一次风道加热装置在锅炉点火中的应用

申志丹

（山西临汾热电有限公司，山西 临汾 041000）

0 引言

目前，在火电厂锅炉点火过程中，为降低启动燃油消耗，加快启动速度，微油点火方式在机组启动过程中被广泛应用，但微油点火在点火初期由于炉温低等原因，在煤粉投入后无法正常着火，造成锅炉燃烧不稳，甚至出现爆燃现象，严重影响机组启动中的安全运行。为此，快速提高煤粉温度是解决锅炉微油点火初期燃烧不稳的有效途径。一次风道加热装置在点火初期可快速提高磨煤机出口风温，保证锅炉燃烧稳定。

1 设备概况

山西临汾热电有限公司锅炉燃烧器中共布置有4 层16 个油燃烧器（即下组布置3 层A/AB/BC，上组布置1 层DE）。其中，A 层燃烧器采用少油点火燃烧器，油枪停运时，这些喷口作为二次风喷口使用，少油点火燃烧器油枪为压缩空气雾化油枪，其余油枪为机械雾化油枪，燃料为0号轻柴油。油燃烧器供锅炉启动及低负荷稳燃用。整个燃烧器的点火，采用两级点火方式。先用高能点火器点燃油燃烧器，再用油燃烧器点燃一次风煤粉燃烧器。油燃烧器的总输入热量约为锅炉最大连续出力的30%。油枪停运时应后退400 mm，油枪的进退由气动执行器带动完成。

2 机组启动中存在的问题分析

目前，大多数机组中基本采用大油枪配少油点火方式，即点火初期先用1~2 支大油枪预热，炉温升高后，再投入小油枪暖磨，在磨煤机出口风温符合启动条件后，再启动磨煤机运行，但由于受磨煤机出口风温的限制，磨煤机无法正常启动，或启动后磨煤机出口温度无法正常维持，锅炉燃烧不稳定，大油枪无法及时退出运行。在系统改造前磨煤机出口温度从初始温度25 ℃升至75 ℃，约需要2 h，用油量明显偏高，启动用油基本为20~25 t。

3 改造方案

3.1 改造方案简介及主要技术参数

在锅炉一侧热一次风道母管上加装1 个风道燃烧器，通过燃油产生的热量对一次风进行加热。风道加热系统包括风道燃烧器系统、燃油及压缩空气吹扫系统、控制系统等，其布置方式如图1 所示。

图1 风道加热系统布置方式图（mm）

风道油加热系统设计参数如下：加热后一次风温≥200 ℃；加热风量＞100 t/h；风道燃烧器油枪油压为2.5~3.1 MPa；风道燃烧器油枪出力为200 kg/h 左右；吹扫压缩空气压力为0.5 MPa；油枪雾化方式为机械雾化。

3.2 燃油式风道加热装置油枪工作原理

为了使燃油式风道加热装置简单可靠，一套风道燃烧器内布置2 支雾化油枪（一运一备），油枪采用简单机械雾化方式，其工作原理是：燃油经带压油枪分油盘上进油孔汇合到对应的环行槽中，再经旋流片上切向槽切向流入旋流室产生强烈旋流，最后进入雾化片，经雾化片中心孔射出，形成一个由液滴组成的中空圆锥形雾化气流。油流刚出喷口时形成湍流状态的油膜，因湍流脉动使锥形油膜表面形成高低不平的波纹。油膜与外界气体间有较大相对运动速度与接触表面，使油膜能克服表面张力而破碎成细油滴形成油雾。此种方式油枪结构简单、不易堵塞、运行稳定性强，能够保持风道燃烧加热系统的可靠运行。

3.3 燃油式风道加热器与传统蒸汽热风加热的比较

目前，大部分电厂在微油点火阶段采用传统式辅助蒸汽加热暖风器，暖风器加热一次风，从而保证磨煤机出口温度升高，达到启磨条件。但从蒸汽式暖风器投运过程中磨煤机升温曲线分析，从蒸汽式暖风器投入至磨煤机出口温度到75 ℃，需时2 h 左右，而燃油式风道加热器从风道加热器油枪投入到磨煤机出口温度至75 ℃，需时15 min即可进行磨煤机启动投粉。

4 燃油式风道加热器启动应用情况分析

通过机组利用燃油式风道加热器几次情况比较分析，针对原来蒸汽式加一次风加热，主要表现有以下几方面优点。

4.1 启动速度快

风道加热器改造后，从实际运行情况分析，从锅炉一次风机启动后，具备加热器投运条件到磨煤机出口温度升至80 ℃，具备启磨条件，用时基本在15~20 min，大大缩短了暖磨时间，在锅炉燃烧稳定的情况下，可以撤出部分或全部大油枪，并且在煤粉投入后，在煤质发热量能保持在18.81 MJ/kg、挥发分为30%左右时，升温升压速度明显较纯油模式下提高快。

4.2 调整比较灵活

调整灵活主要表现在磨煤机出口温度可灵活调整。风道加热运行状态下，随着炉膛温度的提高，磨煤机温度继续升高后，可通过适当掺配冷风进行调节，如冷风无法控制，远方可通过风加热器油角阀直接停运风道加热器，并通过对磨煤机出口温度的监视，随时再投入风道加热器运行。

4.3 稳燃节油效果好

一方面，风道加热器运行方式可保持较高的磨煤机出口温度，通常在95~100 ℃，对低负荷燃烧比较有利；另一方面，一次风温的提高可使着火提前，煤粉燃尽率较高，相对着火也比较稳定。因此，在少油点火模式下运行，4 支小油枪最大用油量为500 kg/h，仅为一支大油枪的1/3，用油量明显减少，通常全程应用少油点火方式，从点火到油枪全撤，用油量通常为8~10 t 左右，用油量为原来的50%左右。

5 结束语

通过机组启动过程中投运情况可以看出，燃油式风道加热装置运行稳定，一次风加热效果好，设备系统故障率较低，系统可靠。通过投运燃油式风道加热装置，能够在机组启动后可限时启动磨煤机，投入制粉系统运行，配合微油点火系统使用，能够大量节约锅炉启动用油；同时，由于不用投运大油枪暖炉，避免了投运大油枪造成除尘装置无法投运的问题，还有良好的环保效益。燃油式风道加热装置在机组节油降耗与启动稳定方面具有广阔的推广前景。