少油量氣化點火在塔里木熱電廠應用

樊　森

摘要:塔里木熱電廠兩臺75t/h煤粉鍋爐點爐需用輕質柴油2～3噸,每年點火及低負荷用油近100～200噸。針對這一情況2007年6月熱電廠自行安裝新疆奧科公司少油氣化點火設備。經過半年運行,點一次只需用150～200公斤輕質柴油,節(jié)油效果非常明顯。

關鍵詞:鍋爐;煤粉爐;煙煤;貧煤;點火;燃燒;節(jié)油

1 基本情況

塔里木熱電廠目前裝機容量為24MW,屬中小型熱電聯(lián)產企業(yè)。有兩臺75t/h煤粉爐,承擔阿克蘇市區(qū)部分供暖任務。一臺65噸拋煤機鏈條爐,為備用爐,其中兩臺75t/h熱風送粉煤粉鍋爐,設計煤種為溫宿境內、揮發(fā)份低于14%的貧煤。后來由于煤炭市場的變化,經過一系列的改造,可以燃用庫車俄礦煙煤與溫宿貧煤按1:1混合煤種。由于塔里木熱電廠所處地理位置及農一師電網的特殊情況,開停爐頻繁,因而用油量很大,年用油在100～200噸。

2 微油量點火系統(tǒng)

微油量點火燃燒系統(tǒng)由燃油系統(tǒng)、氣化槍、壓縮空氣系統(tǒng)、高壓風系統(tǒng)、高能點火裝置以及控制系統(tǒng)等組成。微油量點火系統(tǒng)是通過對燃燒器進行改造,并使用特制油槍頭,使燃油很好的霧化,從而在點火時形成一個1500℃～2000℃左右的高能火核,然后直接點燃煤粉,來達到節(jié)油效果的。經過改造后,單支油槍出力為25～50kg/h,整個點爐過程可以很好的控制在鍋爐的升溫升壓范圍內。

2.1 微油槍燃燒工作原理

微油槍采用強化燃燒技術,即利用壓縮空氣的高速射流將柴油直接擊碎,使之霧化成超細油滴進行充分燃燒,同時利用燃燒產生的熱量對燃料進行初期加熱、擴容,再經過前端管束進行后期加熱,加速油滴在極短的時間內完全蒸發(fā)氣化,使油槍在正常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,完全氣化后的燃燒火焰剛性極強,其傳播速度較初期加熱氣化后的速度明顯加快,其傳播速度超過聲速,火焰呈完全透明狀,完全氣化后的燃燒火焰其根部為藍色,中間及尾部為透明白色,火核中心溫度可達1500-2000℃,完全滿足在煤粉燃燒器內進行直接點燃煤粉燃燒,從而實現(xiàn)電站鍋爐啟、停以及低負荷穩(wěn)燃。系統(tǒng)中壓縮空氣主要用于點火時實現(xiàn)前期燃油霧化,正常燃燒時補充燃燒需要的氧氣含量;高壓風用于補充后期加速燃燒所需氧氣含量。

2.2 燃燒器系統(tǒng)的工作原理

微油槍燃燒形成的高溫火核使進入濃淡燃燒器一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇上升、破裂粉碎,釋放大量的揮發(fā)份并迅速燃燒。然后由著火后的濃相煤粉在二次室內與稀相煤粉混合并著火燃燒器,實現(xiàn)煤粉分級著火燃燒的成熟技術,使燃燒能量逐級放大,達到點燃煤粉并加速煤粉燃燒的目的。大大減少煤粉燃燒所需點燃的能量,滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩(wěn)燃的需求,達到以煤代油并節(jié)油的目的。濃淡煤粉燃燒器的周界冷卻二次風引自送風機出口,使其在燃燒器內壁形成一道冷卻氣膜主要用于保護噴口安全,防止噴口結焦燒損及補充后期燃燒所需氧量。

3 系統(tǒng)改造

3.1 燃燒器改造

對鍋爐的原有的下一次風進行改造,將鍋爐對應兩角燃燒器更換成微油量點火燃燒器。微油量燃燒器更換后,將側二次風箱與氣膜冷卻風箱共享;在使用小油量燃燒時,使用送風機出口冷風,冷卻燃燒器;在正常運行時,采用二次風作為周界風使用。

3.2 燃油系統(tǒng)改造

利用原有供油系統(tǒng)進行改造,在鍋爐附近的供油管路上引出微油量的供油管路,然后從微油量供油管路上引回油管路到原系統(tǒng)回油管路上,并在微油量供回油管路上安裝截止閥。在微油量點火時通過調節(jié)微油量供回油管路截止閥來調節(jié)微油量點火系統(tǒng)的油壓,保持油壓在1.0MPa左右。

3.3 壓縮空氣系統(tǒng)改造

在鍋爐附近的壓縮空氣管線上取氣源,(原鍋爐配套有兩臺11m3空壓機)就近從吹灰管道引到鍋爐2、4號角。在微油量點火系統(tǒng)的壓縮空氣總管上設截止閥,并通過截止閥調節(jié)氣壓,保持氣壓在0.2～0.6MPa調節(jié)范圍。

3.4 高壓風系統(tǒng)的改造

原來現(xiàn)場準備增加一臺高壓風機,后經過優(yōu)化方案,省去一臺高壓風機,直接從送風機出口的直徑400mm冷風管道,通過直徑108mm的管線引到鍋爐兩角。點爐初期風壓2kPa。隨著給煤量增加,根據(jù)燃燒情況風壓還可繼續(xù)增加,完全能夠滿足原設計需要。

3.5 控制系統(tǒng)

根據(jù)熱電廠實際狀況,微油量點火系統(tǒng)的控制采用就地控制和PLC集控室操作盤前程序自動控制相結合的方式,從而達到更好的性價比。

4 經濟效益分析

針對塔里木熱電廠75t/h鍋爐現(xiàn)在每次啟停爐需要耗油2～3t,燃油價格按0.5萬元/t計算,啟停一次爐需花費1～1.5萬元。而微油量點火裝置,單只油槍耗油25～50kg/h,點一次爐只需耗油200kg左右,約花費1000元。一次啟停爐,直接節(jié)約成本2.3萬元。每年塔里木熱電廠75t/h鍋爐啟停約十余次左右,經過微油量改造后,每年節(jié)約燃油成本30萬元左右。而且微油量點火裝置改造后,完成了鍋爐的自動點火改造,提高了設備的可靠性,原來用火把點火,需用三人,現(xiàn)只要一人就可完成,減少工人勞動強度,改善了操作工人的工作環(huán)境。

微油量點火裝置改造后,提高了可靠的低負荷穩(wěn)燃。保證了鍋爐在較低負荷和燃燒劣質煤時,能夠安全穩(wěn)定進行。

結束語

少油量氣化點火在塔里木熱電廠實施完成后,點了四次爐,每次用油都在150kg,完全達到技術改造目的和設計要求。節(jié)油率達到90%以上。對塔里木熱電廠節(jié)能減排工作起到很好的促進作用。

當前節(jié)能減排已經是我國的一項基本國策和任務,加大熱電廠技改、技革和新技術應用的力度,刻不容緩。應當從戰(zhàn)略的高度充分認識節(jié)能減排對企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和提高企業(yè)經濟效益的重大意義。

作者簡介:樊森(1963-),男,工程師,新疆阿克蘇塔里木熱電廠廠長,工作以來長期從事發(fā)電廠的設備和技術管理工作。