曹勝利，馬傳崗

（華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠，山東 棗莊 277103）

淺談某電廠300MW燃煤鍋爐富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用

曹勝利，馬傳崗

（華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠，山東 棗莊 277103）

某電廠300MW燃煤鍋爐通過富氧燃燒改造，降低啟動(dòng)用油，提高煤粉燃盡率，并降低污染物排放，提高機(jī)組點(diǎn)火經(jīng)濟(jì)性，提升了鍋爐效率。

富氧燃燒；節(jié)油；環(huán)保

0 前言

近些年來能源的日趨緊張以及價(jià)格的不斷上漲，造成企業(yè)的生產(chǎn)成本越來越高。富氧燃燒技術(shù)作為一種較新的燃燒節(jié)能技術(shù)在世界各國(guó)蓬勃發(fā)展。富氧燃燒是指助燃用的氧化劑中的氧濃度高于普通空氣中的氧濃度，從而使燃燒氧化反應(yīng)更加劇烈。富氧燃燒既能提高劣質(zhì)燃料的應(yīng)用范圍，又能充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)燃料的性能，從而實(shí)現(xiàn)煤粉和油能夠充分燃燒，減輕對(duì)尾部設(shè)備和系統(tǒng)的影響，節(jié)約點(diǎn)火時(shí)燃油消耗和煤粉的消耗，提高機(jī)組點(diǎn)火經(jīng)濟(jì)性，提高鍋爐效率。

1 概況

某電廠#3爐為∏型HG1025-18.2/PM型亞臨界壓力、自然循環(huán)、一次中間再熱、固態(tài)排渣煤粉鍋爐，采用平衡通風(fēng)、直流式燃燒器、四角切圓燃燒方式。爐膛寬度14048mm，爐膛深度11858mm，在爐膛四角布置了煤粉燃燒器20只，每角5只，布置油燃燒器12只，每角3只，布置二次風(fēng)口12只，每角3只，布置三次風(fēng)口8只，每角2只?，F(xiàn)DE層油燃燒器已停用，AA層、BC層采用蒸汽霧化油槍裝置。

燃油特性如下：

#0輕柴油；粘度（20℃時(shí)）：3.0-8.0 mm2/s；凝固點(diǎn)：不高于0℃；閉口閃點(diǎn)：不低于55℃；機(jī)械雜質(zhì)：無(wú)；含硫量：不大于1.0%；灰份：不大于0.02% 比重：817 kg/m3；低位發(fā)熱值Qnet，ar：41800 kJ/kg。

鍋爐設(shè)計(jì)煤種為山西晉中貧煤，實(shí)際燃煤質(zhì)量、性質(zhì)變化范圍較大，煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)及灰份組成如表1，2009-2011三年的入爐煤年平均統(tǒng)計(jì)匯總于表2：

表1

表2 2009-2011年入爐煤統(tǒng)計(jì)

制粉系統(tǒng)采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐配4套制粉系統(tǒng)。每套制粉系統(tǒng)包括鋼球磨煤機(jī)，給煤機(jī)，粗粉分離器，細(xì)粉分離器。制粉系統(tǒng)采用DTM350/600型低速筒式磨煤機(jī)，額定出力為30t/h，計(jì)算出力42t/h。20條給粉機(jī)等一次風(fēng)送粉管道及相應(yīng)的20只煤粉燃燒器，原設(shè)計(jì)三層共12支油燃燒器（目前DE層4只已拆除不用）。

2 改造方案

本次改造擬將現(xiàn)有A層微油點(diǎn)火系統(tǒng)改造為富氧點(diǎn)火系統(tǒng)，拆除原有的微油點(diǎn)火系統(tǒng)，換為富氧點(diǎn)火燃燒器及附屬系統(tǒng)。

各部分的組成如下：

微油點(diǎn)火系統(tǒng)：小油槍、燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、高壓助燃風(fēng)系統(tǒng)、火檢冷卻風(fēng)系統(tǒng)；

富氧點(diǎn)火煤粉燃燒器：加氧燃燒器本體、微油燃燒室、氧槍；

控制系統(tǒng)：就地控制柜、壁溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)；

供氧系統(tǒng)：不銹鋼管、電磁氣動(dòng)閥、氧量計(jì)、壓力變送器等。

3 調(diào)試順序及結(jié)果

（1）先投AB層大油槍進(jìn)行暖爐，投3-4只，著火正常。

（2）富氧點(diǎn)火的油系統(tǒng)開始投用，遠(yuǎn)方打開#1、#2總油閥，蓄能穩(wěn)壓罐開始進(jìn)油，油位至高液位時(shí)自動(dòng)關(guān)閉#2總油閥，油位連鎖工作正常。

（3）逐只投入4只微油槍，著火正常。從觀火孔觀察，火焰發(fā)白，剛性強(qiáng)，亮度高，噴口火焰長(zhǎng)，溫度高。監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1381 1384 1387 1354

（4）開啟供氧系統(tǒng)，對(duì)供氧母管路開始供氧。供氧后，火焰強(qiáng)度和亮度明顯增強(qiáng)，火焰長(zhǎng)度增加2-3米，各角火焰溫度如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1520 1460 1470 1530

（5）開啟給粉機(jī)，開始對(duì)四角微油槍燃燒器投粉。煤粉為貧煤+煙煤的混合煤粉，揮發(fā)分20%左右，投粉后火焰波動(dòng)小，火焰發(fā)紅發(fā)白，周圍部分有輕微發(fā)暗現(xiàn)象，火焰長(zhǎng)度可抵達(dá)鍋爐中心燃燒區(qū)域，煤粉的燃盡率高。

（6）逐漸加大四角的供氧量，可以看到，火焰著火穩(wěn)定，火焰發(fā)白，周圍煤粉不再有發(fā)暗現(xiàn)象，火焰長(zhǎng)度可抵達(dá)鍋爐中心燃燒區(qū)域，煤粉的燃盡率高，煙囪不冒黑煙。

此時(shí)各角的火焰溫度、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速及燃燒器壁溫如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1501 1468 1478 1512燃燒器壁溫（℃） 359 236 353 423

逐漸加大給粉機(jī)轉(zhuǎn)速均提高至500 r/min，并調(diào)整各角的供氧量，此時(shí)各角的火焰溫度、給粉機(jī)轉(zhuǎn)速及燃燒器壁溫如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1500 1465 1470 1510燃燒器壁溫（℃） 232 246 262 265

各角的煤粉著火情況良好，煤粉的燃盡率高，著火火焰溫度高，滿足正常點(diǎn)火啟動(dòng)要求。

4 調(diào)試小結(jié)

從20日02：00開始點(diǎn)火，至22日06：40負(fù)荷180MW停油，富氧點(diǎn)火系統(tǒng)投用正常，微油槍著火迅速，投氧投粉后，煤粉能夠被充分引燃，可達(dá)到爐膛火焰中心區(qū)域，能夠滿足正常的升溫升壓曲線要求，冷態(tài)啟動(dòng)共耗氧43m3，耗油60噸，同比鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)油率達(dá)到80%。

點(diǎn)火初期煤粉為貧煤+煙煤的混煤，揮發(fā)分20%左右，中后期為無(wú)煙煤+煙煤的混煤，甚至一度為無(wú)煙煤，揮發(fā)分為10%左右，通過現(xiàn)場(chǎng)觀火孔查看，煤粉的燃盡率都很高。期間只投富氧點(diǎn)火時(shí)，能夠穩(wěn)定燃燒，滿足鍋爐的升溫升壓需求，燃燒器壁溫基本維持正常范圍內(nèi)，無(wú)結(jié)焦現(xiàn)象。

5 建議

通過本次技術(shù)改造，驗(yàn)證了[1]采用富氧燃燒技術(shù)，可以提高火焰溫度、燃燒效率，同時(shí)也能減少CO2、SO2的排放。富氧燃燒技術(shù)是一種節(jié)能的燃燒技術(shù)，在目前能源緊張的情況下值得推廣。

[1]鄭曉峰，馮耀勛，賈明生.富氧燃燒的節(jié)能特性及其對(duì)環(huán)境的影響[J].節(jié)能，2006（07）：28-34.

曹勝利（1981—），男，安徽淮北人，本科，工程師，主要從事：火力發(fā)電。