汕尾電廠氣化微油點(diǎn)火技術(shù)節(jié)能改造的應(yīng)用

趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

汕尾電廠氣化微油點(diǎn)火技術(shù)節(jié)能改造的應(yīng)用

趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

我國(guó)是一個(gè)石油消耗和進(jìn)口大國(guó)，國(guó)家鼓勵(lì)推廣節(jié)油和以煤代油技術(shù)。汕尾電廠2×600 MW超臨界機(jī)組采用傳統(tǒng)的輕柴油點(diǎn)火和低負(fù)荷投油助燃技術(shù)，這種方式需要耗用大量的柴油，隨著國(guó)際油價(jià)不斷攀升，給電廠帶來很大的經(jīng)濟(jì)壓力，也不符合國(guó)家節(jié)約能源的基本國(guó)策。冷爐啟動(dòng)初期由于電除塵不能及時(shí)投入而造成煙塵對(duì)環(huán)境的污染，為此，汕尾電廠對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用氣化微油點(diǎn)火技術(shù)，節(jié)約能源，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也降低了污染，保護(hù)了電廠周邊的生態(tài)環(huán)境。

1 設(shè)備概況

廣東汕尾紅海灣發(fā)電有限公司1、2號(hào)機(jī)組鍋爐采用單爐膛，∏型布置，平衡通風(fēng)，一次中間再熱，前后墻對(duì)沖燃燒，尾部雙煙道，再熱汽溫采用煙氣擋板調(diào)節(jié)，復(fù)合變壓運(yùn)行，超臨界本生直流爐。電廠燃煤設(shè)計(jì)煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤。鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，煤質(zhì)參數(shù)見表2。成。在負(fù)荷≥28%B?MCR后，直流運(yùn)行，一次上升，啟動(dòng)分離器入口具有一定的過熱度。

表1 鍋爐的參數(shù)表

表2 煤質(zhì)參數(shù)表

燃燒器采用前后墻對(duì)沖分級(jí)燃燒技術(shù)。在爐膛前后墻各分3層布置低NOx旋流式HT?NR3煤粉燃燒器，每層布置6只燃燒器，全爐共設(shè)有36只燃燒器。在最上層燃燒器的上部布置了燃盡風(fēng)噴口（AAP）。其中鍋爐前墻中、下層和鍋爐后墻中層共裝有18只啟動(dòng)油槍用于暖爐和低負(fù)荷穩(wěn)燃，單只油槍出力是2.2 t/h，前墻中層作為備用，用于啟動(dòng)和維持低負(fù)荷熱量提供。油槍總輸入熱量相當(dāng)于30%B?MCR鍋爐負(fù)荷。

制粉系統(tǒng)：采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。配6臺(tái)HP型磨煤機(jī)和6臺(tái)電子稱重給煤機(jī)。煤粉細(xì)度的設(shè)計(jì)值R90為25%。

給水系統(tǒng)：機(jī)組配置2×50%B?MCR調(diào)速汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)30%B?MCR容量的電動(dòng)調(diào)速給水泵。電動(dòng)給水泵參數(shù)：流量586 t/h，揚(yáng)程3 196 m，出水壓力29.51 MPa。電動(dòng)給水泵電動(dòng)機(jī)額定電壓6 000 V，額定電流910 A，額定功率8 200 kW，轉(zhuǎn)速1 490 r/min。

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)：按40%B?MCR容量的啟動(dòng)旁路考慮。

2 微油系統(tǒng)設(shè)備概況

汕尾電廠1號(hào)爐改造方案為將后墻下層燃燒器（A1～A6）改造成氣化微油點(diǎn)火煤粉燃燒器。微油點(diǎn)火燃燒器既作為冷爐點(diǎn)火燃燒器，又作為主燃燒器使用。

微油點(diǎn)火系統(tǒng)主要包括3部分，其中氣化微油點(diǎn)火系統(tǒng)由燃油、壓縮空氣、燃燒器、助燃風(fēng)、壁溫監(jiān)測(cè)、火檢系統(tǒng)等組成；一次風(fēng)加熱系統(tǒng)由暖風(fēng)器、風(fēng)門、支吊架等組成；控制系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)進(jìn)行控制，保證鍋爐安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。氣化微油點(diǎn)火方式下燃燒器主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。

表3 氣化微油點(diǎn)火方式下燃燒器主要設(shè)計(jì)參數(shù)

氣化微油點(diǎn)火油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：最低工作油壓0.5 MPa；最高工作油壓2.5 MPa；消耗量（單支油槍）40～60 kg/h。

暖風(fēng)器設(shè)計(jì)參數(shù)如下：空氣進(jìn)/出口溫度20℃/150℃；空氣進(jìn)/出口壓力阻力小于300 Pa；空氣流量80 t/h；蒸汽進(jìn)口溫度300℃；蒸汽進(jìn)口壓力1.0 Mpa；蒸汽耗汽量4 800 kg/h。

微油燃燒器由彎頭、油燃燒室、煤粉一級(jí)燃燒室、煤粉二級(jí)燃燒室，煤粉三級(jí)燃燒室等組成；圖1為氣化微油煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 氣化微油煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為微油及暖風(fēng)器系統(tǒng)圖。

圖2 微油及暖風(fēng)器系統(tǒng)

3 試運(yùn)行情況

2007年5月16日，系統(tǒng)吹掃和系統(tǒng)漏點(diǎn)檢查試驗(yàn)完成后，根據(jù)“二十五項(xiàng)反措”要求進(jìn)行每個(gè)微油槍的燃油霧化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)微油槍在壓力大于0.8 MPa以上即可霧化，但在1.2～1.5 MPa之間霧化效果比較好，此時(shí)壓縮空氣壓力控制在0.25 MPa左右，建議正常運(yùn)行期間每個(gè)微油槍前壓縮空氣手動(dòng)門的開度調(diào)好后保持不變，燃油壓力控制在1.2～1.5 MPa之間。

2007年5月17日，為了確保下一步工作的順利開展，微油槍霧化試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)微油槍進(jìn)行試點(diǎn)火，每個(gè)微油槍均能正常點(diǎn)燃。圖3為單獨(dú)點(diǎn)燃微油槍從看火孔拍攝的圖片。

圖3 單獨(dú)點(diǎn)燃微油槍

2007年5月19日，1號(hào)爐首次點(diǎn)火，煤粉點(diǎn)燃正常，爐膛負(fù)壓穩(wěn)定。A磨煤機(jī)給煤量小于27 t/h時(shí)，從火焰電視上看，爐膛火焰比較暗，這主要是由于點(diǎn)火初期爐膛溫度比較低，爐內(nèi)黑煙比較多，影響火焰探頭獲取的圖像效果，從現(xiàn)場(chǎng)的觀火孔看，燃燒器噴口出火焰呈桔紅色，燃燒比較穩(wěn)定。當(dāng)A磨煤機(jī)給煤量增至35 t/h以上時(shí)，從火焰電視上可以看到明亮的火焰（見圖4）。

圖4 爐膛火焰情況

點(diǎn)火80 min后，鍋爐中間點(diǎn)溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min，符合運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：溫升不大于2℃/min。

從電除塵一電場(chǎng)下取飛灰進(jìn)行分析，點(diǎn)火初期飛灰含碳量在25%～30%；當(dāng)給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當(dāng)2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

當(dāng)A磨煤機(jī)給煤量大于34 t/h后，啟動(dòng)C磨煤機(jī)，C磨煤機(jī)能夠正常被點(diǎn)燃，火檢返回正常，而且爐膛負(fù)壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，波動(dòng)幅度不超過200 Pa。

從運(yùn)行過程參數(shù)看，A磨煤機(jī)的最大給煤量應(yīng)控制在42 t/h以下，最小出力應(yīng)該不低于15 t/h（主要是根據(jù)火檢強(qiáng)度和磨煤機(jī)的運(yùn)行電流確定）。

2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行能夠滿足機(jī)組沖轉(zhuǎn)要求，2007年5月20日，1號(hào)機(jī)組首次利用微油系統(tǒng)直接引燃煤粉來達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，沖轉(zhuǎn)參數(shù)見表4。

4 性能試驗(yàn)

4.1 氣化微油燃燒器引燃煤粉性能試驗(yàn)

通過1號(hào)機(jī)組的幾次點(diǎn)火證實(shí)，氣化微油燃燒器能夠直接引燃煤粉，爐膛負(fù)壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，尾部煙道、干除灰系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)未發(fā)生過自燃現(xiàn)象。當(dāng)A磨煤機(jī)給煤量大于34 t/h后，啟動(dòng)C磨煤機(jī)，C磨煤機(jī)能夠正常被點(diǎn)燃，火檢返回正常狀態(tài)，而且爐膛負(fù)壓在正常范圍內(nèi)波動(dòng)，波動(dòng)幅度不超過200 Pa。

4.2“微油模式”下煤粉燃燒情況分析

在“微油模式”下直接投入煤粉，鍋爐各運(yùn)行參數(shù)正常，從電除塵一電場(chǎng)下取飛灰進(jìn)行分析，點(diǎn)火初期飛灰含碳量在25%～30%；當(dāng)給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當(dāng)2臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

4.3 燃燒器的安全性能測(cè)試

微油燃燒器設(shè)計(jì)溫度是500℃。在微油槍單獨(dú)運(yùn)行的情況下，燃燒器壁溫度最高達(dá)300℃，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；當(dāng)投入煤粉后，燃燒器壁溫度在50～100℃，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。因此為了保護(hù)微油燃燒器，建議不要在只投微油槍的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。

4.4 鍋爐的升溫升壓測(cè)試

點(diǎn)火80 min后，鍋爐中間點(diǎn)溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min。符合運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)：溫升不大于2℃/min。即利用微油燃燒器直接引燃煤粉能夠滿足鍋爐的升溫升壓曲線要求。

4.5“微油模式”下邏輯保護(hù)的可靠性

經(jīng)過幾次點(diǎn)火啟動(dòng)證實(shí)，“微油模式”下邏輯保護(hù)比較可靠，沒有發(fā)生異常保護(hù)誤動(dòng)，也沒有因?yàn)檫壿媶栴}引發(fā)設(shè)備故障。

4.6 氣化微油燃燒器作為主燃燒器的性能測(cè)試

在機(jī)組整套啟動(dòng)過程中，微油燃燒器作為主燃燒器運(yùn)行能夠滿足機(jī)組帶額定負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行、升降負(fù)荷的要求，爐膛負(fù)壓、排煙溫度、過熱器和再熱器減溫水在正常范圍內(nèi)。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

汕尾電廠1、2號(hào)爐成功應(yīng)用氣化微油點(diǎn)火技術(shù)實(shí)現(xiàn)了冷爐啟動(dòng)，為電廠節(jié)約了大量燃油，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。與未實(shí)施微油改造鍋爐啟動(dòng)相比，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。以2號(hào)爐吹管為例，具體分析其經(jīng)濟(jì)效益，見表5。微油系統(tǒng)油管路及微油燃燒器分別如圖5、圖6所示。

表5 經(jīng)濟(jì)效益分析

圖5 微油系統(tǒng)油管路

圖6 微油燃燒器

表6為按照機(jī)組各項(xiàng)啟動(dòng)曲線及考慮機(jī)組實(shí)際情況，微油改造前后機(jī)組估計(jì)啟動(dòng)用油量比較及節(jié)約費(fèi)用（不考慮啟動(dòng)鍋爐用油、不考慮過程中出現(xiàn)缺陷耽擱時(shí)間的油量消耗）。

表7為按照機(jī)組各停運(yùn)曲線及考慮機(jī)組實(shí)際情況，微油改造前后機(jī)組估計(jì)停運(yùn)用油量及節(jié)約費(fèi)用比較（不考慮啟動(dòng)鍋爐用油、不考慮過程中出現(xiàn)缺陷耽擱時(shí)間的油量消耗）。

表6 改造前后機(jī)組啟動(dòng)用油量比較及節(jié)約費(fèi)用

表7 微油改造前后機(jī)組估計(jì)停運(yùn)用油量及節(jié)約費(fèi)用比較

考慮機(jī)組大、小修及非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)，按照2008年紅海灣電廠上報(bào)計(jì)劃：2號(hào)機(jī)組1次小修，1號(hào)機(jī)組2次小修，2008年1、2號(hào)機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)為10次（考慮到新機(jī)組的情況），每次非計(jì)劃停運(yùn)均按照熱態(tài)或極熱態(tài)啟動(dòng)考慮，不考慮其他非正常因素影響，和微油改造前比較，全年機(jī)組可以節(jié)省燃油1 125.7 t，節(jié)省費(fèi)用342.3萬元。

5.2 環(huán)保效益

采用氣化微油點(diǎn)火技術(shù)啟動(dòng)鍋爐，由于微油點(diǎn)火煤粉燃盡率高，鍋爐啟動(dòng)初期即可投入電除塵，取得了很好的環(huán)保效益。按照常規(guī)的運(yùn)行方式，機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，鍋爐必須油煤混燒，避免未燃盡的油滴粘污電極，鍋爐電除塵器無法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，同時(shí)煙氣中的粉塵會(huì)對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)葉片造成磨損，這些均給電廠帶來間接的經(jīng)濟(jì)損失。而采用氣化微油點(diǎn)火方式啟動(dòng)鍋爐，啟動(dòng)初期煤粉燃盡率高，能有效控制鍋爐冷爐點(diǎn)火初期冒黑煙現(xiàn)象，大大減少粉塵的排放。另外，由于油槍油量小且氣化燃燒完全，啟動(dòng)初期即可投入電除塵，解決了投大油槍時(shí)煙囪“冒黑煙”的問題，有效降低了鍋爐啟動(dòng)初期的污染物排放，避免了對(duì)環(huán)境污染，給電廠帶來顯著的環(huán)保效益和社會(huì)效益。

Shanwei powerplant micro?oil gasification ignition technological transformation

ZHAO Jian
（Guangzhou Ruiming Power Stock Co.Ltd.,Guangzhou 510700,China）

1009-1831（2012）02-0037-04

F407.61；TK018

E

2011-10-14

（

孫 晶）