘴流量對比

（3）對內(nèi)部燃燒室進行改進。使用加強筋將一、二級燃燒室以段焊方式連接，從而加強固定強度；在一、二級燃燒室間加裝導流條，改變部分一次風的風向，使一次風可以吹過連接段后的空間，加強冷卻與擾動。

（4）對二級燃燒室進行改進。將二級燃燒室與周界風的支撐筋板從原來的4個改為8個，使二級燃燒室與外壁的周界風通道不易被壓縮，起到支撐與固定作用，如圖4所示。

圖4 二級燃燒室改進后的支撐

（5）加強運行調(diào)節(jié)。根據(jù)煤種變化及時調(diào)整微油點火參數(shù)值，鍋爐啟動過程中適當提高一次風風速。

改進后鍋爐重新啟動，采用新的油噴嘴完全可以滿足鍋爐升溫升壓的要求。增大助燃風，提高一次風速，有效降低了燃燒器壁溫，未再出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，檢查也未發(fā)現(xiàn)積焦現(xiàn)象。

4 結語

（1）巨化熱電廠440 t/h鍋爐經(jīng)微油點火技術改造后，能夠適應鍋爐升溫升壓、汽輪機沖轉(zhuǎn)、帶負荷及低負荷穩(wěn)燃等不同工況，為發(fā)電廠創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

（2）針對運行中存在的問題進行分析，找到了造成燃燒器壁溫高和變形的原因，提出的改進措施實施后效果良好。

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（本文編輯：陸瑩）

Application and Improvement of Tiny-oil Ignition Technology for 440 t/h Boilers

LIN Guo-hui，JIANG Xue-feng
（Thermal Power Plant of Juhua Group Corporation，Quzhou Zhejiang 324004，China）

On the basis of introducing tiny-oil ignition technology and in combination with practical operation of 440 t/h boiler of Thermal Power Plant of Juhua Group Corporation，the paper proposes a improvement scheme for ignition system for implementation and application and analyzes the economic benefits.The paper analyzes problems in boiler operation after retrofit and proposes the improvements.It is proved by practice that the measures are pragmatic and can better solve the problems.

tiny-oil ignition；440 t/h boilers；burner；application

TK227

：B

：1007-1881（2013）07-0042-04

2012-11-05

林國輝（1981-），男，山東魚臺人，工程師，從事發(fā)電廠鍋爐設備管理及檢修工作。