气化小油枪点火稳燃技术在300MW中间储仓式煤粉炉中的应用

气化小油枪点火稳燃技术在300MW中间

储仓式煤粉炉中的应用

李思茂

（大唐信阳华豫发电有限责任公司，河南信阳464000）

【摘要】介绍了气化小油枪点火稳燃技术的工作原理和系统构成，并针对该技术在大唐信阳发电有限责任公司2×300MW中间储仓式煤粉炉的工业性应用情况。

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关键词 小油枪；稳燃；节油

0引言

少油和微油小油枪点火及稳燃装置在燃煤电站大型锅炉上的广泛应用，已被证实是目前大型锅炉真正作到，实际意义上的能大量节约锅炉启动和低负荷稳燃用油的最有效手段。它有点燃煤粉的能力强、对燃煤的适应范围宽、系统结构简单、改造工作量少、使用方便、维持工作量小、初投资低、维护费用极小、安全可靠、节油效果特别显著等优势。它与等离子点火稳燃技术相比，更具有实用性。

1气化小油枪点火稳燃技术的基本原理

1.1气化小油枪燃烧器的工作原理

气化小油枪燃烧器的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量再对燃油进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油变为气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧的火焰刚性极强、其传播速度极快（超过声速）、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度高达1500～2000℃，此高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃流经一次燃烧室的煤粉，着火燃烧的煤粉在二次室内与另部分煤粉混合并点燃，实现煤粉的分级燃烧且燃烧能量逐级放大，利用煤粉的稳定燃烧，实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。

1.2直接点燃煤粉工作原理

气化小油枪喷出的燃油燃烧形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发分迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。周界冷却二次风主要用于保护喷口安全，防止结焦烧损及补充后期燃烧所需氧量。

1.3能量逐级放大技术

能量逐级放大技术的前提是引火源具有很高的燃烧强度和后续燃料的及时引燃。在气化燃烧点火系统中，气化油枪保证了引火源的燃烧强度。在引燃浓相煤粉时，在一级燃烧室内就会形成“三高区”，煤粉在高强度的燃烧火核引燃下迅速升温破碎析出挥发份，进一步增强燃烧效果，浓相煤粉着火后进入二、三级燃烧室与稀相煤粉混合燃烧。

2设备及系统概况

锅炉概况：

大唐信阳华豫发电有限责任公司#1炉是由上海锅炉厂1999年制造的SG1025/17.4——M847亚临界中间再热自然循环煤粉炉，燃烧方式为四角切圆燃烧，制粉系统采用中间储仓式制粉系统。

3气化小油枪点火稳燃装置应用

3.1气化小油枪结构

为节约锅炉点火所用燃油，结合#1炉低NOx改造项目，将A层燃烧器更换为“相对浓淡分离、低阻力、高点燃能量”的新型“微油点火”燃烧器。其“微油点火”装置包括：A层微油煤粉燃烧器、压缩空气系统、油系统、高压助燃风系统、点火及热控控制系统、火检及保护系统等。

每一微油煤粉燃烧器上布置一只气化小油枪，其方式为气化小油枪在燃烧器中后部直接点燃煤粉。气化小油枪及点火枪安放在A层每只燃烧器中后部的燃烧筒内，固定后无需推进、退出。

高压助燃风作为气化小油枪点火后油的后期燃烧所需氧量（油燃烧所需的冷一次风），从两台一次风机出口的冷风联络母管上引出，经总蝶阀引至锅炉本体所安装的一水平环形母管，再经分管及蝶阀至各气化小油枪燃烧筒,气化小油枪投用时控制阀后高压助燃风压在1200Pa左右，停用时控制阀后高压助燃风压不低于600Pa（不可将分路蝶阀全部关闭）。

3.2气化小油枪运行模式

信阳电厂锅炉为中间储仓热风送粉方式，它与直吹式及中间储仓乏气送粉方式的锅炉有着严格的区别，它在该炉粉仓无粉、一次风档板没开无一次风情况下不能投用小油枪（小油枪热量无法带走会烧损燃烧器）。

气化小油枪投用设定两种模式：“点火模式”和“助燃模式”。锅炉启动（冷态、热态）中采用“点火模式”，当已投用两层给粉机且运行正常，需继续升负荷时可将气化小油枪运行模式由“点火模式”转换至“助燃模式”。机组正常运行中当负荷降至需投油助燃、投用气化小油枪时采用“助燃模式”。

3.3“点火模式”和“助燃模式”的设置区别：

“点火模式”：（1）锅炉主保护中凡是设定的炉膛投粉条件和炉膛热功率条件“解除”（为了能及时启动给粉机投入煤粉）；（2）当气化小油枪专用火检与相对应的煤火检均检测无火时，停对应的给粉机、关闭对应的气化小油枪：油阀、气阀（气阀延时30秒）。

“助燃模式”：（1）恢复锅炉启动中“锅炉主保护”所“解除”的保护（锅炉原设计主保护均投用）；（2）当气化小油枪专用火检检测无火时，只关闭对应气化小油枪的油阀、气阀。

3.4气化小油枪系统运行要求和注意事项

一般情况下在满足以下相关条件时，冷、温、热态启动都应优先投用A层小油枪，利用小油枪直接点燃煤粉，以煤代油完成点火启动、升温升压过程；相关条件如下：

1）煤粉仓粉位要求：#1粉仓粉位在1.5米以上才能在启动初期利用A层小油枪投粉，如粉位低于1.5米，则应根据粉位情况适当推迟投用时间。

2）煤质要求：应根据停炉前煤质情况决定是否利用A层小油枪投粉，如停炉前入炉煤质的分析基挥发份低于11%，低位发热量低17000KJ/KG，应适当推迟小油枪投用时间。

3）空预器吹灰要求：空预器应具备连续吹灰条件。

4）如粉仓无粉，则在点火启动初期投入大油枪进行升温升压，在风、烟温度达到要求后及时投入制粉系统运行，再根据实际粉仓粉位情况投用A层小油枪。

3.5A层小油枪的点火、投粉操作注意事项

1）A层燃烧器在没打开对应的一次风档板前禁止点燃气化小油枪。

2）小油枪雾化压缩空气应>0.55MPa、各分路小油枪前的雾化空气控制在0.4～0.6MPa。

3）油质为#0轻柴油、油管路进油前应经过充分吹扫清除管内杂质、若遇油中杂质堵塞应清洗滤网和清洗油枪头并将气化小油枪枪杆内余油头朝下放尽；油压通过调整油管路末端的手动调压针型阀控制在0.8MPa～1.2MPa的范围以内。

4）气化小油枪高压助燃风需控制各分路门后风压1200Pa左右。

5）油枪定位：气化小油枪在燃烧筒内的插入深度应是“枪头顶端”距“燃烧筒出口”120～150mm位置（油枪和点火枪同时插到位后，油枪向后抽出15mm～20mm，点火枪前端处在油枪的雾化区内以保证点火正常，油枪抽出不要超过5cm，因点火枪为固定方式无推进装置，防止点火枪被烧坏）。

6）就地观察火焰明亮、尾部不飘黑烟、燃烧情况良好、火焰集中，不发散、发飘。

7）燃烧器壁温不应超过450℃。如超过450℃时应立即提升一次风压和增开周界风风门开度，使壁温不超出450℃，以防止因燃烧器温度过高引起的损坏。

4社会经济效益

采用气化小油枪点火稳燃技术后，锅炉只需用微量的油直接点燃煤粉，利用煤粉燃烧释放的热量实现冷态启动，在停炉、低负荷和超低负荷稳燃时用微亮的油稳定锅炉燃烧，节油率可达90%以上。除此之外，由于在锅炉点火初期燃油较少可以投用脱硫设备，从而减少向大气排放粉尘量，粉尘表面上有催化作用以及附着有害之间的协同作用，由此产生的危害巨大。尤其现在全国大面积范围内出现雾霾天气，环境状况不容忽视，因此减少粉尘排放将对社会效益不可估量。

5结束语

随着全国火电机组转机容量的提高，电网安排机组调峰、停备的次数增加，机组启、停及助燃耗油等使用气化小油枪的频率及次数明显增多，气化小油枪点火稳燃技术的使用使节油效果、较好的经济效益和社会效益得以良好体现。

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参考文献

［1］大唐信阳华豫电厂气化小油枪改造说明书[Z].

［责任编辑：邓丽丽］