微油—少油技術在雙旋風燃燒器W型火焰鍋爐點火及穩燃試驗

齊鋒

【摘 要】隨著鍋爐燃燒器的進一步研究與應用，微油-少油技術在旋風燃燒器W型火焰鍋爐的應用越來越廣泛。本文通過對微油-少油技術的概述，微油-少油技術在雙旋風燃燒器W形火焰鍋爐點火及穩燃方案研究分析進行探討，希望能夠為微油-少油技術的應用與發展提供借鑒。本文所指的鍋爐均為W型火焰鍋爐。

【關鍵詞】微油-少油 燃燒器 性能試驗

1 微油-少油技術的概述

1.1 微油少油點火原理

微1278燃油霧化成超細油滴，鍋爐燃燒產生的熱量對燃油進行初級加溫、擴容和后期加溫，高溫油滴在很短的時間內被迅速的蒸發氣化，將液態燃料轉化為氣態燃料，當油槍進行燃燒工作時，可以直接燃燒氣態燃料，這樣可以提高燃油的燃燒效率，同時也可以快速的提高火焰和鍋爐的溫度。當氣態燃料進行完全燃燒時，火焰的溫度得到最大化的提升，呈現完全透明的狀態，中心溫度可以達到1500℃ 以上，且剛性極強，燃燒的范圍擴大。當濃煤粉遇到高溫火焰時，煤粉溫度會急劇升高，釋放出大量的揮發份，并迅速燃燒，濃煤粉燃燒一段時間后，燃燒系統溫度開始穩定下來，當淡煤粉進入到燃燒系統時，濃煤粉在二次風室內與淡煤粉混合并點燃淡煤粉，直接就減少了煤粉需要的引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩燃的需求。

1.2 微油少油煤粉燃燒器

旋風微油少油煤粉燃燒器與原煤粉燃燒器相比，在結構上有很大的變化，它取消了可活動的消旋葉片和消旋桿，取而代之的是噴口直段更長，在直段內設置分級燃燒室帶獨立配風的微油油槍。微油油槍從燃燒器插入到一級煤粉燃燒室內。而旋風筒內則設置了二級濃縮裝置，這樣就可以把煤粉從爐壁區域濃縮到一級燃燒室內部。濃淡煤粉經過旋風慣性分離之后，濃煤粉在旋風筒再一次進行濃縮（二次濃縮）。之后再進入一級煤粉燃燒室，這時微油油槍會把濃煤粉點燃，并穩定燃燒系統的溫度。淡煤粉進入到燃燒系統內，被點燃的濃煤粉在燃燒室內將淡煤粉點燃，從而形成穩定的煤粉火焰，最終實現點火和穩燃的目的。旋風微油少油燃燒器系統見圖1。

2 微油-少油技術在雙旋風燃燒器W型火焰鍋爐點火及穩燃方案研究分析

2.1 微油少油點火系統在雙旋風燃燒器W型火焰鍋爐點火及穩燃的一般設計方案

對微油少油點火系統采用的一般設計方案：

（1）不更換大油槍的點火方式，但必須降低大油槍的出力。（2）將煤粉燃燒器改為旋風微油煤粉燃燒器；（3）改變大油槍的出力。盡量降低大油槍的出力，能夠節省大量用油，也可以滿足冷態啟爐所需燃燒的溫度。（4）對于微油點火燃燒器，每只燃燒器的分離器上至少安裝四只油槍，包括一只主油槍和三只輔油槍，在燃燒室內，也要增添一主一輔兩只油槍，根據實際情況選擇油槍的口徑。同時也要在濃煤粉分離器的下部，也就是從外部斜插入一級燃燒室內的部分，安裝一側向輔助油槍，在濃煤粉分離器的噴口位置也加裝一支噴口輔助油槍，燃燒室內共四只油槍，一主三輔。當鍋爐開始工作。冷態啟動，新安裝的油槍與原來的大油槍一起工作，濃煤粉燃燒到一定程度，進行取樣，爐膛溫度穩定之后，逐步撤下大油槍，直到完全能夠滿足低溫燃燒時所需要的升溫升壓要求。新安裝的輔油煤粉燃燒器與原來的燃燒器相比在結構和尺寸并無太大區別，它取消了可活動的消旋葉片和消旋桿，取而代之的是噴口直段更長，在直段內設置分級燃燒室帶獨立配風的微油油槍。這種燃燒器的特點就是可以增加燃燒器低負荷的穩燃能力。同時可以提供穩定的點火熱源節省了燃油，且安裝方便檢修工作量小，提高了鍋爐的工作效率。

2.2 少油油槍性能試驗

（1）油槍出力試驗。對油槍出力做實驗，需要按照國家計量檢定規程，通常使用的方法有標準容器法、容積法、標準表法和稱重法，根據方案設計和油槍的選擇情況使用實驗方法。比如使用稱重法測量油槍的實際出力大小，可以選取鍋爐內前墻的大油槍，微油槍和主油槍、輔油槍。然后整個爐前油循環建立起來之后，可以選取兩種供油壓的情況下，抽取測試的油槍，對其在規定時間內的出油的重量，計算出油槍出力。其他油槍也是如此，記錄各個油槍的出力數值，然后進行分析。（2）油槍霧化試驗。對油槍的霧化試驗根據現場的條件要求，對油槍霧化做工況，工況一般包括：供油壓力、環境溫度、油溫。在某一個供油壓力下，先對微油槍進行霧化試驗，記錄霧化的工況測試數值。要注意油槍噴嘴的霧化角度，霧化角度太小，會造成混合不均勻，中心回流區變大，油滴未霧化前會噴灑到水冷壁上，造成燃油的浪費。一般霧化角應控制在75°左右。微油槍的霧化效果一般是很好的，它有利于提高燃油的燃盡效率，產生的廢氣較少，減少環境的污染。

2.3 微油少油油槍運行方式優化試驗

對微油少油油槍運行方式的優化試驗，要在鍋爐熱態條件下，在燃燒器出口附近測量風速、粉量改變對燃燒器出口溫度的影響。對于這個實驗，要使用一根長熱電偶從拱上貫穿達到燃燒器出口。

（1）一次風速優化調整。對于風速測量，要在不投粉的情況下進行，當鍋爐在熱態條件下之后測溫熱電偶順著噴口方向插入，開始測定風速，在一次風速調整之后，若是風速過大，會冷卻燃燒器出口和溫熱電偶測點溫度。同時記錄下測點的風速，并進行分析。（2）周界風及乏氣擋板優化調整。測定了風速并記錄之后，接下來要對周界風及乏氣擋板進行優化調整進行測量，方法同上，一般情況下，燃燒器出口的溫度最高。在對周界風和乏氣擋板開度進行向上和向下的調節之后，對于微油油槍燃燒器的出口溫度影響不是很大。（3）鍋爐冷態投粉試驗。對于鍋爐的冷態投粉試驗，一般選用無煙煤作為燃煤，在達到投粉的條件下，開始進行投粉，投粉的時間取決于爐膛的溫度水平，這時要測量并記錄投粉初態水冷壁的出口溫度、粉管的風速、燃燒器出口溫度等。一般情況下，在投粉完成后，燃燒器的出口溫度會急劇下降，這時要對風速進行調整，調整合適的風速并保持。通過鍋爐的投粉試驗，有助于了解到在鍋爐投粉過程中對煤粉的燃燒的影響因素，并分析出適合的條件，提高鍋爐的燃盡率，減少環境污染。

2.4 節油效果分析

“以鍋爐冷態啟動到機組沖轉作為計算節點。在鍋爐啟動過程中，整個爐膛的吸熱量能夠在一定程度上反映爐膛內的燃燒狀況，在計算時，把整個水冷壁看成一個大容器，并作為一個熱力系統，在選取的啟動過程中，從時間t1到t2 （對應狀態為鍋爐冷態啟動到機組沖轉），系統吸收的熱量分為三部分，一部分熱量是進出該系統工質焓增熱量的積分值，第二部分熱量是t1、t2狀態的工質蓄熱差，第三部分是t1、t2狀態水冷壁金屬壁上升的蓄熱?！?/p>

3 結語

本文通過對微油-少油技術的概述，微油-少油技術在雙旋風燃燒器W形火焰鍋爐點火及穩燃方案進行了分析，發現微油-少油技術極大提高了鍋爐點火和穩燃，有助于鍋爐煤粉的燃盡率的提高，節省了燃料成本，提高了工作效率，減少了環境污染。

參考文獻：

[1]曾慶華，宋華偉，張鑫，李凱，劉鵬遠，石尚強.少油點火技術在600MW超臨界W火焰鍋爐上的應用優化研究[J].發電與空調，2015（2）：5-9.