点火助燃油系统优化

2015-12-16倪培林

江西电力 2015年6期

倪培林

（江西大唐国际抚州发电有限责任公司，江西抚州 344000）

0 引言

国内燃煤电厂均大部分采用燃油作为锅炉点火和锅炉稳燃燃料，以往工程考虑到燃油的价格因素，一般采用重油作为锅炉启动和稳燃燃料，轻油仅用于点燃重油。由于重油点火助燃系统比较复杂，而且重油供不应求，供应渠道没有保障，而且购买不方便，近年来大部分电厂都采用单一品种的燃油，直接用轻油点燃煤粉和助燃，点火和助燃油都采用0 号轻柴油。

近年来随着等离子点火技术和微油点火技术的发展和完善，不少新建火电机组在锅炉上装设了节油点火系统，在机组调试阶段节省了非常可观的燃油数量。国内众多电厂经过几年来的摸索实践，等离子点火装置和微油点火系统已可以用在锅炉低负荷时助燃。江西大唐抚州电厂新建工程，本期建设的2台1 000 MW 等级机组也考虑设置节油点火系统，节省调试和商业运行期间的燃油消耗量。

从安全运行出发，本工程在装设节油点火装置的基础上，适当保留了锅炉燃油系统，但对其容量和数量进行了大幅度优化。

1 燃油种类

点火助燃油系统是燃煤火力发电厂的重要辅助系统，综合考虑来源可靠、价格适中、采购方便、系统简单等几方面因素，江西大唐抚州电厂新建工程选用0号轻柴油。

按照GB 252-2000 的标准，0 号轻柴油的规范如表1。

表1 轻柴油规范

2 主要节油措施

为了节约价格昂贵的点火助燃油，降低电厂运行成本，提高经济效益，本工程从设计上考虑节油措施，为电厂的节油运行提供条件。

2.1 选择适当的油枪出力

锅炉燃烧器布置方式的不同，常规油枪的数量也有所不同。目前国内几大锅炉厂1 000 MW等级锅炉主要以前后墙对冲燃烧和八角切圆燃烧方式为主。抚州工程以燃烧器前后墙对冲布置为例，锅炉共3层煤粉燃烧器，每层煤粉燃烧器的数量为16 个，前墙与后墙各8 个，每个燃烧器设置一只油枪，共48 只油枪。按常规单只油枪出力1.35 t/h，总输入热量为锅炉输入热量的32%BMCR；如果单只油枪出力0.65 t/h，总输入热量为锅炉输入热量的15.6%BMCR。在点火时候投入2～3层32～48只油枪，按常规单只油枪出力1.35 t/h，总输入热量为锅炉输入热量的21.5%～32%B-MCR；启动助燃时投入32 只油枪，总输入热量为锅炉输入热量的21.5%BMCR；低负荷助燃时投入一层16 只油枪，总输入热量为锅炉输入热量的11%BMCR；在燃烧比较稳定的时候也可投入其中一侧墙8只油枪。

按照《火力发电厂设计规程》（DL 5000-2000）的要求，燃用烟煤的锅炉，启动助燃燃油量宜为锅炉最大连续蒸发量工况下输入热量的10%，低负荷稳燃油量宜为锅炉最大连续蒸发量工况下输入热量的5%。但以往工程的实际应用中，因为要考虑到用燃油吹管和调试要求，并且为了可靠，在设计上再加上裕量，往往实际订货的油枪出力大于《火力发电厂设计规程》（DL5000-2000）推荐的出力，油枪总出力一般达到30%～35%锅炉最大连续蒸发量工况下输入热量。造成单只油枪的出力太大，而往往采用进油调节，调节比只有1：1.4左右，一旦投入油枪，消耗的燃油量较大。随着节油运行的推广，国内电厂一般要求锅炉制造厂提供多种规格的油枪雾化片，在完成机组冲管和调试后，多数都把油枪雾化片更换成较小的规格，以节约用油。

本工程推荐锅炉装设节油点火系统，机组的吹管和调试阶段可以采用节油点火系统直接点燃煤粉，出力可以达到20%左右，此时可以投入第二台磨煤机。因此，燃油系统的出力可以不考虑吹管和调试的要求。此外本工程的煤种挥发分较高，着火容易，燃烧稳定性好，因此锅炉的助燃油枪的单枪出力可以选取较小的规格，减少锅炉投油运行时的燃油用量。

由于本工程装设了一层节油点火装置（对应一层燃烧器和一台磨煤机），从系统运行的安全备用性考虑，锅炉其它各层仍考虑保留油枪做为节油点火系统的有效备用，但容量需进行优化设计。对于前后墙对冲燃烧锅炉，锅炉燃烧器层数是3 层，最底层的一侧墙装油枪，另一侧墙装节油点火系统，中间层和最上层的前后墙都装设油枪。在确定油枪出力时，按照稳燃时投入最下一层油枪，稳燃油枪总出力按不小于5%锅炉BMCR 工况下输入热量的原则考虑，保证锅炉稳燃时油枪有足够的出力。如节油点火系统故障，则启动助燃期间3 层油枪需全部投入，总出力是稳燃油枪出力的2.5 倍，最大可以达到12.5%以上锅炉BMCR 工况下输入热量，满足炉膛升温要求。本工程所有油枪均采用同一规格考虑，零部件具有互换性，有利于减少备品备件。

每台锅炉设共40 只油枪（另外每台炉已设8 只节油点火装置），油枪的出力只考虑锅炉启动助燃以及低负荷稳燃需要，单支油枪出力按650 kg/h 设计，启动助燃期间投入2 层前后墙共32 只油枪时，出力相当于锅炉BMCR 工况下输入热量的10.38%，低负荷稳燃投入1 层前后墙16 只油枪，出力相当于锅炉BMCR 工况下输入热量的5.19%，可以满足低负荷稳燃规程要求。推荐油枪的出力和常规油枪的出力的对比见表2。从表中对比可以看出，如果不考虑节油点火系统，所配油枪总出力达到13%BMCR，已大于启动助燃输入热量10%BMCR 的要求，磨煤机投入能达到足够的助燃热量。可见以往锅炉厂配置的油枪出力远大于实际运行所需的容量，虽然可以通过炉前的燃油调节阀进行调整出力，但是雾化系统调节区域有限，而且通过节流方式调节也会增加油泵的电耗。