气化微油点火技术在三河电厂的应用

2011-06-23梁昌龙

电站辅机 2011年3期

梁昌龙

（三河发电有限责任公司，河北三河 065201）

1 概述

三河发电有限责任公司2台350MW机组锅炉为：亚临界、控制循环、一次中间再热、单炉膛、双切圆燃烧、钢架全悬吊结构、半露天布置、固态排渣炉。锅炉设置16只低NOX燃烧器，四角布置，分级配风，切圆燃烧。锅炉配置双进双出低速磨煤机4台、冷一次风机、正压直吹式制粉系统。

点火改造方案中“气化小油枪点火及稳燃装置”的布置，采用改造4号磨对应四角煤粉燃烧器。点火系统包括：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、火检及保护方式等。为了保证锅炉点火阶段4号磨煤机及时启动运行，在磨煤机进风的热风道上安装了1台蒸汽加热器。

2 气化微油点火技术

2.1 气化微油点火的工作原理

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，用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容和后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体，从而大大提高了燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性强，传播速度快，火焰中心温度可达1800℃以上，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉，见图1所示。

图1 气化微油点火工作原理

2.2 气化微油点火装置介绍

根据机组启动状况和气化小油枪点火的技术特点，将4号磨煤机煤粉燃烧器改造成安装气化小油枪的相对浓缩型煤粉燃烧器，每个煤粉燃烧器上安装2支气化小油枪，其方式为气化小油枪在燃烧器中部直接点燃煤粉，分级燃烧。这种设计利用少量的燃油消耗，就可达到锅炉冷、热态启动和低负荷稳燃目的。气化设备参数，见表1。

表1 气化微油点火设备设计参数

2.2.1 气化压缩空气系统

气化小油枪用压缩空气，由锅炉本体四角的压缩空气主管直接引出，每角所接顺序为：截止阀、手动球阀、气动球阀、调压阀、分支手动球阀、金属软管等接至气化小油枪。系统布置如图2所示。

图2 1号角气化小油枪系统图

2.2.2 小油枪油系统

气化小油枪要求油压0.5～0.7MPa，小油枪用油自锅炉CD层各角的油角阀前引出。

每角所接顺序为：手动球阀、滤油器、手动球阀、气动球阀、针型阀（调压）、就地压力表、分支手动球阀、金属软管等接至气化小油枪。

2.2.3 高压助燃风系统

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（油燃烧所需的二次风）。气化小油枪投用时，控制各分路阀后风压1000Pa左右，停用时，控制阀后风压600Pa以上（不可将分路碟阀全部关闭）。

助燃风系统从炉两侧冷一次风管道上引出，经碟阀至锅炉后墙母管，再经分路碟阀至各气化小油枪燃烧筒。

2.2.4 暖风器系统

为了保证4号磨煤机启动制粉，在4号磨煤机的热风道上安装了旁路暖风器。锅炉启动初期投入加热器。加热器汽源来自机组暖风器供汽母管，通过手动截止阀、电动调节阀控制，暖风器设计参数，见表2。

表2 暖风器设计参数

2.2.5 热工控制系统：

在锅炉FSSS主保护的管理之下，气化小油枪点火是一套独立的控制系统。在DCS中完成逻辑控制组态、CRT画面实现远方控制和操作。同时又设就地控制柜，实现“远控”与“就地”的切换，可实现就地操作。当锅炉发生MFT时，切断所有进炉燃料，其中包括气化小油枪系统的各进油分路油阀、气阀。

气化小油枪投用有两种模式：“点火模式”和“助燃模式”。锅炉启动中采用“点火模式”；机组正常运行中，在负荷降至需投油助燃情况下投用气化小油枪时采用“助燃模式”。锅炉启动过程中，当已投用的2台磨机均运行正常还需继续升负荷时，可将气化小油枪运行模式由“点火模式”转至“助燃模式”。

“点火模式”的保护方式：当气化小油枪专用火检检测无火时，关闭对应的磨煤机出口挡板、关闭对应的油阀、气阀（气阀延时30s）。

“助燃模式”的保护方式：当气化小油枪专用火检检测无火时，关闭对应的油阀、气阀（气阀延时30s）。

3 气化微油点火应用

3.1 点火前的准备

（1）确认机跳炉、再热器保护、汽包高低水位保护解除。

（2）点火条件：锅炉 MFT复位、任1台一次风机启动、供油快关阀开启、炉前油循环油压正常（大于0.2MPa）。

（3）4号磨煤机暖风器暖管，开启4号磨煤机热风暖风器汽源手动门，开启暖风器疏水器前后手动门，暖风器疏水倒至定排扩容器。

（4）锅炉MFT复位，启动2台一次风机，开启4号磨煤机辅助风挡板至30%（保持适当的一次风机流量），调节出力平衡，设定一次风压5.5kPa投自动。

3.2 气化微油点火投入

（1）将气化小油枪投用方式由“助燃模式”切至为“点火模式”，逐角投入8支气化小油枪运行，检查火检状态是否正常，将点燃油枪对应二次风门投自动，调节周界风风门开度至20%以上，维持燃烧器壁温不超过450℃，就地检查油枪是否点燃有无漏油现象；

关闭4号磨煤机冷、热风调节挡板，开启4号磨煤机暖风器入口关断挡板，投入4号磨煤机暖风器。逐渐增加4号磨煤机通风量，控制在20～25t／h，通过调节暖风器出口一次风温度130℃以上，磨机出口温度达55℃；气化小油枪着火正常，此时，强制执行4号磨煤机的火检；启动4号磨煤机，强制1台给煤机“运行”信号（防止给煤机启动后跳闸造成锅炉保护动作），启动1台给煤机；

（2）投粉后观察炉膛火焰情况，将4号磨煤机出力维持在8t／h，强制一次风量大于15t／h；

燃烧器带粉运行后，及时调整二次风门，维持燃烧器壁温不超过450℃。根据锅炉燃烧情况，调整二次风门开度，提高炉膛煤粉后期的燃烬率；4号磨煤机启动后，投入电除尘一电场运行；

（3）观察炉膛煤粉着火情况，根据锅炉升温升压和煤粉着火情况，调整磨煤机出力（并网前控制4号磨煤机出力不大于14t／h）；当炉膛出口烟温达360℃以上或预热器出口风温达180℃以上时，为预防燃烧器热负荷增大后产生结焦现象，可通过调整磨煤机辅助风门，提高粉管一次风速不低于26～28m／s；当空气预热器出口热一次风温达180℃以上时，可停用磨煤机暖风器，开启磨煤机热风挡板，关闭磨煤机暖风器温度控制阀及磨煤机进口挡板，退出磨煤机暖风器。

3.3 气化微油点火系统的停运

当机组负荷增至停油负荷时，炉膛燃烧稳定将逐支退出气化小油枪的运行，直至全部退出。气化小油枪停用以后，气化小油枪燃烧筒应保持留有一定风量的高压助燃风（维持各角助燃风压力至500～600Pa），切不可停止助燃风的供给，防止油枪积碳和堵塞。气化小油枪火检冷却风不可停用。

4 气化微油点火应用问题及处理方案

4.1 升温升压过程中温度控制

锅炉启动初期，炉膛内温度较低，此时投入气化小油枪系统后启动4号磨煤机，对于温度较低的炉膛以及给水，升温、升压速度显得很快，不易控制。为此，在启动磨煤机的初期将燃料量控制在最低，4号磨煤机的给煤量维持在8t／h，一次风量控制在16t／h，并为了安全起见，强制一次风量大于15t／h（低于15t／h磨煤机保护动作），随着气温气压的稳步增长逐渐增加燃料，同时，给水的调节在维持汽包水位正常的情况下，尽可能将汽包事故放水门、排污门及相关疏水门保持在较大开度，在给水压力提高的同时，使过热器减温水具有足够且稳定的流量来辅助控制气温的增长。

4.2 燃烧筒结焦或烧损

由于气化小油枪投用时，油枪插入的深度偏浅（定位不够）或者气化小油枪停用时燃烧筒高压助燃风压偏低，很容易出现燃烧筒结焦或烧损现象。此时，应及时清除燃烧筒内焦块；油枪在原有位置再向内插进5～15mm；气化小油枪停用时，调整燃烧筒高压助燃风风压略高于燃烧器静压阻（600～800Pa）。

4.3 燃烧器结焦

在锅炉启动初期一次风速如果控制偏低、输入燃烧器的热功率偏大（粉量太大），有可能发生燃烧器的结焦现象，因此，在启动一次风机后，可以提高一次风速或增开磨煤机通入风量（气化小油枪投用时磨煤机入口总风量需相对增加10%）；低负荷稳燃时，当气化小油枪投入使用后，应调整和维持该层燃烧器或对应磨煤机出力为正常额定出力的60%左右；对于燃用高挥发分的烟煤，可只投用靠近燃烧器喷口的1支气化小油枪。