汕尾电厂气化微油点火技术节能改造的应用

赵 健

（广州瑞明电力股份有限公司，广州 510700）

汕尾电厂气化微油点火技术节能改造的应用

赵 健

（广州瑞明电力股份有限公司，广州 510700）

我国是一个石油消耗和进口大国，国家鼓励推广节油和以煤代油技术。汕尾电厂2×600 MW超临界机组采用传统的轻柴油点火和低负荷投油助燃技术，这种方式需要耗用大量的柴油，随着国际油价不断攀升，给电厂带来很大的经济压力，也不符合国家节约能源的基本国策。冷炉启动初期由于电除尘不能及时投入而造成烟尘对环境的污染，为此，汕尾电厂对点火系统进行改造，采用气化微油点火技术，节约能源，取得了巨大的经济效益，同时也降低了污染，保护了电厂周边的生态环境。

1 设备概况

广东汕尾红海湾发电有限公司1、2号机组锅炉采用单炉膛，∏型布置，平衡通风，一次中间再热，前后墙对冲燃烧，尾部双烟道，再热汽温采用烟气挡板调节，复合变压运行，超临界本生直流炉。电厂燃煤设计煤种为神府东胜煤，校核煤种为晋北烟煤。锅炉设计参数见表1，煤质参数见表2。成。在负荷≥28%B⁃MCR后，直流运行，一次上升，启动分离器入口具有一定的过热度。

表1 锅炉的参数表

表2 煤质参数表

燃烧器采用前后墙对冲分级燃烧技术。在炉膛前后墙各分3层布置低NOx旋流式HT⁃NR3煤粉燃烧器，每层布置6只燃烧器，全炉共设有36只燃烧器。在最上层燃烧器的上部布置了燃尽风喷口（AAP）。其中锅炉前墙中、下层和锅炉后墙中层共装有18只启动油枪用于暖炉和低负荷稳燃，单只油枪出力是2.2 t/h，前墙中层作为备用，用于启动和维持低负荷热量提供。油枪总输入热量相当于30%B⁃MCR锅炉负荷。

制粉系统：采用中速磨直吹式制粉系统。配6台HP型磨煤机和6台电子称重给煤机。煤粉细度的设计值R90为25%。

给水系统：机组配置2×50%B⁃MCR调速汽动给水泵和1台30%B⁃MCR容量的电动调速给水泵。电动给水泵参数：流量586 t/h，扬程3 196 m，出水压力29.51 MPa。电动给水泵电动机额定电压6 000 V，额定电流910 A，额定功率8 200 kW，转速1 490 r/min。

汽轮机旁路系统：按40%B⁃MCR容量的启动旁路考虑。

2 微油系统设备概况

汕尾电厂1号炉改造方案为将后墙下层燃烧器（A1～A6）改造成气化微油点火煤粉燃烧器。微油点火燃烧器既作为冷炉点火燃烧器，又作为主燃烧器使用。

微油点火系统主要包括3部分，其中气化微油点火系统由燃油、压缩空气、燃烧器、助燃风、壁温监测、火检系统等组成；一次风加热系统由暖风器、风门、支吊架等组成；控制系统对点火系统和制粉系统进行控制，保证锅炉安全、稳定、可靠运行。气化微油点火方式下燃烧器主要设计参数见表3。

表3 气化微油点火方式下燃烧器主要设计参数

气化微油点火油系统的设计参数如下：最低工作油压0.5 MPa；最高工作油压2.5 MPa；消耗量（单支油枪）40～60 kg/h。

暖风器设计参数如下：空气进/出口温度20℃/150℃；空气进/出口压力阻力小于300 Pa；空气流量80 t/h；蒸汽进口温度300℃；蒸汽进口压力1.0 Mpa；蒸汽耗汽量4 800 kg/h。

微油燃烧器由弯头、油燃烧室、煤粉一级燃烧室、煤粉二级燃烧室，煤粉三级燃烧室等组成；图1为气化微油煤粉燃烧器结构示意图。

图1 气化微油煤粉燃烧器结构示意图

图2为微油及暖风器系统图。

图2 微油及暖风器系统

3 试运行情况

2007年5月16日，系统吹扫和系统漏点检查试验完成后，根据“二十五项反措”要求进行每个微油枪的燃油雾化试验，发现微油枪在压力大于0.8 MPa以上即可雾化，但在1.2～1.5 MPa之间雾化效果比较好，此时压缩空气压力控制在0.25 MPa左右，建议正常运行期间每个微油枪前压缩空气手动门的开度调好后保持不变，燃油压力控制在1.2～1.5 MPa之间。

2007年5月17日，为了确保下一步工作的顺利开展，微油枪雾化试验结束后，对微油枪进行试点火，每个微油枪均能正常点燃。图3为单独点燃微油枪从看火孔拍摄的图片。

图3 单独点燃微油枪

2007年5月19日，1号炉首次点火，煤粉点燃正常，炉膛负压稳定。A磨煤机给煤量小于27 t/h时，从火焰电视上看，炉膛火焰比较暗，这主要是由于点火初期炉膛温度比较低，炉内黑烟比较多，影响火焰探头获取的图像效果，从现场的观火孔看，燃烧器喷口出火焰呈桔红色，燃烧比较稳定。当A磨煤机给煤量增至35 t/h以上时，从火焰电视上可以看到明亮的火焰（见图4）。

图4 炉膛火焰情况

点火80 min后，锅炉中间点温度升高了125℃，压力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min，符合运行规程中规定的标准：温升不大于2℃/min。

从电除尘一电场下取飞灰进行分析，点火初期飞灰含碳量在25%～30%；当给煤量大于25 t/h后，飞灰含碳量在15%以下；当2台磨煤机运行后飞灰含碳量在6%～8%。燃尽率比较好。

当A磨煤机给煤量大于34 t/h后，启动C磨煤机，C磨煤机能够正常被点燃，火检返回正常，而且炉膛负压在正常范围内波动，波动幅度不超过200 Pa。

从运行过程参数看，A磨煤机的最大给煤量应控制在42 t/h以下，最小出力应该不低于15 t/h（主要是根据火检强度和磨煤机的运行电流确定）。

2台磨煤机运行能够满足机组冲转要求，2007年5月20日，1号机组首次利用微油系统直接引燃煤粉来达到冲转参数，冲转参数见表4。

4 性能试验

4.1 气化微油燃烧器引燃煤粉性能试验

通过1号机组的几次点火证实，气化微油燃烧器能够直接引燃煤粉，炉膛负压在正常范围内波动，尾部烟道、干除灰系统、制粉系统未发生过自燃现象。当A磨煤机给煤量大于34 t/h后，启动C磨煤机，C磨煤机能够正常被点燃，火检返回正常状态，而且炉膛负压在正常范围内波动，波动幅度不超过200 Pa。

4.2“微油模式”下煤粉燃烧情况分析

在“微油模式”下直接投入煤粉，锅炉各运行参数正常，从电除尘一电场下取飞灰进行分析，点火初期飞灰含碳量在25%～30%；当给煤量大于25 t/h后，飞灰含碳量在15%以下；当2台磨煤机运行后飞灰含碳量在6%～8%。燃尽率比较好。

4.3 燃烧器的安全性能测试

微油燃烧器设计温度是500℃。在微油枪单独运行的情况下，燃烧器壁温度最高达300℃，在设计范围内；当投入煤粉后，燃烧器壁温度在50～100℃，能够长期稳定运行。因此为了保护微油燃烧器，建议不要在只投微油枪的情况下长期运行。

4.4 锅炉的升温升压测试

点火80 min后，锅炉中间点温度升高了125℃，压力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min。符合运行规程中规定的标准：温升不大于2℃/min。即利用微油燃烧器直接引燃煤粉能够满足锅炉的升温升压曲线要求。

4.5“微油模式”下逻辑保护的可靠性

经过几次点火启动证实，“微油模式”下逻辑保护比较可靠，没有发生异常保护误动，也没有因为逻辑问题引发设备故障。

4.6 气化微油燃烧器作为主燃烧器的性能测试

在机组整套启动过程中，微油燃烧器作为主燃烧器运行能够满足机组带额定负荷稳定运行、升降负荷的要求，炉膛负压、排烟温度、过热器和再热器减温水在正常范围内。

5 效益分析

5.1 经济效益

汕尾电厂1、2号炉成功应用气化微油点火技术实现了冷炉启动，为电厂节约了大量燃油，创造了巨大的经济效益。与未实施微油改造锅炉启动相比，经济效益非常明显。以2号炉吹管为例，具体分析其经济效益，见表5。微油系统油管路及微油燃烧器分别如图5、图6所示。

表5 经济效益分析

图5 微油系统油管路

图6 微油燃烧器

表6为按照机组各项启动曲线及考虑机组实际情况，微油改造前后机组估计启动用油量比较及节约费用（不考虑启动锅炉用油、不考虑过程中出现缺陷耽搁时间的油量消耗）。

表7为按照机组各停运曲线及考虑机组实际情况，微油改造前后机组估计停运用油量及节约费用比较（不考虑启动锅炉用油、不考虑过程中出现缺陷耽搁时间的油量消耗）。

表6 改造前后机组启动用油量比较及节约费用

表7 微油改造前后机组估计停运用油量及节约费用比较

考虑机组大、小修及非计划停运次数，按照2008年红海湾电厂上报计划：2号机组1次小修，1号机组2次小修，2008年1、2号机组非计划停运为10次（考虑到新机组的情况），每次非计划停运均按照热态或极热态启动考虑，不考虑其他非正常因素影响，和微油改造前比较，全年机组可以节省燃油1 125.7 t，节省费用342.3万元。

5.2 环保效益

采用气化微油点火技术启动锅炉，由于微油点火煤粉燃尽率高，锅炉启动初期即可投入电除尘，取得了很好的环保效益。按照常规的运行方式，机组在低负荷运行时，锅炉必须油煤混烧，避免未燃尽的油滴粘污电极，锅炉电除尘器无法正常投入，大量烟尘直接排放到大气中，给环境带来严重的污染，同时烟气中的粉尘会对锅炉引风机叶片造成磨损，这些均给电厂带来间接的经济损失。而采用气化微油点火方式启动锅炉，启动初期煤粉燃尽率高，能有效控制锅炉冷炉点火初期冒黑烟现象，大大减少粉尘的排放。另外，由于油枪油量小且气化燃烧完全，启动初期即可投入电除尘，解决了投大油枪时烟囱“冒黑烟”的问题，有效降低了锅炉启动初期的污染物排放，避免了对环境污染，给电厂带来显著的环保效益和社会效益。

Shanwei powerplant micro⁃oil gasification ignition technological transformation

ZHAO Jian
（Guangzhou Ruiming Power Stock Co.Ltd.,Guangzhou 510700,China）

1009-1831（2012）02-0037-04

F407.61；TK018

E

2011-10-14

（

孙 晶）