微油点火一次风加热燃烧装置

严建明 叶琳

摘 要：随着火电机组微油点火的改造项目日益增多，微油点火一次风加热燃烧装置应运而生，微油点火一次风加热燃烧装置由风道燃烧器、供油系统、供风系统、检测及控制系统构成，锅炉冷炉启动时，该加热装置加热一次风，使一次风温达到送粉要求，保证锅炉微油点火及锅炉安全启动。

关键词：微油点火;一次風;加热装置;风道燃烧器;小油枪

1 概述

目前大型火电机组锅炉点火过程中的节能减排已引起行业内的高度重视，微油点火项目的推广和应用日益广泛。

微油点火是将小油枪布置于主煤粉燃烧器内，利用少量的油直接点燃煤粉，靠燃烧煤粉放出大量的热启动锅炉，那么对于直吹式制粉系统而言，锅炉冷态启动时，由于没有热的一次风或一次风温度达不到送粉要求，微油油枪无煤粉可点，导致锅炉无法正常启动。所以锅炉冷态启动点火初期首先需要解决的是磨煤机制出合格的煤粉，“一次风加热燃烧装置”便由此产生。一次风加热装置的形式一般有两种：一种是通过蒸汽加热一次风（热源介质是过热蒸汽），另一种是利用风道燃烧器加热一次风（即本文介绍的一次风加热装置）。通常锅炉正常运行过程中，一次风通过过热蒸汽加热，当锅炉冷态启动时，则需要一次风加热装置加热一次风，使一次风道内助燃空气加热到满足送粉要求，从而保证锅炉的安全启动。

2 微油点火一次风加热燃烧装置原理及构成

2.1 一次风加热方式

直吹式制粉系统冷态启动制粉，如采用蒸汽加热方式所需蒸汽量大、设备体积庞大、造价亦非常高。在保证磨煤机运行安全的前提下，宜采用风道油加热方式解决冷态启动煤粉来源问题，即一次风加热燃烧装置。

2.2 加热装置设计说明

正常运行时制粉系统按原设计运行，不受任何影响;在冷态启动时启动一次风加热燃烧装置加热制粉，当空预器出口热风温度满足磨煤机运行要求时，停运该一次风加热燃烧装置。一次风加热燃烧装置采用冷一次风作为油配风，油配风供风系统和供油系统单独控制。油配风采用过量配置（过氧系数大于1.2），确保燃油短时间内燃尽，采用过氧配置的油燃烧器燃尽度在99%以上，确保无未燃尽燃油进入磨煤机，避免存在爆炸隐患。

2.3 加热装置原理

在磨煤机热风母管上加装一台风道燃烧器，并给风道燃烧器配相应的供油系统、供风系统、检测及控制系统，则构成了一次风加热燃烧装置。

2.4 一次风加热燃烧装置系统构成

2.4.1 风道燃烧器

风道燃烧器由稳焰装置、小油枪及安装附件构成。由于小油枪安装于一次风道内，为避免引起爆炸，油枪允许的泄漏量要小，工作效率要高，根据以上要求采用内混式空气雾化油枪可以更好的满足上述要求。同时，油枪头部加装旋风稳燃罩确保小油枪稳定燃烧，在油枪前端、风道内设置不锈钢筒体，使火焰在不锈钢燃烧筒内燃烧。燃烧筒前端顶部加装不锈钢防护罩，保证火焰前端不接触一次风管，保证一次风管安全。

举例说明风道燃烧器内小油枪出力范围的确定：

已知：20摄氏度锅炉一次风， 55吨/小时流量，通过0号柴油燃烧加热到150摄氏度，油燃烧配风采用一次冷风，过氧系数大于1.2，小油枪油的燃尽率大于99 %。

计算过程如下：

空气的比热容c=1.004KJ/Kg K

0号柴油的空燃比为14.7，即一千克柴油燃烧需要消耗14.7千克空气。

过氧系数按1.2计算，14.7×1.2=17.64

0号柴油热值：41800 KJ/Kg

根据公式

Q=cm（t2-t1 ）

41800m=1.004×（55×1000+17.64m）×（150-20）

m=181.7kg/h

计算结果：油枪出力181.7kg/h

根据以上计算方式，可以计算出任一一次风流量、加热到任一温度需要的油枪出力。

2.4.2 供油系统

从近处炉前燃油管道上分别引出一根油管路作为一次风加热燃烧装置（即小油枪）供油，油管路上设手动截止阀、过滤器、气动球阀（或电动球阀）、油压表及针型阀，油管路通过金属软管与油枪连接，金属软管满足公称压力不小于4.0MPa。

2.4.3 供风系统

从冷一次风道上引出一根油配风管，风管直径根据小油枪所需的供风量确定，风管上设电动蝶阀和手动蝶阀控制风量，根据不同供油量调节供风量，确保风、油的合理匹配，确保最佳的燃烧状况，保证燃尽率大于99%。同时，也保证了不发生内部漏油现象，并防止因漏油发生制粉系统爆炸措施。

2.4.4 检测及控制系统

（1）火焰检测器。每只小油枪配一套火焰检测器，连续检测火焰的燃烧状态，持续输出火焰强度、频率信号，并指示有火、无火，并将该信号远传到DCS，作为灭火保护的判断依据。

（2）高能点火装置。每只小油枪配一套高能点火装置，由控制柜控制高能点火器、点火枪的启停。

（3）测温组件。每台风道燃烧器配一套测温组件，用于测量加热后的风温，作为调节小油枪出力的依据。

（4）就地点火控制柜。控制加热装置的启、停和灭火保护，具备就地单步操作功能，提供信号给DCS并接受DCS远控操作。

3 结语

微油点火一次风加热燃烧装置原理及构成简单，操作简单、易于维护、性能可靠，降低了蒸汽加热一次风的成本，达到了节能的目的。

参考文献：

[1]ASME PTC4.1-1998.《锅炉性能试验规程》[S].

[2]DL5000-2000.《火力发电厂设计技术规程》[S].

[3]DL/T 435-2004.《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》[S].

[4]DL/T5121-2000.《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》[S].

[5]DL/T5182-2004.《火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路及电缆设计技术规定》[S].

[6]DL/T589-1996.《火力发电厂燃煤电站锅炉的热工检测控制技术导则》[S].