机械雾化微油点火小油枪在300 MW亚临界控制循环锅炉中的应用

张明杰

(华电国际莱城发电厂，山东莱芜271100)

机械雾化微油点火小油枪在300 MW亚临界控制循环锅炉中的应用

张明杰

(华电国际莱城发电厂，山东莱芜271100)

针对传统电站锅炉点火油枪耗油量大、燃尽率低、污染大等问题，阐述了微油点火燃烧器的工作原理、结构和辅助系统，介绍了微油点火在莱城电厂的实际应用情况，并对运行中存在的问题，提出了相应的改进措施。实践证明，微油点火改造后，节油率达到了86%，为电站锅炉节油降耗提供了技术支持。

微油点火;燃烧器;锅炉;节油;冷态

0 引言

在电站锅炉中，微油点火技术正取代大油枪成为锅炉节能改造中的必要项目。本文针对传统电站锅炉点火油耗油量大，燃尽率低，污染大等问题，分析了微油点火燃烧器的工作原理，结构和辅助系统，详细介绍了微油点火技术在300MW亚临界锅炉上的应用改造情况，以及取得的实际节油效果［1］。

1 锅炉燃烧系统概况

该厂锅炉为亚临界中间一次再热控制循环汽包锅炉，该锅炉为单炉膛、平衡通风、固态排渣、四角切圆燃烧方式，设计燃煤为高挥发份烟煤，点火、助燃用油为0号柴油，采用正压直吹式制粉系统。

制粉系统配置三台BBD4060双进双出磨煤机系统。每台磨煤机的一端带四角一层一次风喷嘴，对应一层燃烧器，1台磨煤机带两层一次风喷嘴，3台磨煤机带六层一次风喷口，正常工况下投3台磨煤机带MCR工况。微油燃烧器安装在A磨煤机A2燃烧器四个角上，每只燃烧器安装1只压缩空气雾化微油点火枪、图像火检监视装置。

2 微油点火装置工作原理

微油点火就是将燃油经机械雾化成超细油滴进行燃烧，从而大幅提高燃烧效率及火焰温度［2］。燃烧的火焰刚性强，温度高达1500℃～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉燃烧，实现电站锅炉启动、滑停及低负荷稳燃。微油燃烧产生的高温火核使煤粉混合物发生一系列物理和化学反应，进而使煤粉的燃烧速度加快，达到点火并加速使煤粉燃烧的目的。微油燃烧器形状如图1所示，微油点火油枪参数见表1。

图1 微油燃烧器示意

表1 微油点火枪参数

3 机械雾化小油枪点火系统

3.1 微油油枪

点火油枪的雾化方式，为机械雾化:其原理是将具有一定压力的燃油通过分油器进入雾化旋流片，经过雾化旋流片的切向槽转变为旋转液流，离开喷嘴出口处即可形成一股中空的薄膜流，受空气阻力后破碎成细液滴。微油油枪结构如图2所示。

图2 微油油枪结构

该种雾化方式系统简单，雾化效果好，无须设计雾化压缩空气回路;同时对燃油压力稳定性要求不高，无须配置单独的燃油减压和蓄能装置，满足燃油主路油压即可。

单支油枪设计出力为80～100kg/h。按燃煤煤质特性设计，单只油枪出力80kg/h即可满足点火要求，但考虑到实际使用中煤质下降，设计的油枪出力预留的裕量，强化煤粉的燃烧，从而提高点火初期煤粉的燃尽度，保证锅炉运行安全。

3.2 微油点火燃烧器

将A2层对应的4台燃烧器改为微油点火煤粉燃烧器。每只微油点火煤粉燃烧器的出力按原燃烧器出力进行设计，满足磨煤机启动要求［3］。在点火时，该燃烧器作为点火燃烧器用，当点火完成后，该燃烧器作为主燃烧器用，完全可以满足锅炉点火和升温、升压的需求。

微油点火煤粉燃烧器主要组成部分:喷口、二级燃烧筒、一级燃烧筒、浓缩装置、微油点火器等组成。

油燃烧器(油枪、点火枪、油火检等)放入防磨套管内，从煤粉弯头处轴向插入至微油点火燃烧器的一级燃烧筒处。轴向插入相对于径向插入具有如下优点:可有效避免燃烧器壁面局部高温，防止燃烧器筒体烧损或结渣;径向插入时，油火焰易在燃烧器内形成紊流区，对风粉的正常流动有一定的影响，严重时燃烧器内会有积粉、结焦现象;而轴向插入与煤粉气流方向一致，能有效的避免这个问题。

3.3 助燃风系统

助燃风取至冷一次风联络母管，两侧各布置一根助燃风主管道，从炉后引到炉前，四个角的助燃风分支管从助燃风主管道上接出引到油燃烧器处。微油点火油枪运行前，启动一次风机运行，并将2台的手动蝶阀、1台DN65手动蝶阀全部开启，通过风量标定装置(靠背管+U型差压计)，调节其中1台DN125手动蝶阀的阀位，使助燃风量在适合范围，调节后此手动蝶阀阀位不再变化。停运时，为避免大量冷的助燃风进入燃烧器，降低一次风粉温度而影响燃烧，将另外1台DN125手动蝶阀关闭，保留DN65手动蝶阀开启对油燃烧器吹扫保护即可［4］。

3.4 图像火检系统

为监视微油点火燃烧器的火焰情况，方便运行人员调整燃烧，在每个微油点火燃烧器上各安装1套图像火检装置，每台炉共4套。

冷态启动时，可启动原助燃风机供给图像火检冷却风，一次风机运行稳定后，可开启原助燃风冷一次风风门，停运风机。火检探头安装在改造层对应燃烧器的煤火检附近，监视喷口的燃烧情况。

3.5 控制系统

每台微油点火燃烧器配1台就地控制箱，共4台，分别放置在燃烧器的平台附近。就地控制箱可以对每个微油点火油枪实现“就地/远方”控制，并接受锅炉MFT控制。与DCS连接采用硬接线方式，在操作员站上完成远程控制［5］。

4 微油点火启动情况

4.1 冷态升炉时的微油点火准备工作

冷态升炉时的微油点火的准备工作包括:锅炉点火前要投入锅炉暖风器运行，尽可能维持较高的二次风温。投入空预器连续吹灰，按照机组正常启动步骤;当炉膛烟温达250℃左右、二次风温达60℃时，开始执行小油枪投运前的准备工作;将B层油枪切至A层油枪运行，B层油枪停运后，及时关闭其辅助风门;变频启动并运2台一次风机(工频启动时，启动1台1次风机)，调节一次风压至7～9kPa;调整各油角小油枪助燃风量合适;确认原助燃风机出口门关，打开一次风至图像火检冷却风门;开启A2层燃烧器对应周界风。

4.2 冷态升炉过程

(1)从DCS逐只投入A2层各燃烧器对应的小油枪，就地检查机械雾化小油枪应着火运行正常，各小油枪火检指示正确。

(2)检查二次风温达80℃，按照磨煤机正常启动步骤，开启A2层BSOD，启动A磨煤机暖磨(全关冷风调节门，用热风暖磨)。

(3)启动A2给煤机，维持给煤机最小出力运行。检查小油枪着火良好，逐渐开启容量风挡板，调节旁路风挡板，就地观察煤粉应着火良好。

(4)A磨煤机维持低料位运行，就地检查锅炉燃烧良好，A2层煤火检指示稳定后，逐只撤出A层大油枪。每撤出一只油枪，要就地观察燃烧情况，应确保小油枪带A2层粉着火良好，否则应推迟撤出大油枪，直至小油枪带A2层粉着火良好后，方可全部撤出A层大油枪。

(5)根据锅炉热负荷需要，适当开大A磨容量风挡板，控制合适的升温、升压速度。若锅炉热负荷太高，无法控制时，可短时停止给煤机运行或关闭一只BSOD(冷态启动暖机期间，可保留3只燃烧器运行)。停用燃烧器应进行吹扫，防止因风速较低，造成积粉自燃。停运燃烧器吹扫完毕后，应退出其对应机械雾化小油枪运行。燃烧器重新投运时，应先投入其机械雾化小油枪，方可开启BSOD。

(6)根据氧量数值及锅炉的升温、升压情况和炉膛燃烧情况，适当调整送风量和所投粉燃烧器的二次风档板开度以及A磨煤机出力。

(7)机组并列后，逐渐提高一次风压，然后根据机组负荷情况，按单角操作的原则，投入A磨煤机A1侧运行。

(8)启动另1台制粉系统，2台制粉系统运行稳定后，机组负荷180MW，退出小油枪运行［6］。

5 微油点火节油效果及存在的问题

5.1 点火节油效果

随着检修运行人员的日益熟练投用微油点火，每次冷态开机耗油一直维持较低的水平，冷态开机的话平均耗油12t左右。如果采用大油枪启动，冷态开机耗油约为90t。因此，应用机械雾化微油点火的节油量为78t，节油率达86.6%。锅炉采取微油点火后，在发动机并网后，就可以投入电除尘，减少了粉尘的排放，优化了环境。

5.2 存在的问题

(1)高能点火器不打火，如果高能点火器蓄能器观察镜内有亮光闪烁，但点火杆不打火，此现象一般是由于点火杆长期被油烟污染影响导电性所致，将点火枪杆前端擦拭干净即可。

(2)高能点火器打火正常，就地和远方均无火信号。这种现象一般是由于油枪头堵塞，未喷油，取出清洗即可。

(3)燃烧器喷口处容易结焦，燃烧器壁温超温。主要原因燃尽率高，一次风速度偏低引起的，实际工作中一定要加强就地检查，及时打焦。

(4)锅炉点火前，提前投入暖风器，提高热二次风温;尽可能的提高磨煤机出口风温，增加燃尽率。

6 结语

机械雾化微油点火代替了大油枪，节油效果明显，并且低负荷稳燃效果明显。提高了机组运行的安全性和经济性，创造了良好的经济效益，同时又保护了环境。

［1］曾全芝，何辉，王勇.超临界600MW机组锅炉微油点火技术的应用［J］.热力发电，2011，(9):59－61.

［2］姚文达，李硕，郭秀峰.电站锅炉微油点火技术现状与发展［J］.华电技术，2008，30(1):14－16.

［3］杨磊.微油点火在300 MW机组锅炉上的应用［J］.云南电力技术，2012，(6):68－69.

［4］刘鹏远，肖宏博，谢明均，等.微油点火在超临界600MW机组W火焰锅炉中的应用［J］.热力发电，2012，(11):51－54.

［5］朱登峰.微油点火系统在600MW火电机组中的应用［J］.陕西电力，2010，38(08):73－76.

［6］邱亚林，自云江，李明亮，等.微油点火燃烧器在300MW亚临界自然循环锅炉中的应用［J］.华电技术，2008，30(10):1－2.

［7］王科峰，王鹏，程金武.微油点火技术在600MW对冲燃烧锅炉节能应用［J］.电力科技与环保，2013，29(1):51－52.

Application of machine－atomized micro－oil ignition technology in 300 MW sub－critical control circulation boiler

Aiming at the problems of the oil consumption of oil ignition and pollution problems seriously in the old power station boiler，The principle，auxiliary system，structure and system composition of micro－oil ignition burner were expounded.The application of tiny－oil ignition burner in Laicheng Power Plant was introduced.Aiming at the problems occurred in operation，some relevant improvement measures were proposed.The result proved the fuel saving ratio achieving 86%after the transform of micro－oil.It provided reference for similar boiler oilsaving project.

micro－oil ignition;burner;boiler;oil－saving;cold position

TK223.3

B

1674－8069(2015)01－057－03

2014-09-24;

:2014-11-13

张明杰(1971-)，男，山东章丘人，工程师，主要从事火电厂调度工作。E－mail:Lcdc009@163.com