氣化微油點火技術在700 MW亞臨界鍋爐上的應用

李仲明

(廣東省粵電集團公司珠海發電廠，廣東 珠海 519050)

氣化微油點火技術在700 MW亞臨界鍋爐上的應用

李仲明

(廣東省粵電集團公司珠海發電廠，廣東 珠海 519050)

傳統的鍋爐點火油槍耗油量大、熱量損失高，針對該問題，在分析氣化微油點火燃燒器的基礎上，提出采用氣化微油點火技術來達到節油降耗的目的。珠海發電廠利用700 MW機組鍋爐大修時機將原來的燃燒器點火系統改造成氣化微油點火燃燒器，改造后的投用效果表明：采用該燃燒器鍋爐啟停快、燃燒穩定、節約燃油，降低了生產成本。改造后節油率可達70%以上，具有顯著的經濟和社會效益。

亞臨界鍋爐；節油降耗改造；氣化微油點火燃燒器；穩燃技術

0 引言

大型燃煤火力發電廠鍋爐一般采用二級點火方式，首先用燃油點火，再用燃油引燃煤粉，鍋爐點火啟動和低負荷穩燃需消耗大量燃油。在當前能源緊張、油價高漲的情況下，減少鍋爐的燃油消耗量具有顯著的經濟和社會效益。

目前新建的燃煤鍋爐大都采用微油或等離子點火技術減少燃油量。其中等離子點火技術應用較為廣泛，它不僅可以實現煤粉鍋爐無油點火和低負荷穩燃，節省燃油，而且對于配有電袋除塵器的機組，點火期間就可以投運電袋除塵器，具有良好的環保效益。但等離子點火技術的投資成本和運行費用都比較高，且系統運行維護復雜。微油點火技術對煤種的適應性強，還可以通過更換微油槍的節流噴嘴改變油槍出力的方式，達到點燃較低揮發分含量煤種的目的，且其設備投資約為等離子的1/3。另外，由于點火初期油燃燒完全，對電袋除塵器的極板及布袋無粘污，可以投運電袋除塵器，大大減少了粉塵排放量。因此，微油點火穩燃技術作為一種應用于電廠鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃的新節油技術，具有良好的經濟和社會效益。為此，珠海發電廠決定對2臺700 MW機組鍋爐進行微油點火改造。

1 設備及系統簡介

1.1 鍋爐概況

珠海發電廠2臺700 MW機組采用日本三菱重工生產的MB -FRR型2 290 t/h亞臨界參數強制循環汽包鍋爐，單爐膛、一次中間再熱、四角切圓燃燒方式、平衡通風、全鋼架懸吊結構、Π型露天布置、固態排渣。爐膛寬度為21 463 mm，深度為18 605 mm，寬深比為1.15∶1，爐頂管中心線標高為61 200 mm，汽包中心線標高為61 700 mm。鍋爐爐頂采用全密封結構。爐膛由內螺紋管、光管及扁鋼焊接而成的膜式水冷壁組成。爐膛上部布置了墻式一級再熱器、屏式二級過熱器及三級過熱器、頂棚過熱器；折焰角、水平煙道及尾部豎井煙道順序布置了屏式二級再熱器及三級再熱器、一級過熱器、包墻過熱器、省煤器等。

過熱器汽溫通過煤水比調節和兩級噴水減溫器來控制，第一級噴水減溫器布置在一級過熱器出口管道上，第二級噴水減溫器布置在二級過熱器出口管道上，過熱器噴水取自省煤器進口管道。再熱器汽溫采用燃燒器擺動調節，一級再熱器進口連接管道上設置事故噴水減溫器，事故噴水取自給水泵中間抽頭。鍋爐設有容量為40%MCR的啟動旁路系統。

1.2 燃燒系統

鍋爐燃燒系統采用中速磨冷一次風直吹式制粉系統。配有6臺日本三菱重工公司生產的MVM25R中速碗式磨煤機，布置在爐前，5臺磨煤機可帶MCR負荷，1臺備用。24只旋流式燃燒器分6層布置于爐膛下部四角，煤粉和空氣從四角送入，在爐膛中呈切圓方式燃燒。燃燒器上部布置OFA燃燼風噴嘴。每個角燃燒器中設有3層油槍。

1.3 鍋爐設計煤種參數

珠海發電廠鍋爐設計煤種參數如表1所示。

表1 鍋爐設計煤種參數

2 氣化微油點火改造方案

2.1 改造目的

珠海發電廠鍋爐進行微油點火技術改造后，能夠實現鍋爐啟停過程中的節油及低負荷穩燃，達到節油降耗的目的。

2.2 改造原則

(1) 點火煤質采用微油設定煤質，以保證隨時實現微油點火。

(2) 以系統工程的觀點來進行改造，不能因為微油點火改造影響鍋爐的安全性、可靠性和經濟性。包括：

1) 點火效果良好，不影響正常運行的燃燒組織，改造后不結渣、不超溫，燃燒穩定性不下降，鍋爐效率不降低，NOx排放值不增加。

2) 滿足鍋爐啟動曲線的要求。

3) 不影響正常運行時FSSS保護系統的運行。

(3) 以節油點火為目標。

(4) 滿足檢修要求，燃燒器噴嘴耐磨、耐溫，其壽命不低于現有燃燒器的壽命。

2.3 燃燒系統改造方案

2.3.1 氣化微油點火燃燒器的總體布置方案

珠海發電廠2臺700 MW機組鍋爐改造最下層A層4個角對應的燃燒器為氣化微油點火燃燒器。其中，在A層燃燒器各布置4只微油槍，主要技術參數如下：

(1) 油槍油壓：0.8～2 MPa；

(2) 吹掃壓縮空氣壓力：0.4～0.8 MPa；

(3) 霧化空氣壓力：0.4～0.8 MPa；

(4) 助燃風壓力>3 000 Pa；

(5) 單只油槍出力：150～250 kg/h可調(根據煤質情況)；

(6) 油質：0#輕柴油。

2.3.2 氣化微油點火燃燒器改造方案

為了保證較好地點燃，采用濃淡分離、氣膜冷卻、粉包火式一次風噴口燃燒器。氣化微油點火系統的煤粉燃燒器采用內燃式分級燃燒方式、油槍沿燃燒器軸向插入的方案，其微油槍燃燒的火焰與一次風同向，且處于一次風中心，真正形成了“粉包火”；通過安裝在煤粉燃燒器前的一次風管道上的濃縮裝置使燃燒器內形成“中心濃外側淡”的濃淡方式，結果中心濃煤粉先著火，在煤粉通過燃燒器向爐內流動的過程中，逐步引燃四周煤粉，同時外側淡煤粉對溫度較高的燃燒器內筒壁起到了冷卻作用；并且可以通過一次風速的調整控制燃燒器壁溫，避免了燃燒器超溫、結渣等問題。氣化微油點火燃燒器結構如圖1所示。

圖1 氣化微油點火燃燒器結構示意圖

2.3.3 氣化微油點火系統參數監測及控制系統

在系統設計上將新增加設備的控制先接到就地控制柜上，然后通過硬接線接到DCS系統中，通過DCS系統進行控制和參數顯示。該系統主要包括就地控制柜、燃燒器壁溫監測系統、一次風速測量系統等。

3 氣化微油點火穩燃技術的應用

2012年12月—2013年6月，珠海發電廠利用2臺機組大修時機，分別將鍋爐燃燒器最下層A層4個角對應的燃燒器改造為氣化微油點火燃燒器。為防止高旁沒開啟的情況下，投微油啟動A磨時燃料量太大，或者啟動A磨后沒及時退出大油槍，可能會引起再熱器保護動作，珠海發電廠投微油啟動A磨選擇在高旁開啟后進行。

改造后機組啟動時，首先用原來的大油槍進行暖爐干燥，干燥結束后，升溫、升壓至高旁開啟，此時開始投運微油系統，鍋爐四角微油槍點火成功后，油槍燃燒情況良好，接著啟動A磨，在A磨暖磨期間將大油槍退剩AB層一對油槍運行，油量調節在6 t/h，A給煤機啟動正常后，燃燒器著火穩定，將給煤機煤量設為16 t/h，根據鍋爐升溫、升壓需要再調整磨煤機出力。此后升溫、升壓平穩，達到沖轉參數時，能維持汽溫、汽壓穩定，主汽溫360 ℃，主汽壓6 MPa。在鍋爐吹管、大修后的各種試驗以及并網后帶負荷至300 MW退出微油點火系統的整個過程中，微油點火系統運行良好，實現了啟動階段以煤代油、節約燃油的目的，節油率達70%。

4 經濟效益及社會效益分析

4.1 直接經濟效益

珠海發電廠采用微油點火，按照節油率70%計算，每年節約的燃油費用十分可觀。對于微油點火技改項目，因鍋爐大修或者大型改造后試驗較多，可一次性回收成本。

4.2 間接經濟效益

機組在點火及低負荷運行期間，鍋爐燒油或油煤混燒，因為擔心未燃燼的燃油在電袋除塵器極板及布袋上沉積，對電袋除塵器產生破壞，所以鍋爐電袋除塵器無法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中。在機組進行微油點火系統改造后，由于燃油量非常微小且燃燼率極高，因此不存在未燃燼的燃油在電袋除塵器極板及布袋上沉積的問題，電袋除塵器可以在鍋爐啟動及低負荷期間正常投入，這大幅度減少了粉塵的排放，避免了環境污染，具有顯著的社會效益和經濟效益。

5 結語

氣化微油點火穩燃技術作為一種應用于電廠鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃的新型節油技術，具有顯著的經濟效益和社會效益。對于珠海發電廠2臺700 MW機組鍋爐而言，改造最下層A層4個角對應的燃燒器為氣化微油點火燃燒器后，在機組啟動階段投運微油點火系統，鍋爐能穩定燃燒，汽溫、汽壓穩定，實現了機組啟動階段以煤代油的目的，達到了很好的節油效果，與過去的燃油消耗量相比，可以節約燃油70%以上。

[1]王新元，別勇軍.微油煤粉點火技術在300 MW機組中的應用[J].陜西電力，2007，35(6)：48～50

[2]劉影，宋資勤，包克福.煤粉鍋爐點火技術及其發展[J].發電設備，2001(4)：13～16

2014-06-09

李仲明(1974—)，男，廣東翁源人，工程師，研究方向：火力發電廠集控運行。