點(diǎn)火助燃油系統(tǒng)優(yōu)化

倪培林

（江西大唐國(guó)際撫州發(fā)電有限責(zé)任公司，江西 撫州 344000）

0 引言

國(guó)內(nèi)燃煤電廠均大部分采用燃油作為鍋爐點(diǎn)火和鍋爐穩(wěn)燃燃料，以往工程考慮到燃油的價(jià)格因素，一般采用重油作為鍋爐啟動(dòng)和穩(wěn)燃燃料，輕油僅用于點(diǎn)燃重油。由于重油點(diǎn)火助燃系統(tǒng)比較復(fù)雜，而且重油供不應(yīng)求，供應(yīng)渠道沒(méi)有保障，而且購(gòu)買不方便，近年來(lái)大部分電廠都采用單一品種的燃油，直接用輕油點(diǎn)燃煤粉和助燃，點(diǎn)火和助燃油都采用0 號(hào)輕柴油。

近年來(lái)隨著等離子點(diǎn)火技術(shù)和微油點(diǎn)火技術(shù)的發(fā)展和完善，不少新建火電機(jī)組在鍋爐上裝設(shè)了節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，在機(jī)組調(diào)試階段節(jié)省了非常可觀的燃油數(shù)量。國(guó)內(nèi)眾多電廠經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的摸索實(shí)踐，等離子點(diǎn)火裝置和微油點(diǎn)火系統(tǒng)已可以用在鍋爐低負(fù)荷時(shí)助燃。江西大唐撫州電廠新建工程，本期建設(shè)的2臺(tái)1 000 MW 等級(jí)機(jī)組也考慮設(shè)置節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，節(jié)省調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行期間的燃油消耗量。

從安全運(yùn)行出發(fā)，本工程在裝設(shè)節(jié)油點(diǎn)火裝置的基礎(chǔ)上，適當(dāng)保留了鍋爐燃油系統(tǒng)，但對(duì)其容量和數(shù)量進(jìn)行了大幅度優(yōu)化。

1 燃油種類

點(diǎn)火助燃油系統(tǒng)是燃煤火力發(fā)電廠的重要輔助系統(tǒng)，綜合考慮來(lái)源可靠、價(jià)格適中、采購(gòu)方便、系統(tǒng)簡(jiǎn)單等幾方面因素，江西大唐撫州電廠新建工程選用0號(hào)輕柴油。

按照GB 252-2000 的標(biāo)準(zhǔn)，0 號(hào)輕柴油的規(guī)范如表1。

表1 輕柴油規(guī)范

2 主要節(jié)油措施

為了節(jié)約價(jià)格昂貴的點(diǎn)火助燃油，降低電廠運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，本工程從設(shè)計(jì)上考慮節(jié)油措施，為電廠的節(jié)油運(yùn)行提供條件。

2.1 選擇適當(dāng)?shù)挠蜆尦隽?/h3>

鍋爐燃燒器布置方式的不同，常規(guī)油槍的數(shù)量也有所不同。目前國(guó)內(nèi)幾大鍋爐廠1 000 MW等級(jí)鍋爐主要以前后墻對(duì)沖燃燒和八角切圓燃燒方式為主。撫州工程以燃燒器前后墻對(duì)沖布置為例，鍋爐共3層煤粉燃燒器，每層煤粉燃燒器的數(shù)量為16 個(gè)，前墻與后墻各8 個(gè)，每個(gè)燃燒器設(shè)置一只油槍，共48 只油槍。按常規(guī)單只油槍出力1.35 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的32%BMCR；如果單只油槍出力0.65 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的15.6%BMCR。在點(diǎn)火時(shí)候投入2～3層32～48只油槍，按常規(guī)單只油槍出力1.35 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的21.5%～32%B-MCR；啟動(dòng)助燃時(shí)投入32 只油槍，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的21.5%BMCR；低負(fù)荷助燃時(shí)投入一層16 只油槍，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的11%BMCR；在燃燒比較穩(wěn)定的時(shí)候也可投入其中一側(cè)墻8只油槍。

按照《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL 5000-2000）的要求，燃用煙煤的鍋爐，啟動(dòng)助燃燃油量宜為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下輸入熱量的10%，低負(fù)荷穩(wěn)燃油量宜為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下輸入熱量的5%。但以往工程的實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)橐紤]到用燃油吹管和調(diào)試要求，并且為了可靠，在設(shè)計(jì)上再加上裕量，往往實(shí)際訂貨的油槍出力大于《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程》（DL5000-2000）推薦的出力，油槍總出力一般達(dá)到30%～35%鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量工況下輸入熱量。造成單只油槍的出力太大，而往往采用進(jìn)油調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)比只有1：1.4左右，一旦投入油槍，消耗的燃油量較大。隨著節(jié)油運(yùn)行的推廣，國(guó)內(nèi)電廠一般要求鍋爐制造廠提供多種規(guī)格的油槍霧化片，在完成機(jī)組沖管和調(diào)試后，多數(shù)都把油槍霧化片更換成較小的規(guī)格，以節(jié)約用油。

本工程推薦鍋爐裝設(shè)節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，機(jī)組的吹管和調(diào)試階段可以采用節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)直接點(diǎn)燃煤粉，出力可以達(dá)到20%左右，此時(shí)可以投入第二臺(tái)磨煤機(jī)。因此，燃油系統(tǒng)的出力可以不考慮吹管和調(diào)試的要求。此外本工程的煤種揮發(fā)分較高，著火容易，燃燒穩(wěn)定性好，因此鍋爐的助燃油槍的單槍出力可以選取較小的規(guī)格，減少鍋爐投油運(yùn)行時(shí)的燃油用量。

由于本工程裝設(shè)了一層節(jié)油點(diǎn)火裝置（對(duì)應(yīng)一層燃燒器和一臺(tái)磨煤機(jī)），從系統(tǒng)運(yùn)行的安全備用性考慮，鍋爐其它各層仍考慮保留油槍做為節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)的有效備用，但容量需進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于前后墻對(duì)沖燃燒鍋爐，鍋爐燃燒器層數(shù)是3 層，最底層的一側(cè)墻裝油槍，另一側(cè)墻裝節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，中間層和最上層的前后墻都裝設(shè)油槍。在確定油槍出力時(shí)，按照穩(wěn)燃時(shí)投入最下一層油槍，穩(wěn)燃油槍總出力按不小于5%鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的原則考慮，保證鍋爐穩(wěn)燃時(shí)油槍有足夠的出力。如節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)故障，則啟動(dòng)助燃期間3 層油槍需全部投入，總出力是穩(wěn)燃油槍出力的2.5 倍，最大可以達(dá)到12.5%以上鍋爐BMCR 工況下輸入熱量，滿足爐膛升溫要求。本工程所有油槍均采用同一規(guī)格考慮，零部件具有互換性，有利于減少備品備件。

每臺(tái)鍋爐設(shè)共40 只油槍（另外每臺(tái)爐已設(shè)8 只節(jié)油點(diǎn)火裝置），油槍的出力只考慮鍋爐啟動(dòng)助燃以及低負(fù)荷穩(wěn)燃需要，單支油槍出力按650 kg/h 設(shè)計(jì)，啟動(dòng)助燃期間投入2 層前后墻共32 只油槍時(shí)，出力相當(dāng)于鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的10.38%，低負(fù)荷穩(wěn)燃投入1 層前后墻16 只油槍，出力相當(dāng)于鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的5.19%，可以滿足低負(fù)荷穩(wěn)燃規(guī)程要求。推薦油槍的出力和常規(guī)油槍的出力的對(duì)比見(jiàn)表2。從表中對(duì)比可以看出，如果不考慮節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，所配油槍總出力達(dá)到13%BMCR，已大于啟動(dòng)助燃輸入熱量10%BMCR 的要求，磨煤機(jī)投入能達(dá)到足夠的助燃熱量。可見(jiàn)以往鍋爐廠配置的油槍出力遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行所需的容量，雖然可以通過(guò)爐前的燃油調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)整出力，但是霧化系統(tǒng)調(diào)節(jié)區(qū)域有限，而且通過(guò)節(jié)流方式調(diào)節(jié)也會(huì)增加油泵的電耗。

表2 油槍出力對(duì)比

2.2 設(shè)置節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)

為了進(jìn)一步節(jié)約燃油，本期建設(shè)的2臺(tái)1 000 MW等級(jí)機(jī)組也考慮設(shè)置節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)，節(jié)省調(diào)試和商業(yè)運(yùn)行期間的燃油消耗量，每臺(tái)爐設(shè)置一套等離子點(diǎn)火裝置。

3 結(jié)論及建議

由于1 000 MW 機(jī)組承擔(dān)基本負(fù)荷，除線路或汽輪機(jī)臨時(shí)故障，低負(fù)荷穩(wěn)燃的短暫時(shí)間外，燃油系統(tǒng)主要考慮點(diǎn)火啟動(dòng)使用。機(jī)組在裝設(shè)節(jié)油點(diǎn)火裝置的情況下，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行安全方面考慮，建議保留原燃油系統(tǒng)，但對(duì)其出力進(jìn)行大幅度優(yōu)化，減小燃油系統(tǒng)油槍出力，節(jié)約投資和燃油。

鍋爐裝設(shè)等離子點(diǎn)火裝置，燃油系統(tǒng)的出力可以不考慮吹管和調(diào)試的要求。因此鍋爐的助燃油槍的單槍出力可以選取較小的規(guī)格，減少鍋爐投油運(yùn)行時(shí)的燃油用量。

為保證鍋爐燃油系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，按照等離子點(diǎn)火系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)互為備用進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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