大型煤電機組不同點火方式對鍋爐設備的影響

李吉鋒（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，黑龍江　哈爾濱　150046）

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大型煤電機組不同點火方式對鍋爐設備的影響

李吉鋒
（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，黑龍江哈爾濱150046）

摘要：在國家能源發展政策的要求下，高效、節能、環保得到電力行業特別是燃煤電廠的重視，煤粉鍋爐的點火方式也從全油、少油點火方式發展到微油、無油點火方式，現今的煤電機組基本都達到了0排放的要求，但是影響鍋爐設備安全穩定運行的問題還是時有發生，都需要我們重視、分析和解決。

關鍵詞：鍋爐點火；微油點火；無油點火；等離子點火；大油槍；小油槍

0. 引言

隨著中國煤電行業的發展和環境問題的日趨嚴峻，高效、節能、環保已經越來越受到重視，同時中國燃煤發電量占全國總發電量的70%左右，煤電機組大多擔任調峰調頻任務，并且使用燃料油點火的花費越來越高，燃料油也越來越緊缺；這些現狀都驅使著中國的煤電機組點火方式向著少油、無油、快速啟動的方向發展。本文在介紹電站大型煤粉鍋爐常用點火方式特點的同時也著重指出，使用先進高效的點火方式同樣要注意鍋爐設備的承受能力，不能只注意效率而損壞鍋爐設備，造成不必要的損失。

1. 大型燃煤發電機組常用的點火啟動方式

當前國內燃煤發電機組點火方式按燃油量大約可分為四類：全油點火技術、少油點火技術、微油點火技術和無油點火技術。具體的點火方式選擇與鍋爐設備形式、燃用煤種和其他可利用條件有很大關系。

1.1全油點火技術

目前通用的是大油槍點火技術：燃料油通過油槍管經過簡單機械霧化或蒸汽霧化直接噴入爐膛，經高能電火花點燃后直接在爐膛內燃燒，待爐膛溫度超過燃煤燃點后再投入燃煤，進而點燃燃煤。此種點火方式油槍管布置在二次風口，燃料油一般使用#0輕柴油或重油，一般需要黏度系數在4°E以下，以600MW等級切圓燃燒超臨界機組為例，燃油負荷25%BMCR，油槍4角3層布置，每只油槍額定出力3100kg/h，最大耗油量37200kg/h。

1.2少油點火技術

一般是采用單支出力在300kg/h～500kg/h的小油槍，布置在下層一次風煤粉噴口中心的方式，點火時燃料油直接在煤粉中心燃燒，產生的熱量直接作用于一次風和煤粉的升溫，能夠直接快速點燃煤粉。

1.3微油點火技術

在微油燃燒器內，燃料油通過氣泡霧化、壓縮空氣射流或機械霧化等方式，霧化成超細液滴燃燒，燃燒產生的熱量同時又對超細油滴進行加熱氣化，從而使微油燃燒器直接燃燒氣態燃油，極大地提高了燃燒效率和火焰溫度，火焰中心溫度可達1500℃以上，煤粉顆粒在燃燒器內接觸到高溫火焰后，揮發份迅速析出并裂解燃燒，燃燒產生的熱量再次點燃其他煤粉顆粒，因此能夠實現冷爐直接投煤粉啟動。

1.4無油點火技術

現在應用最多最成熟的無油點火技術是等離子點火技術，原理是在一定的氣壓條件下利用直流電流，并在強磁場作用下獲得穩定的高溫空氣等離子體，煤粉顆粒通過高溫等離子體時，在極短的時間內迅速揮發并破裂粉碎燃燒，從而實現煤粉鍋爐無油點火啟動的目的。此外無油點火技術還有：感應加熱無油點火技術、高溫空氣無油點火技術、煤粉富氧點火技等，目前應用較少。

2. 常用點火啟動方式的特點

大油槍點火技術結構簡單，煤種適用性強，點火初期可以單支投入油槍，調節方便；但是冷爐點火啟動時間長，耗油量大，費用高。小油槍點火技術結構相對簡單，對于濕度大和低揮發份的煤種點火困難，切圓燃燒鍋爐點火初期需要投入一層四角4只燃燒器，煤粉燃盡率不高，為了提高燃盡率需要投入輔助油槍和一次風暖風器；但點火初期就可以油煤混燒，能夠減少耗油量節省部分費用。由于大油槍和小油槍點火初期未燃盡油滴粘度大，會粘滯污染空氣預熱器、脫硝設備和除塵設備等，因此點火初期不能投用脫硝設備和除塵設備，煙氣只能走旁路煙道直接排放，不符合現今的環保要求。

微油點火技術和等離子點火技術結構相對復雜，不適用濕度大和低揮發份的煤種，由于磨煤機最小出力原因，點火初期未燃盡煤粉較多且熱負荷大不利于調節鍋爐溫升速度，增加一次風暖風器可以提高煤種適用范圍和煤粉燃盡率；設備投入費用較高，但點火時耗油量極低或0耗油，點火費用低，啟動速度快。微油點火技術燃油燃盡率極高，等離子點火技術更是0耗油，因此點火初期即使有未燃盡的煤粉顆粒，也不會黏滯污染空氣預熱器、脫硝設備和除塵設備等，只要及時吹掃和清理，點火初期就可以投用脫硝設備和除塵設備，非常適用現今的環保要求。

3. 不同點火啟動方式對鍋爐設備的影響

大油槍點火技術應用已經非常成熟，但點火初期未燃盡的燃料油沾染除渣設備和空氣預熱器的問題依然存在，特別是燃用重油點火啟動的鍋爐，由于燃點高黏度大沾染除渣設備嚴重，需要經常清理；空氣預熱器設備也需要時刻密切監控，防止著火，每次停爐基本都需要用清洗水進行清洗。小油槍點火技術由于燃油和煤粉的混合，更容易黏滯在空氣預熱器設備中，著火和爆燃的危險更高。

微油點火技術和等離子點火技術點火初期的未燃盡煤粉顆粒，同樣存在沉積著火和爆燃危險，應時刻注意；冷爐啟動初期，由于磨煤機出力和煤粉著火濃度流量的需要，所給的燃料量較高，鍋爐設備升溫速率不如油槍易于調節和控制，過快的升溫速度容易造成鍋爐受熱面設備受熱不均承受較大的熱應力而損壞，參數越高容量越大的鍋爐此問題表現得越明顯；同時高參數的鍋爐受熱面大量的使用了不銹鋼管子，過快的溫度變化會引起不銹鋼管子氧化皮脫落，阻塞管子引起超溫爆管。

對于微油點火技術和等離子點火技術，發電廠為了提高點火初期的煤粉燃盡率和減少入爐煤量，通常使用低揮發份煤種和高揮發份煤種混燒的辦法，雖然可以提高煤種適用范圍，增強點火初期的可調節性和提高煤粉燃盡率，但是不同的煤種的灰熔點和燃點不同容易引起受熱面結焦和火焰中心不穩，影響受熱面的吸熱引起受熱面溫度偏差和超溫等問題；通過分析總結，不同煤種的分燃燒器混燒能緩解此類問題，既是，不同的煤種不同的煤倉入煤，剛點火時點燃易燃的高揮發份煤種，待爐膛溫度升高到一定溫度后，再點燃難燃的低揮發份煤種。

結語

鍋爐點火初期的爆燃、空氣預熱器和尾部灰斗的著火是鍋爐一直存在的問題，隨著技術發展、經驗總結和運行規程的完善，發生此類問題的可能性已經很低，但是由于調峰調頻的需要，鍋爐機組啟停頻繁，且要求快速啟停，稍有疏忽就會造成此類事故發生。對于微油點火技術和等離子點火技術等高效、節能、環保的新型點火技術應用而引發的鍋爐設備存在的問題，通過經驗總結和嚴格執行運行規范能夠得到基本解決，同時也需要通過新材料的研發、設計改進、規程完善等方面徹底解決存在的問題，達到真正的高效節能環保。

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中圖分類號：TK227

文獻標識碼：A

Abstract:Attherequestofthenationalenergypolicydevelopment，energy-efficientandenvironmentalprotectiondonotgetthe powerindustryistheemphasisoncoal-firedpowerplants，ignitionofpulverizedcoalboilerfromthedevelopmentofthewhole oil，lessoilignitiontothemicro-oil，oil-freeignition，todaythecoalunitsbasicallyreachedtherequirements0emissions，butthe impactofsecurityandstableoperationoftheboilerequipmentstilloccur，weneedtopayattentionto，analyzeandsolve.

Keywords:boilerignition；Microoilignition；Oillessignition；Plasmaignition；Bigoilgun；Smalloilgun