电站锅炉节油点火技术经济性比较研究

梁俊毅，黄劲裴，朱 霖

(1.柳州钢铁（集团）有限公司，广西柳州545002；2.上海悠游堂游乐设备股份有限公司，上海200041；3.广西特种设备监督检验院，广西南宁530219)

电站锅炉节油点火技术经济性比较研究

梁俊毅1，黄劲裴2，朱 霖3

(1.柳州钢铁（集团）有限公司，广西柳州545002；2.上海悠游堂游乐设备股份有限公司，上海200041；3.广西特种设备监督检验院，广西南宁530219)

对三种主流的节油点火技术进行了经济性计算，并根据统计的国内436台电站锅炉的节油点火应用情况对三种节油点火技术的发展趋势进行了研究。

电站锅炉；节油点火；经济性

1 引言

电力行业是我国消耗燃料油量最大的行业之一，据统计，截至2011年底，全国发电设备总装机容量为10.63亿kW，其中火电总装机容量比重占到3/ 4以上。每年火力发电机组的启停及低负荷稳燃年耗油量约1800万t[1]，这不仅造成高质能源的极大浪费，同时也增加了电厂的生产成本，在节能减排大趋势下，电厂用油正成为国家节能降耗工作的重点[2]。

2011年发改委制定了“十二五”节能目标，将电力行业作为节能重点领域，并与各发电公司签订了节能目标责任书，责任书中将节油列为了最主要的考核指标之一。为此，各发电公司积极推进微油点火、无油点火等先进的节油技术应用，实现电厂生产用油指标[3]。一直以来我国节能及环保政策不断的推出，2008年8月1日，国务院发布《国务院关于进一步加强节油节电工作的通知》，该通知要求所有电厂（包括新建电厂）燃煤锅炉都要采用等离子无油、小油枪等微油点火技术和低负荷燃烧技术，以降低油耗，一系列政策不仅对微油点火和等离子点火技术予以了肯定，也为节油点火技术的发展打下良好的基础。

2 主流节油点火技术的经济性分析

2.1 等离子点火技术

等离子技术在大容量机组应用优势明显，本文以某台600 MW机组为例分析其经济性。

采用等离子点火的机组在运行中涉及的相关费用包括：淤系统投资费用：600 MW机组等离子点火系统初投资约为400万元；于节约燃油费用：常规点火技术燃油消耗为908.24 t，等离子点火过程中节油率达100%，燃油价格以0.65万元/t计算，则节约燃油费用590.36万元；盂点火用煤费用：燃油低位发热量为4.3×105kJ/kg，一次点火所需燃油量为908.24 t，而设计煤种低位发热量为2.2×105kJ/kg，按点火过程所需的发热量相等的原则可以得到等离子点火需要用煤1767.43 t，以500元/t的煤价计算，则耗煤费用为88.37万元；榆电耗：设计用煤消耗为908.24 t，单台磨煤机制粉单耗为8.12 kW·h/t，厂用电价为0.396元/(kW·h)，则制粉系统耗电费用为0.29万元，此外等离子点火器功率为110 kW，运行时间300 h，则等离子点火耗电费用为5.23万元，共计耗电费用5.52万元；虞维护费用：以一年为一个运行周期计算，等离子点火装置在周期内所需的维护费用约为100万元。综上所述，等离子点火系统投资的效益情况如表1所示。

表1 等离子点火系统投资效益情况

可见等离子点火技术的使用能带来较为可观的经济效益，投资成本也仅需一年左右即可收回。此外，常规的点火方式，锅炉在点火初期电除尘器是无法正常投用的，此间会有大量烟尘直接排放到大气中，给环境带来严重的污染，同时烟气中的粉尘对锅炉引风机叶片造成磨损也会给电厂带来间接的经济损失，而采用等离子点火则可以有效避免上述两个问题。但非调峰的小机组使用等离子点火技术的经济性尚需另行分析。

2.2 微油点火技术

从目前电站改造状况来看微油点火技术在300 MW机组应用的案例较多，本文以某台300 MW机组电站锅炉为例分析其经济性。

采用微油点火技术的机组在运行中产生的费用同样包括了如下：淤系统投资费用：微油点火系统较等离子点火系统简单很多，相应的投资费用也较低，300 MW机组的初投资费用一般不超过180万；于节约燃油费用：对于四角布置切圆燃烧方式的电站锅炉来说，通常只改造最下一层的4支燃烧器，而对于采用旋流燃烧方式的机组来说，也只对后墙最下层4支燃烧器进行改造即可，改造过程中，用四个出力均为40 kg的微油枪替代机组原来配置的四个出力均为1100 kg的大油枪，一般认为改造前后点火用时相同，则节油率由式1计算：

式中C1代表微油点火的油枪出力，C2代表改造前的大油枪出力，可得出微油点火技术的节油率约为96.4%，据统计300 MW机组年常规冷态启动平均用油量为451.62 t，若燃油价格同样以0.65万元/ t计算，则节约燃油费用为282.99万元；盂点火用煤费用：微油点火技术的原理同样是以煤代替燃油燃烧来为启炉提供所需的能量，所以按点火过程所需的发热量相等的原则可以得到微油点火用煤量约为850.93 t，以500元/t的煤价计算，则耗煤费用为42.55万元；榆电耗：计算的方法与上一节中相同，可得微油点火因新增耗煤量而带来的电耗费用为850.93×8.12×0.396=2736元抑0.27万元；虞维护费用：微油点火系统简单，几乎不产生日常维护费用，在此以平均每年0.1万元计算。综上所述，微油点火系统投资的效益情况如表2所示。

表2 微油点火系统投资效益情况

根据表2可知微油点火技术同样也是一年即可收回投资成本，且收益率较等离子点火技术更高。从微油点火系统的组成及其工作原理上看，由于系统简单，对电站机组系统的已有部件几乎不需改动，且改造后仍保留了锅炉中原有的大油枪燃烧器，大大提升了改造后机组运行的可靠性，故该技术在用于已建机组的改造上还是具有较大的优势。

2.3 小油枪点火技术

根据小油枪点火的工作原理，锅炉热态下启动的经济性分析当锅炉在热备用状态下进行启动点火时，如果具备送粉条件，在原有热风条件下即可直接进行投粉点火，小油枪将一直伴烧至正常脱油工况为止。此时的节油量为：大油枪出力、大油枪应投运时间和大油枪数量的乘积，与气化小油枪出力、气化小油枪投运时间和小油枪数量乘积的差，即

式2中，F表示小油枪点火系统一次点火节油量，S1表示大油枪出力，t1表示大油枪应投运时间，m1表示大油枪数量，S2表示气化小油枪出力，t2表示气化小油枪投运时间，m2表示小油枪数量。

当锅炉在冷备用状态下进行启动点火时，锅炉将先采用原大油枪进行点火启动。随后即可投入气化小油枪，与此同时对称减少大油枪投运数量。直至全部关停大油枪，以小油枪助燃至完全脱油工况。节油量计算方法与热态状况相同。

采用小油枪技术可以保证锅炉在超低负荷工况下不用投运大油枪以节约助燃油，由于节油率一般在50%左右，故经济效益相对其他节油点火技术来说意义不大，本文不再做详细分析。

3 电站锅炉节油点火技术情况应用统计

本文统计了全国300 MW及以上容量共计436台电站锅炉的节油点火应用情况，统计对象均在2012年6月以前安装及投用，320 MW、330 MW、350 MW等容量机组列在300 MW等级范围之内，630 MW、660 MW等容量机组列在600 MW等级范围之内，供热电厂锅炉按额定蒸发量的发电当量折算，统计结果如图1~4。

图1 三种节油点火技术应用统计

图2 三种节油点火技术应用统计（300 MW等级）

图3 三种节油点火技术应用统计（600 MW等级）

图4 三种节油点火技术应用统计（1000 MW等级）

图1 展示了三种点火技术在统计总数中所占数量的情况，其中安装等离子点火技术的电站锅炉有202台，安装微油点火的有152台，安装小油枪点火的有82台。目前等离子点火技术占的份额较大，微油点火次之，但是等离子点火装置的安装时间大部分在两三年以前，最近两三年等离子发展趋势缓慢；微油点火装置则大部分是最近几年新安装的，发展速度很快；小油枪点火技术有退出市场趋势，其安装台数在逐渐下降。图2展示了三种点火技术在300 MW等级机组中所占份额的情况，其中安装等离子点火技术的电站锅炉有99台，安装微油点火的有99台，安装小油枪点火的有62台。图3展示了三种点火技术在600 MW等级机组中所占份额的情况，其中安装等离子点火技术的电站锅炉有90台，安装微油点火的有51台，安装小油枪点火的有18台。图4展示了三种点火技术在1000 MW等级机组中所占份额的情况，可见等离子点火技术发展时间较长，技术相对成熟，在大容量机组应用占有优势，安装等离子点火技术的电站锅炉达13台，安装微油点火和小油枪点火的各有2台。

4 结语

小油枪点火技术由于节油率有限，及环保不达标等因素，正逐步淡出电站锅炉节油领域。等离子和微油点火技术发展时间较长，技术最为成熟，具有无油点火及明显减少电站机组点火环境污染的优势，但等离子点火系统比较复杂，初投资和运行维护成本较高，在新建的火电机组中使用更佳。微油点火系统简单，维护方便，投资成本较低，建设工期短，且也具有较高的节油率高，在老机组改造中具有明显优势，新建机组采用微油点火时，应优化设计燃油系统，减小油库和数量的容量，选择小规模的燃油系统。无论采用哪种点火方式，在点火、试运期间最好采购一定数量的挥发分较高的原煤，以便更安全、经济地实现点火，最大程度地发挥节油效果。

[1]隋建才,杜云贵,刘艺等援我国电站锅炉新型节油点火燃烧技术现状[J]援电站系统工程,2007(10):46-48援

[2]王正华,张珊援电站锅炉点火油系统节油技术应用展望[J]援湖南电力,2009,29(3):60-62援

[3]郑福国,王云红援大型电站锅炉节油技术探讨[J]援节能环保技术, 2005(6):26-28援

A Com parative Study on the Econom y of Oil Saving Ignition Techniques for Power Plant Boilers

LIANG Junyi1,HUANG Jinpei2,ZHU Lin3

（1.LiuzhouIronandSteel(Group)Co.,Ltd.,Liuzhou，Guangxi545002; 2.ShanghaiYuyutoEntertainmentFacilitiesCo.,Ltd.,Shanghai200041; 3.GuangxiSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute,Nanning,Guangxi530219,China）

Economic calculation was performed for three mainstream oil saving ignition techniques;the development trend of the three ignition techniques was studied based on the application state of oil saving ignition in 436 domestic power plant boilers.

power plant boiler;oil saving ignition;economy

TM 621

B

1006-6764（2014）02-0045-03

2013-09-17

梁俊毅（1986-），男，汉族，大学本科，工学学士，助理工程师，热能工艺技术管理员，现从事锅炉、汽轮机生产运行、技改管理等方面工作。