煤粉锅炉冷态启动深度节油技术的探索与应用

谢风林

摘   要：近年来，机组调峰启停次数增加，燃烧用油已成为火力发电厂一笔很大的开支，节约锅炉启动耗油已成为节能降耗的重要课题之一。针对某电厂节油点火小油枪不能高效利用的问题，提出锅炉冷态启动深度节油技术方案，从系统改造、升炉操作方面进行优化改进，深度挖掘节油潜能，节油效果显著。

关键词：小油枪  深度节油  冷态启动  以煤代油

中图分类号：TM621.2                             文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0141-03

1  立项背景

采用大油枪（1t/h）作为点火燃烧器用，油枪火焰与煤粉气流距离大，二者直接混合效果差，在锅炉启动及低负荷期间，需消耗大量的燃油来点火、助燃，才能达到点火及稳燃的效果，造成启动耗油量大。某电厂已于2011年将#3、4炉下层4支大油枪改造为气化小油枪，出力为0.09t/h，作为点火燃烧器和主燃烧器使用。但由于小油枪易堵塞、漏油、无火检、油压波动等因素，在锅炉冷态启动中，小油枪的使用受到限制，未能充分发挥节能作用。

以下是近几年#3、4炉启动用油统计情况。

由表1、表2数据得知，#3炉的平均启动耗油为30.6T，#4炉的平均启动耗油为34.2T。经了解，2015—2018年，#3、4炉启动中，受堵塞、漏油、无火检、油压波动等因素影响，小油枪均未投入使用，从而导致启动耗油居高不下。

2  技术方案

2.1 小油枪系统优化改造

优化改造前，如图1所示，该系统存在以下问题：

（1）助燃风取自热风箱：压力偏低，小油枪冷却效果差，容易造成回火，烧损小油枪。

（2）小油枪点火枪无推进器：点火枪固定在燃烧套筒内，容易烧损。

储能稳压罐：油罐充油时油压波动大，容易造成大油枪熄火。

针对以上问题，对系统进行优化改造，如图2所示。

（1）将小油枪助燃风改为取自送风机出口管道，风压提高，提高冷却效果。

（2）小油枪点火枪加装推进器，小油枪点着火后，点火枪退出，防止烧坏。

（3）取消储能稳压罐，避免油罐充油时引起燃油压力波动，影响大小油枪的正常投运。

2.2 改良小油枪的使用办法

（1）稳定仪用压缩空气压力。

提前增启一台仪用空压机，稳定仪用压缩空气压力在0.6～0.7MPa。大油枪在升炉过程中用气量大，导致仪用压缩空气压力下降。因此提前增启一台仪用空压机稳定压力，保证大小油枪的正常使用。

（2）提前试运小油枪。

提前进行小油枪试运，确保各角小油枪推进器、点火器、电磁阀动作正常，并为故障设备争取更多的消缺时间，及早投入小油枪运行。

（3）调整一次风压。

调整一次风压，保证一次风速18m/s，其他一次风门关闭，炉膛压力保护投入。点着火后适当调整风压，使小油枪火焰明亮、形状规则。

（4）优化点火操作。

点火步骤：推进点火枪→打火→开雾化阀→开油阀→退出点火枪。点火时必须就地观察，若无火检，逻辑保护关油阀，则适当关小一次风门，重新点火，直至小油枪点着火。为防止小油枪堵塞，小油枪停运后应保持吹扫阀一直打开，直至下次开停机小油枪投运前关闭。小油枪运行期间未达脱油条件时始终保持一支大油枪运行，避免小油枪因运行不稳定导致对应给粉机煤粉着火不完全。

（5）优化投粉操作。

只有上层大油枪升炉的情况下，投粉顺序为：上层给粉机→中层给粉机→下层给粉机。其中下层给粉机的投运条件为：炉膛出口温度380℃，热风温度180℃。在不使用小油枪升炉的情况下，基本都是冲转并网之后才开始投入第一台给粉机运行，投粉时间相对滞后，如图3所示。

小油枪布置在下层火嘴的中间，可以直接点着煤粉，实现提前投粉，以煤代油。使用小油枪升炉时，优化投粉顺序：下层给粉机→中层给粉机→上层给粉机。优化下层给粉机的投粉条件：炉膛出口温度280℃，热风温度120℃。上层给粉机投运时炉膛出口温度仍须达320℃以上为宜。

使用小油枪升炉的情况下，在冲转前就可连续投入多台给粉机运行。如图4所示，第一台给粉机投运时，炉膛出口温度280℃，热风温度126℃。冲转前已投入4台给粉机，实现提前投粉，以煤代油，有效降低锅炉启动耗油量。

2.3 制定冷态升炉油耗控制方案

不使用小油枪，点火升炉至少需要投入3～4支大油枪运行，而且投粉、脱油时间滞后，启动油耗基本在33T以上。小油枪升炉深度节油技术的应用，可减少大油枪的投运数量，并能提前投粉，及早稳定燃烧，提前脱油运行。在冷态启动中，通过精准控制各阶段油耗，能有效降低机组启动用油。

（1）小油枪投粉前的油耗指标控制。

投粉前，控制温升曲线，尽快投入两只大油枪，试点四角小油枪，并投入运行。直至炉膛出口温度达280℃且热风温度达120℃，可投粉（下层给粉机）。考虑此过程需试运所有油枪、大油枪切换，建议用时2h，油耗5T。

（2）小油枪投粉后至冲转前的油耗指标控制。

达投粉条件后，尽量投入三台以上小油枪对应下层给粉机运行，视情况调整给粉机转速或增投对应大油枪的中层给粉机，稳定参数，准备冲转。此过程考虑操作调整比较多，以稳定、可控、安全为主，建议用时2h，油耗5T。

（3）冲转过程的油耗指标控制。

此阶段主要保持参数稳定，顺利冲转、暖机。建议用时1.5h，油耗3.5T。

（4）并网后的油耗指标控制。

并网后及时增投给粉机，保持参数稳定，逐步退出大油枪，50MW后退出所有油枪运行。此过程关键是，在保证汽机胀差、蒸汽温度可控的情况下，尽快增投给粉机，及早稳定燃烧，退出油枪。此过程建议用时1.5h，油耗3T。

该油耗控制方案的总油耗指标为16.5T。此油耗控制量是以有两支及以上小油枪可用为前提，若四支小油枪均可用，油耗还可进一步降低。

深度节油技术在2018年10月9日#4炉冷态启动中，得到很好的应用，节油效果明显。此次启动，严格按照小油枪冷态升炉油耗控制方案执行，如表3所示。各阶段油耗可控，启动油耗14.8T，节油率达55%。

3  应用成果

2018年7月份以来，锅炉冷态启动深度节油技术在#3、4炉冷态启动中的应用，有效降低了锅炉启动油耗，如表4所示。#3炉的平均油耗为19.2T，#4爐平均油耗16.4T。对比近几年来的统计数据，#3炉的节油率达37%，#4炉的节油率高达52%。锅炉冷态启动深度节油技术的成功应用，节油效果显著，有效降低电厂机组启动的成本支出，提高经济效益。

参考文献

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[2] 王尚禹，郭旗，毛丽姝.小油点火系统运行及故障分析[J].电力技术探讨，2014（9）：261-262.

[3] 贾宏禄.350MW机组冷态启动以煤代油的试验[J].发电设备，2008（2）：137-139，142.