氣化微油點火技術在三河電廠的應用

梁昌龍

（三河發電有限責任公司，河北 三河 065201）

1 概 述

三河發電有限責任公司2臺350MW機組鍋爐為：亞臨界、控制循環、一次中間再熱、單爐膛、雙切圓燃燒、鋼架全懸吊結構、半露天布置、固態排渣爐。鍋爐設置16只低NOX燃燒器，四角布置，分級配風，切圓燃燒。鍋爐配置雙進雙出低速磨煤機4臺、冷一次風機、正壓直吹式制粉系統。

點火改造方案中“氣化小油槍點火及穩燃裝置”的布置，采用改造4號磨對應四角煤粉燃燒器。點火系統包括：壓縮空氣系統、油系統、高壓助燃風系統、點火及熱控控制系統、火檢及保護方式等。為了保證鍋爐點火階段4號磨煤機及時啟動運行，在磨煤機進風的熱風道上安裝了1臺蒸汽加熱器。

2 氣化微油點火技術

2.1 氣化微油點火的工作原理

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、擴容和后期加熱，在極短的時間內完成油滴的蒸發氣化，使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體，從而大大提高了燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性強，傳播速度快，火焰中心溫度可達1800℃以上，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內直接點燃煤粉，見圖1所示。

圖1 氣化微油點火工作原理

2.2 氣化微油點火裝置介紹

根據機組啟動狀況和氣化小油槍點火的技術特點，將4號磨煤機煤粉燃燒器改造成安裝氣化小油槍的相對濃縮型煤粉燃燒器，每個煤粉燃燒器上安裝2支氣化小油槍，其方式為氣化小油槍在燃燒器中部直接點燃煤粉，分級燃燒。這種設計利用少量的燃油消耗，就可達到鍋爐冷、熱態啟動和低負荷穩燃目的。氣化設備參數，見表1。

表1 氣化微油點火設備設計參數

2.2.1 氣化壓縮空氣系統

氣化小油槍用壓縮空氣，由鍋爐本體四角的壓縮空氣主管直接引出，每角所接順序為：截止閥、手動球閥、氣動球閥、調壓閥、分支手動球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。系統布置如圖2所示。

圖2 1號角氣化小油槍系統圖

2.2.2 小油槍油系統

氣化小油槍要求油壓0.5～0.7MPa，小油槍用油自鍋爐CD層各角的油角閥前引出。

每角所接順序為：手動球閥、濾油器、手動球閥、氣動球閥、針型閥（調壓）、就地壓力表、分支手動球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。

2.2.3 高壓助燃風系統

高壓助燃風作為氣化小油槍點火后，油的后期燃燒所需氧量（油燃燒所需的二次風）。氣化小油槍投用時，控制各分路閥后風壓1000Pa左右，停用時，控制閥后風壓600Pa以上（不可將分路碟閥全部關閉）。

助燃風系統從爐兩側冷一次風管道上引出，經碟閥至鍋爐后墻母管，再經分路碟閥至各氣化小油槍燃燒筒。

2.2.4 暖風器系統

為了保證4號磨煤機啟動制粉，在4號磨煤機的熱風道上安裝了旁路暖風器。鍋爐啟動初期投入加熱器。加熱器汽源來自機組暖風器供汽母管，通過手動截止閥、電動調節閥控制，暖風器設計參數，見表2。

表2 暖風器設計參數

2.2.5 熱工控制系統：

在鍋爐FSSS主保護的管理之下，氣化小油槍點火是一套獨立的控制系統。在DCS中完成邏輯控制組態、CRT畫面實現遠方控制和操作。同時又設就地控制柜，實現“遠控”與“就地”的切換，可實現就地操作。當鍋爐發生MFT時，切斷所有進爐燃料，其中包括氣化小油槍系統的各進油分路油閥、氣閥。

氣化小油槍投用有兩種模式：“點火模式”和“助燃模式”。鍋爐啟動中采用“點火模式”；機組正常運行中，在負荷降至需投油助燃情況下投用氣化小油槍時采用“助燃模式”。鍋爐啟動過程中，當已投用的2臺磨機均運行正常還需繼續升負荷時，可將氣化小油槍運行模式由“點火模式”轉至“助燃模式”。

“點火模式”的保護方式：當氣化小油槍專用火檢檢測無火時，關閉對應的磨煤機出口擋板、關閉對應的油閥、氣閥（氣閥延時30s）。

“助燃模式”的保護方式：當氣化小油槍專用火檢檢測無火時，關閉對應的油閥、氣閥（氣閥延時30s）。

3 氣化微油點火應用

3.1 點火前的準備

（1）確認機跳爐、再熱器保護、汽包高低水位保護解除。

（2）點火條件：鍋爐 MFT復位、任1臺一次風機啟動、供油快關閥開啟、爐前油循環油壓正常（大于0.2MPa）。

（3）4號磨煤機暖風器暖管，開啟4號磨煤機熱風暖風器汽源手動門，開啟暖風器疏水器前后手動門，暖風器疏水倒至定排擴容器。

（4）鍋爐MFT復位，啟動2臺一次風機，開啟4號磨煤機輔助風擋板至30%（保持適當的一次風機流量），調節出力平衡，設定一次風壓5.5kPa投自動。

3.2 氣化微油點火投入

（1）將氣化小油槍投用方式由“助燃模式”切至為“點火模式”，逐角投入8支氣化小油槍運行，檢查火檢狀態是否正常，將點燃油槍對應二次風門投自動，調節周界風風門開度至20%以上，維持燃燒器壁溫不超過450℃，就地檢查油槍是否點燃有無漏油現象；

關閉4號磨煤機冷、熱風調節擋板，開啟4號磨煤機暖風器入口關斷擋板，投入4號磨煤機暖風器。逐漸增加4號磨煤機通風量，控制在20～25t／h，通過調節暖風器出口一次風溫度130℃以上，磨機出口溫度達55℃；氣化小油槍著火正常，此時，強制執行4號磨煤機的火檢；啟動4號磨煤機，強制1臺給煤機“運行”信號（防止給煤機啟動后跳閘造成鍋爐保護動作），啟動1臺給煤機；

（2）投粉后觀察爐膛火焰情況，將4號磨煤機出力維持在8t／h，強制一次風量大于15t／h；

燃燒器帶粉運行后，及時調整二次風門，維持燃燒器壁溫不超過450℃。根據鍋爐燃燒情況，調整二次風門開度，提高爐膛煤粉后期的燃燼率；4號磨煤機啟動后，投入電除塵一電場運行；

（3）觀察爐膛煤粉著火情況，根據鍋爐升溫升壓和煤粉著火情況，調整磨煤機出力（并網前控制4號磨煤機出力不大于14t／h）；當爐膛出口煙溫達360℃以上或預熱器出口風溫達180℃以上時，為預防燃燒器熱負荷增大后產生結焦現象，可通過調整磨煤機輔助風門，提高粉管一次風速不低于26～28m／s；當空氣預熱器出口熱一次風溫達180℃以上時，可停用磨煤機暖風器，開啟磨煤機熱風擋板，關閉磨煤機暖風器溫度控制閥及磨煤機進口擋板，退出磨煤機暖風器。

3.3 氣化微油點火系統的停運

當機組負荷增至停油負荷時，爐膛燃燒穩定將逐支退出氣化小油槍的運行，直至全部退出。氣化小油槍停用以后，氣化小油槍燃燒筒應保持留有一定風量的高壓助燃風（維持各角助燃風壓力至500～600Pa），切不可停止助燃風的供給，防止油槍積碳和堵塞。氣化小油槍火檢冷卻風不可停用。

4 氣化微油點火應用問題及處理方案

4.1 升溫升壓過程中溫度控制

鍋爐啟動初期，爐膛內溫度較低，此時投入氣化小油槍系統后啟動4號磨煤機，對于溫度較低的爐膛以及給水，升溫、升壓速度顯得很快，不易控制。為此，在啟動磨煤機的初期將燃料量控制在最低，4號磨煤機的給煤量維持在8t／h，一次風量控制在16t／h，并為了安全起見，強制一次風量大于15t／h（低于15t／h磨煤機保護動作），隨著氣溫氣壓的穩步增長逐漸增加燃料，同時，給水的調節在維持汽包水位正常的情況下，盡可能將汽包事故放水門、排污門及相關疏水門保持在較大開度，在給水壓力提高的同時，使過熱器減溫水具有足夠且穩定的流量來輔助控制氣溫的增長。

4.2 燃燒筒結焦或燒損

由于氣化小油槍投用時，油槍插入的深度偏淺（定位不夠）或者氣化小油槍停用時燃燒筒高壓助燃風壓偏低，很容易出現燃燒筒結焦或燒損現象。此時，應及時清除燃燒筒內焦塊；油槍在原有位置再向內插進5～15mm；氣化小油槍停用時，調整燃燒筒高壓助燃風風壓略高于燃燒器靜壓阻（600～800Pa）。

4.3 燃燒器結焦

在鍋爐啟動初期一次風速如果控制偏低、輸入燃燒器的熱功率偏大（粉量太大），有可能發生燃燒器的結焦現象，因此，在啟動一次風機后，可以提高一次風速或增開磨煤機通入風量（氣化小油槍投用時磨煤機入口總風量需相對增加10%）；低負荷穩燃時，當氣化小油槍投入使用后，應調整和維持該層燃燒器或對應磨煤機出力為正常額定出力的60%左右；對于燃用高揮發分的煙煤，可只投用靠近燃燒器噴口的1支氣化小油槍。

4.4 小油槍滅火處理

如果發生小油槍的火檢信息丟失，首先應檢查保護裝置是否動作，檢查所對應的磨煤機出口擋板是否全關，否則需及時采用手動關閉，以防止煤粉爆燃。

5 微油冷爐點火技術的經濟效益

當鍋爐啟動的整個全程采用微油點火技術時，1號爐啟動用時為10h，與傳統大油槍啟動過程的經濟性對比分析數據，如表3中所示。計算結果表明，1號爐使用微油點火技術比大油槍啟動節約燃料費用150.29萬元，經濟效益非常可觀。

表3 微油點火經濟型分析

6 結 語

通過氣化微油點火技術的改造，節約了鍋爐啟動燃油，同時也節約了電廠運行成本，減少了維護工作量，相信氣化微油點火技術的成功應用，會為更多的電廠創造良好的利益。

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