电站煤粉锅炉三种点火方式技术经济比较和分析

林友柱

中图分类号：U665.12 文献标识码： A 文章编号：

摘要：目前电站煤粉锅炉普遍采用的是轻油点火，但在国际原油价格不断攀升的今天，为降低燃料成本，国内很多电厂改用了等离子或微油点火方式。本文就三种点火方式进行探讨，并重点以广东省最早应用等离子点火技术的广州恒运热电厂的实际情况，对三种点火方式进行了技术经济比较和分析，得出了等离子点火技术是当前新机组建设和旧炉改造的首选点火方式的结论。

关键词：轻油；微油；等离子；点火方式；经济效益；比较分析

Abstract: at present, the power of the widespread use of the coal boiler is light oil fire, but in international oil prices rising today, to reduce fuel costs, many domestic power plant can switch the plasma or small oil ignition pattern. This paper discusses three ignition pattern, and the focus of the earliest application in guangdong province plasma ignition technology of guangzhou HengYun thermal power plant, the actual situation, ignition pattern of three kinds of technical and economic comparison and analysis, it is concluded that the plasma ignition technique is the new unit construction and renovation of the old furnace preferred ignition pattern conclusion.

Keywords: light oil; The oil; Plasma; Ignition pattern; Economic benefit; Comparative analysis

一、电站锅炉三种点火方式概述

目前电站煤粉锅炉采用了轻油、微油和等离子三种点火方式进行点火。轻油点火方式在电站锅炉中早已应用，是传统的点火方式；微油点火方式是近十年来研发出来的一种新的技术；轻油点火方式和微油点火方式都是利用装在燃煤粉燃烧器内的高能点火器引燃其轻油系统油枪喷出的轻质柴油，通过柴油燃烧再点燃煤粉燃烧器喷咀喷出的煤粉着火燃烧。两者设备系统大致相同，其主要区别于点火所需油量的不同，微油点火方式比轻油点火方式可以节省点火用油达70%以上。

等离子点火技术也是近十年来我国研发出来的一种新型点火技术。 它比微油点火技术更早地应用于电站锅炉点火， 从点火燃烧技术原理来说，两种基本同类，都是内燃式燃烧器，采用浓淡技术，内浓外淡，分级燃烧，集中点燃煤粉并逐级放大来完成煤粉引燃过程。两者的不同点是：微油点火技术是通过高能点火器引燃其轻油系统油枪喷出的轻质柴油作为煤粉点火源；而等离子点火技术点火源为等离子发生器（拉电弧），两者设备系统下属的各功能子系统也差别较大。

二、三种点火技术在国内电厂应用情况

轻油点火方式是传统的点火方式，在电站锅炉中早已被广泛应用。等离子因其节油效果显著，故近几年来在火电新建机组的设计安装和老机组改造时纷纷采用该系统技术。我们知道，新建机组整体启动调试时耗用柴油量相当大，如300MW燃煤机组约需耗用3000吨左右的柴油，所以很多电厂在机组建设安装时就采用了等离子点火技术，其投资成本在机组调试期间从节省的燃油费用中就可全部收回。在老机组改造时，等离子点火技术也得到广泛的推广应用。微油点火技术由于也具有较好的节油效果，且系统相对简单，改造工作量较小，方便易行，近年来，在新建机组和老机组改造时也有较多的采用。

广州恒运热电厂等离子点火使用情况：

广州恒运热电厂是一间有2×210MW＋2×300MW机组的中小型燃煤热电厂，该厂早在2003年就率先在广东省内应用了等离子点火技术，大胆地利用当时#6机组（210MW）油炉改煤炉的时机对燃烧器进行了代替原传统轻油点火的等离子点火技术改造。2007年又在#8、#9炉（2×300MW 机组）筹建期间分别在2台新炉上安装了等离子点火系统。从这几年的运行情况来看，采用等离子点火技术可保证点火过程安全可靠，能满足低负荷稳燃及机组滑停的要求，其中，#8、#9炉配置了暖风器加热系统，从机组整组启动至今，全程实现了无油点火，在锅炉点火启动期间电除尘设备能快速投运而不必担心除尘设备（如布袋和极板、极线等）被油尘污染，减少启动期间的粉尘排放，取得了巨大的经济效益和社会效益。

现该厂共四台机组只有#7机组（210MW）锅炉还没安装等离子点火系统，以下是广州恒运热电厂05年至10年#6、#7机组（210MW）锅炉开机耗油情况：

从上表可见，安装了等离子点火的#6炉比传统轻油点火的#7炉总年平均耗油和总平均每次开机油耗都低。但由于#6炉还未安装暖风器系统, 冷态启炉初期磨煤制粉及炉内点火稳燃会受到一定的限制,则冷态启炉初期及停炉后期仍需投油助燃,故节油效果并不十分明显。

三、广州恒运热电厂#7炉改用等离子或微油点火的经济效益分析比较

1、采用加装暖风器或邻炉送热风的等离子点火技术，每年可节省燃油约373吨（按每年上表平均耗油计算）：

（1）、373吨燃油费用：

轻柴油价格按0.60万元/吨，即0.60×373= 223.8万元

（2）、若用燃煤替代373吨燃油，所需费用计算：

燃油的低位发热量取4.08×104kj/kg，设计煤种低位发热量为21480kj/kg，

从北方港口到广州恒运热电厂燃煤价格按700元/吨，投等离子时平均燃尽率取85%，则按发热量相等法计算相当于燃煤消耗量为：

4.08×104×373÷21480＝708.5吨

折算原煤成本费用为：708.5700＝49.56万元

投运等离子点火比传统轻油点火还需增加如下费用：

A、磨煤制粉耗电：

#6、#7炉磨煤机制粉平均电耗取8 kwh/t,则全年制粉耗电量:708.5×8=5668度;

B、等离子系统电弧耗电：每只点火嘴功率180KW,共4只,平均每次启/停炉时间按10小时,平均每年启/停机次数6次/年,则全年开/停机拉弧用电量为:180×4×10×6=43200度；

C、等离子系统冷却风机全年耗电：7.5 kw/小时，按7000小时/年，得：7.5×7000=52500度；

D、等离子系统冷却水泵全年耗电：11 kw/小时，按7000小时/年，得: 11×7000=77000度；

E、投等离子点火比传统轻油点火约提前2小时启动一次风机，全年多耗电：

3½×6（KV）×101（I）×cosф×2×6次/年=10705度，（取cosф=0.85）;

厂用电成本价格按0.45元/kwh，则得增加耗电总费用：（5668+43200+52500+77000+10705）×0.45=85083元 =8.51万元；

F、每年备件费用：参考该厂#8炉取3万/年（主要是阴极头消耗，每80-100小时需更换；阳极头使用寿命1000小时以上）

可得采用加装暖风器或邻炉送热风的等离子点火技术，每年可节省费用:

223.8-49.56-8.51-3=162.73万元。

2、如果采用微油点火技术，每年可节省的费用（每年平均耗油373吨）：

A、小油枪耗油费用：四支每支小油枪出力控制在30-80Kg/h，运行8小时，共耗油：8×4×80=2560 Kg，费用：2.56 ×6000元/吨×6次/年=9.216万元；

B、投运微油点火耗电费用：轻油泵每次启、停炉运行10小时，油泵功率60kw，一年耗电：10×60×6=3600度；

投微油点火系统需比传统轻油系统约提前2小时启动一次风机，全年多耗电：3½×6（KV）×101（I）×cosф×2×6次/年=10705度，（取cosф=0.85）;

厂用电成本价格按0.45元/kwh计算

耗电费用：（3600+10705）×0.45=6437元 =0.64万元；

C、每年备件费用： 2万/年（估算）；

可得采用微油点火技术比传统轻油点火技术每年可节省的费用费用:

223.8-49.56-9.68-0.64-2=163.92万元

广州恒运热电厂#7炉改用等离子或微油点火技术经济分析比较列表：

由上表可见,广州恒运热电厂#7炉改用等离子或微油点火技术技术性可行,投资回收期分别为14.7个月和7.3个月.

四、结论

在电站煤粉锅炉三种点火方式中，传统的轻油点火技术因其需要消耗相对大量的柴油，在国际原油价格不断攀升的今天，其技术经济性已显落后。取而代之的将是微油和等离子点火技术。微油和等离子点火技术在新机组安装和旧炉改造中都能取得很好的经济效益。如果单从经济效益比较,微油点火技术投资回收期更短。但由于等离子点火技术能使电厂实现无油点火，其安全、环保效益更高；所以，等离子点火技术是当前新机组建设和旧炉改造的首选点火方式。

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