微油点火低氮燃烧器在火力发电厂的应用

2018-03-23杨岗等

电子技术与软件工程 2018年4期

杨岗等

摘要微油点火低氮燃烧技术应用宽泛，文中基于微油点火理论，对A火力发电厂进行改造设计，重点阐述了微油点火技术改造的设计原则，同时提出改造设计方案，改造内容主要包括：微油系统中的零部件，逻辑保护控制系统等，改造的微油点火技术是火力电厂以煤代油节油技术改造的首选方法。

【关键词】微油点火低氮燃烧器火电厂设计实施

1 微油点火理论分析

微油点火技术的工作原理依据油煤粉点燃方法，其中工作原理主要包括：小油枪投油稳燃原理、微油燃烧器工作原理和微油燃烧器直接点燃煤粉，其中应用最为宽泛的是微油燃烧器燃烧技术。其工作原理主要是通过特殊手段把燃烧用油进行搅拌，当燃油被搅拌成碎状时再开始燃烧，燃烧过程中散发的热量用来加热煤粉，通过加热气化很快蒸发，将微油油枪通过燃烧变成气体燃料，进而提高燃烧效率，同时保障燃烧温度。因为火焰通过气化作用下不仅富有强烈的刚性，温度更是达到1500～2000℃，所以说通过煤粉燃烧器直接引燃煤粉后进而开启锅炉冷态模式以及低负荷工况下稳燃。

2 油点火技术在某火电厂的设计实施

2.1 微油点火技术改造的设计原则

微油点火技术在进行改造过程中需要遵守下列几点原则：

（1）如果将燃烧器设计成为内燃式燃火方式，需要将煤粉在高温度火焰中进行引燃，随后利用煤粉的火焰传播特征，将余下煤粉进行引燃。

（2）要保证在工作运行状态中的稳定安全，杜绝爆炸及二次燃烧、工作运行过程中各项标准符合启动曲线的使用要求。

（3）在正常工作过程中的燃烧不会因为任务因素而受到影响，不会因此出现结渣现象、高温现象等，更不会造成NOx排放量的增加。

2.2 微油点火技术改造的设计方案

通过对A发电厂之前的燃烧数据和热力性能的分析，并通过认真核实计算后，得出A发电厂当前工作过程中有四个位置都有安装旋流燃烧器的出口，这是因为燃烧器的一次风粉混合物在出口经过局部浓缩形成产生的，最后通过轴向的运行方法旋转式排入锅炉内。对燃烧器进行改造设计后为了符合燃烧过程中的稳定性以及燃烧效率，烟气中的NOx排放含量具体改造设计方案：没有改造前的燃烧器风筒以及一次风粉在进行改造后被取消，一次风管的内径通过改造设计后尺寸也进行了相对应的缩小。利用弯头将风管与D层燃烧平台上的燃烧器连接在一起，其它燃烧装置被安置在其它一次风管道里面。

2.3 燃油系统的设计

进行改造的A火力发电厂微油燃烧系统中涉及到的零部件主要包括：燃烧系统中的过滤装置、油系统所需的截止阀和球形阀门、系统油管路、高压耐燃油金属软管、微油燃烧器等。

微油系统中的燃油来源主要是通过其中锅炉供油母管输送，分别流经球形阀、调节手动门、过滤装置、微油流量测量装置后，运回到D层微油燃烧器控制界面，之后变成微油系统的燃油母管。通过不锈钢管道将微油燃油母管与D层的5支微油燃烧器连接到一起，随后利用金属软管与气化微油油枪连接，由此，燃油通过压缩空气随即雾化喷出并发生引燃后，刹时可以排放出1800℃的高温火焰。为了保证管道内清洁，当管路安装完成时对其进行打扫干净。对于管道中的缝隙连接处利用氩弧焊进行焊接；当对油管道进行安装完毕后，需要进行测试，测试过程中采用密闭性压力测试方法，合格标准符合油系统压力数值范围在6.0MPa，-O.5MPa/min之间。测试实验完成之后，检测油管是否干净，随后才可和微油燃烧器油枪连接。

2.4 微油点火控制系统设计

2.4.1 微油点火控制的逻辑保护

逻辑控制系统中的保护装置由于燃烧器的改造也要进行相应的改造，主要对以下内容进行改造处置：一次风煤粉运送系统、微油系统、雾化吹扫的压缩空气系统、锅炉的MFT保护、磨煤机保护跳闸等控制。系统所包含的控制程序、热控信号等都要综合到DCS主机操作平台进行操作处理。对控制系统进行改造之后，DCS中可以实现系统中的任何操作与控制。系统中设计的“微油模式”主要是为了保护微油系统中的操作控制，“微油模式”可以在实际运转过程中对系统中任何工作状态进行各种控制操作及控制转换，其表现形式如下：

“微油模式”控制平台主要用来保护锅炉系统中和微油相关的逻辑保护，进而达到微油装置在启动后的安全工作状态。当退出“微油模式”时，预示着关闭了系统中各种逻辑控制工作，进而控制系统运行状态回到之前工作的状态。“微油模式”设计方式对系统中各个机组运行状态起到保护作用，也可以保障机组负荷大于是MW时，可回到初始的逻辑保护状态下。以上两种运行状态都可以使控制机组在完全有逻辑保护下进行安全运行。

2.4.2 就地点火控制系统的主要功能

在D层的燃烧平台上安装一个可以点燃微油系统起火装置的控制箱，进而可以实现点火开关控制。点火开关通过总控制室的DCS平台输送到总控制中心，总控制中心收到相关命令来操作微油点火系统主要设备的就地控制，达成了微油点火系统的自动化控制。其中涉及到的控制功能包括：

（1）油枪的点火启动模式以及关停模式都可以利用D层微油平台得以实现。

（2）还可以接收DCS发出的停火命令、远程控制切换等其它控制命令。

（3）可以收到DCS的命令，实现自动远程控制点火功能、熄火命令、燃油吹扫阀的开关功能、燃油雾化阀的开关功能以及操控点打枪推进器进退命令。

参考文献

[1]方磊，陶军，李剑，李凤瑞，郑建平.双调风旋流燃燒器的微油点火技术改造[J]. 浙江电力，2008，27（06）：24-26.

[2]郝剑，彰金宝，邵建林，谢占军.双尺度低氮燃烧器在三菱1175t/h锅炉的应用[J].华北电力技术，2014（01）：40-43.

[3]陈建.亚临界自然循环燃煤锅炉启动系统的改造[J].宁夏电力，2011（01）：53-56.

作者简介

杨岗（1982-），男，江苏省徐州市人。硕士学位。中级工程师。主要研究方向为燃烧器低氮燃烧控制。

孙建强（1989-），男，江苏省徐州市人。学士学位。中级工程师。主要研究方向为燃烧器低氮燃烧控制。