微油點(diǎn)火技術(shù)在小型煤粉鍋爐應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性分析

強(qiáng)世廣 于繼紅

（甘肅銀光聚銀化工有限公司，甘肅 白銀730900）

1 概述

由于國(guó)際國(guó)內(nèi)油價(jià)的不斷波動(dòng)，煤粉鍋爐在點(diǎn)爐、停爐和低負(fù)荷運(yùn)行的成本也不斷上升，為降低運(yùn)行成本，各個(gè)燃燒電廠均采用了一些節(jié)油點(diǎn)火技術(shù)，如微油點(diǎn)火技術(shù)、等離子點(diǎn)火技術(shù)、雙強(qiáng)少油點(diǎn)火技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，微油點(diǎn)火技術(shù)對(duì)于75t 以下的小型煤粉鍋爐，在煙煤等易燃性煤種方面，點(diǎn)火燃燒效果較好，在改造投資預(yù)算、節(jié)油效果、項(xiàng)目回收周期方面，綜合性價(jià)比較高，值得在小型煤粉鍋爐推廣應(yīng)用。

2 四種鍋爐點(diǎn)火技術(shù)的特點(diǎn)比較

目前各火力發(fā)電廠鍋爐常用節(jié)油點(diǎn)火方法主要有：小油槍點(diǎn)火技術(shù)、微油氣化點(diǎn)火技術(shù)、等離子點(diǎn)火技術(shù)、雙強(qiáng)少油點(diǎn)火技術(shù)等。

2.1 小油槍點(diǎn)火技術(shù)

（1）技術(shù)特點(diǎn)：采用小孔徑的油槍（200～300Kg/h）插入煤粉燃燒器噴口下方處，點(diǎn)火時(shí)點(diǎn)燃小油槍來(lái)點(diǎn)燃煤粉，助燃中通過(guò)調(diào)整閥門大小來(lái)控制燃燒效果。

（2）優(yōu)點(diǎn)：提前投粉燃燒，節(jié)約燃油20～30%，投資較小，不用對(duì)燃燒器加以特別改造。

（3）缺點(diǎn)：技術(shù)落后，點(diǎn)爐前需要較長(zhǎng)時(shí)間投槍點(diǎn)燃加熱爐膛，根據(jù)爐膛溫度升溫情況決定投粉時(shí)間；節(jié)油主要靠調(diào)整噴嘴孔徑和閥門開(kāi)度，效果差；油煤混燒，無(wú)法投用電除塵。

2.2 微油氣化點(diǎn)火技術(shù)

（1）技術(shù)特點(diǎn)：初期利用壓縮空氣對(duì)燃油進(jìn)行霧化，點(diǎn)燃以后先點(diǎn)燃濃淡燃燒器中心筒內(nèi)濃縮的煤粉氣流，進(jìn)而逐級(jí)點(diǎn)燃二級(jí)、三級(jí)風(fēng)粉稀相混合物。從而達(dá)到冷態(tài)下投粉啟動(dòng)鍋爐的目的。

（2）優(yōu)點(diǎn)：燃油量較小（約30～60Kg/h），可以點(diǎn)燃煙煤；初期可以投用電除塵；投資較少。

（3）缺點(diǎn)：氣化油槍出力較小，點(diǎn)火能量小，對(duì)燃燒器有一定要求，主要依靠煤粉濃淡燃燒器。

2.3 等離子點(diǎn)火技術(shù)

（1） 技術(shù)特點(diǎn)：利用直流電流280-350A 在介質(zhì)氣壓0.01-0.03MPA 的條件下接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在燃燒器的一次燃燒筒中形成T>5000K 的梯度極大的局部高溫區(qū)，煤粉顆粒通過(guò)該等離子火核受到高溫作用，并在0.001 秒內(nèi)迅速釋放出揮發(fā)物，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒。

（2）優(yōu)點(diǎn)：燃油消耗較少，可以點(diǎn)燃煙煤，可在爐膛內(nèi)無(wú)火焰狀態(tài)下直接點(diǎn)燃煤粉，從而實(shí)現(xiàn)鍋爐的無(wú)油啟動(dòng)和無(wú)油低負(fù)荷穩(wěn)燃。

（3）缺點(diǎn)：只能點(diǎn)燃優(yōu)質(zhì)煤種，也要配合專門的等離子燃燒器；系統(tǒng)復(fù)雜，初期投資及使用費(fèi)用均很大。

2.4 雙強(qiáng)少油點(diǎn)火技術(shù)

（1）技術(shù)特點(diǎn)：強(qiáng)化燃燒的油燃燒器從煤粉燃燒器的彎頭后方軸向插入煤粉燃燒器，點(diǎn)火時(shí)經(jīng)過(guò)強(qiáng)化燃燒的高溫油火焰將通過(guò)煤粉燃燒器的一次風(fēng)粉瞬間加熱到煤粉的著火溫度，一次風(fēng)粉混合物揮發(fā)分迅速析出同時(shí)開(kāi)始燃燒，揮發(fā)分的燃燒放出大量的熱，補(bǔ)充了此間消耗的熱量，并持續(xù)對(duì)一次風(fēng)粉進(jìn)行加熱，將其加熱至高于該煤種的著火溫度，從而使煤粉中的碳顆粒開(kāi)始燃燒，形成高溫火炬，噴入爐膛。

（2） 優(yōu)點(diǎn)：燃油消耗較少，燃燒器出力范圍可調(diào)50～400Kg/h，可以點(diǎn)燃煙煤、褐煤、貧煤、無(wú)煙煤等；點(diǎn)火能量大，煤粉燃燼度非常高；初期可以投用電除塵。

（3）缺點(diǎn)：系統(tǒng)較復(fù)雜，投資較大。

從以上各種點(diǎn)火技術(shù)來(lái)看和特點(diǎn)比較的情況看，實(shí)施微油點(diǎn)火技術(shù)比較適用于我廠這種小型45T/H 煤粉鍋爐。

3 我廠煤粉鍋爐點(diǎn)停爐的柴油消耗情況

能源動(dòng)力廠現(xiàn)有4 臺(tái)煤粉鍋爐，主要為生產(chǎn)供汽和冬季供暖，額定蒸汽負(fù)荷45T/H，點(diǎn)火油槍采用普通機(jī)械霧化油槍，四角布置。由于煤粉鍋爐的結(jié)構(gòu)和燃燒特性，決定了煤粉鍋爐在點(diǎn)、停爐和燃燒不穩(wěn)定時(shí)必須投油槍加以助燃和穩(wěn)燃，要消耗一定量的柴油。在夏季運(yùn)行時(shí)，由于外界用汽量減少，導(dǎo)致鍋爐負(fù)荷隨之降低，汽壓升高，但為了避免在低負(fù)荷下（23-26T/H）鍋爐不滅火，只能投油槍加以穩(wěn)燃，這樣一來(lái)，雖然供應(yīng)外界蒸汽的數(shù)量（鍋爐負(fù)荷）、壓力、溫度等均能保證，卻消耗了大量柴油，各項(xiàng)單元成本均有上升。

2017 年鍋爐運(yùn)行共消耗柴油189.45 噸，2018 年共消耗柴油為200.141 噸，柴油平均價(jià)格以6700 元計(jì)算，2017 至2018 年耗用柴油總金額為126.93-134.09 萬(wàn)元。鍋爐運(yùn)行消耗柴油單元成本很大，成為鍋爐蒸汽成本中除煤、水、電之外的第四大耗能用品。微油點(diǎn)火技術(shù)的出現(xiàn)為鍋爐運(yùn)行節(jié)能降耗提供了一條便捷而又創(chuàng)新的途徑。

4 鍋爐微油點(diǎn)火技術(shù)的原理

先利用一定的油壓進(jìn)行一級(jí)簡(jiǎn)單機(jī)械霧化形成微小油滴，再利用壓縮空氣的壓力將燃料油微小油滴二次擊碎，霧化成超微油滴后通過(guò)高壓電子點(diǎn)火棒點(diǎn)燃，由于燃油是在氣化狀態(tài)下燃燒，著火速度快、時(shí)間短，中心溫度高達(dá)2000℃左右，遇到濃淡燃燒器出來(lái)的濃粉氣流，濃粉氣流受到高溫加熱迅速被點(diǎn)燃，已著火燃燒的濃相煤粉產(chǎn)生高溫又在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，和普通機(jī)械霧化油槍相比，微油點(diǎn)火著火快，大大減少煤粉燃燒所需引燃能量，實(shí)現(xiàn)了煤粉的分級(jí)燃燒，由于煤粉濃淡燃燒器實(shí)現(xiàn)了煤粉濃淡分離，鍋爐在較低負(fù)荷下燃燒中心仍有較濃的煤粉進(jìn)行燃燒，燃料供應(yīng)有保障，從而保證了低負(fù)荷下不滅火而且燃燒穩(wěn)定的，實(shí)現(xiàn)電站鍋爐冷態(tài)或熱態(tài)啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。

5 初步改造的思路

5.1 每臺(tái)爐安裝兩臺(tái)對(duì)角新型濃淡噴燃器，改變直流式四角切圓燃燒器易燒損、變形、磨損的缺陷，而且只安裝兩個(gè)對(duì)角下層，工程改動(dòng)小，容易實(shí)施。

5.2 安裝微油量燃燒器系統(tǒng)。

6 預(yù)期達(dá)到目標(biāo)

6.1 保證安裝微油量燃燒器系統(tǒng)后，與使用大油槍時(shí)的燃油耗量相比較，燃燒煙煤節(jié)油率60%。

6.2 安裝兩臺(tái)對(duì)角新型濃淡噴燃器，鍋爐在45%～60%的低負(fù)荷下情況下不滅火穩(wěn)燃燃燒、不投油槍，達(dá)到夏季用汽量低時(shí)的調(diào)峰功能。

7 微油點(diǎn)火技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況

我廠煤粉鍋爐進(jìn)行微油點(diǎn)火技術(shù)改造后，統(tǒng)計(jì)鍋爐2019 年共耗費(fèi)柴油86.32 噸，相比2017～2018 年柴油消耗量有大幅下降，不僅達(dá)到了節(jié)油目標(biāo)，而且在低負(fù)荷23-26t/h 時(shí)不投油槍，鍋爐也不滅火，基本實(shí)現(xiàn)了夏季用汽低谷時(shí)的蒸汽用量調(diào)峰目標(biāo)。