气化小油枪和风道燃烧器在350MW贫煤锅炉上点火的应用

杨林

【摘 要】本文介绍气化小油枪燃烧器的工作原理和系统结构，通过详细说明气化小油枪燃烧器和一次风道油燃烧器在许昌龙岗发电有限责任公司350MW贫煤锅炉上的实际应用情况，结果表明该技术应用于电站大型锅炉点火启动能大量节约燃油，经济效益明显。

【关键词】气化小油枪；工作原理；系统结构

0.简介

许昌龙岗发电有限责任公司两台350MW亚临界汽包锅炉，使用的气化小油枪燃烧器和一次风道油燃烧器是大唐节能科技有限公司自主研发，一种新型锅炉启停和稳燃技术。通过专门设计的燃烧器和气化小油枪，使用微量燃油（小于100kg/h）气化燃烧直接点燃大量的煤粉，从而达到锅炉冷炉微油点火、低负荷稳燃的目的，气化小油枪燃烧器的节油率可达90%以上，该技术的使用可以大幅度减少锅炉点火启动和助燃用油，降低电厂生产成本，节油降耗效果显著。

1.气化小油枪点火基本原理

气化小油枪是利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常的燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快，超过声速，中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃煤粉燃烧，从而实现锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。

2.设备及系统简介

许昌龙岗发电有限责任公司1、2号炉为哈尔滨锅炉厂制造的350MW亚临界、一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风、四角切圆燃烧、固态排渣、露天布置、全钢架、全悬吊结构的燃煤汽包锅炉，型号：HG-1172/17.2-PM2。设计煤种为禹州贫煤、启动助燃油为#0轻柴油。一次风道布置有风道燃烧器加热系统，B层燃烧器布置有气化小油枪点火装置。

3.气化小油枪和一次风道燃烧器加热系统

3.1气化小油枪设备和设计参数

#1、2炉设计时就将锅炉原B磨煤机对应的共4只煤粉燃烧器拆除，改造为装有两支气化小油枪（2×100kg/h）点火的摆动式内浓外淡式煤粉燃烧器。包括：4只主煤粉燃烧器；8支气化小油枪；压缩空气系统、油系统；高压助燃风系统；锅炉冷炉启动风道燃烧器；气化小油枪图像火检；燃烧器壁温监测及少油点火控制系统等。

设计主要参数：

燃烧器结构：喷口为摆动式结构，摆动角度与原来相同

油压：0.5～0.7MPa

单角油枪出力：2×100kg/h（油量可调）

压缩空气压力：>0.4MPa

压缩空气流量：2×0.8Nm3/min左右（单角）

油枪高压风压力：1500Pa左右

油枪高压风流量：700-900Nm3/h左右

气化油枪燃烧火焰中心温度：1500℃

送粉及燃烧系统：一次风风速：20～30m/s

可点燃煤粉量：2～15t/h

燃烧器壁温：燃烧器壁温不超过500℃

3.2一次风道油燃烧器加热系统

在离B磨煤机较近的A侧热一次风道内布置一只机械雾化小油枪，利用油枪燃烧的高温火加热一次风，实现冷炉启动磨煤机的目的。油枪入口管道上装有油量计、双筒过滤器，每台炉布置一只油枪，一套控制系统，油枪布置在热一次风道处：距制粉系统热风联络母管应有足够的距离（≮8m），油枪火焰的中心处于风道截面中间部位，油枪杆、点火枪杆、火检等插入点与外界应密封良好。

风道油燃烧器加热系统设计参数：

设计温升：190℃

加热风量：80t/h

风道燃烧器油枪油压：3.1MPa

风道燃烧器油枪出力：150-200kg/h

吹扫压缩空气压力：>0.50Mpa

雾化方式：机械雾化

4.气化小油枪的运行方式

4.1冷炉启动

在燃烧器管理系统（BMS）逻辑中，增加“少油点火模式”和“正常运行模式”的切换。选择“少油点火模式”时，B燃烧器气化小油枪已投运，B磨煤机的启动点火能量满足，B层燃烧器实现少油点火燃烧器功能。

a）机组启动前，将AA2层对角两支2.4t/h的大油枪雾化片，更换为0.5t/h的雾化片，作为并网后的助燃油枪。

b）机组启动前对气化小油枪系统的蓄能罐进行清理，确保气化小油枪喷油正常。

c）开启B磨煤机热一次风调整门80%以上，混合一次风门50%以上，启动一次风机和投入热一次风道燃烧器运行，B磨煤机开始暖磨。

d）选择“少油点火模式”，投入B燃烧器四个角的8支气化小油枪。

e）待B磨煤机入口一次风温大于100℃，磨煤机出口达到70℃以上，维持B磨煤机一次风量46 t/h，出口粉管一次风速20m/s左右，最小煤量启动B给煤机。

f）观察B层气化小油枪燃烧情况，调整一次风量、周界风门开度，确定合理的一次风量及风门开度。随着炉膛温度升高B燃烧器气化小油枪点燃煤粉燃烧的加强，四角各退出一支气化小油枪备用。

g）空预器出口热一次温度到130℃，退出热一次风道燃烧器运行。

h）机组并网后为了防止B磨煤机发生故障造成机组非停，增投AA2层对角两支大油枪（单支油量0.5t/h）。

i）B制粉系统出力达70%以上，投入A磨煤机运行。

j）机组运行负荷达到180MW，超过锅炉最低稳燃负荷时，退出AA2层对角两支大油枪，退出“少油点火模式”，逐步停用4支气化小油枪，锅炉转入正常运行。

4.2低负荷稳燃

锅炉在低负荷需要投油助燃的条件下，无需进入“少油点火模式”，直接投入A层燃烧器8支气化小油枪助燃，作为助燃油枪投入即可。

4.3停炉

机组在滑停助燃并带负荷降到180 MW时，选择“少油点火模式”运行，投入B层燃烧器8支气化小油枪助燃，按规程要求平稳降温、降负荷，B制粉系统出力最后再降低。当机组负荷降至0MW，机组解列后，气化小油枪熄火锅炉停炉。

5.经济效益分析

以2012年3月5日#1炉冷态启动为例。

02：00#1号炉投入气化小油枪锅炉点火。

02：55投入#1号炉一次风道油燃烧器。

04：10B磨煤机出口温度到达70℃，启动B给煤机维持最低煤量10t/h，就地通过观火孔观察投煤后煤粉能顺利点燃，火焰明亮，燃烧器喷口火焰温度始终保持在较高温度燃烧稳定。

04：10就地确认A燃烧器煤粉燃烧充分后，四角各退出一支气化小油枪。

06：05空预器出口热一次风温达到140℃时停运一次风道油燃烧器。

09：49发电机并网，增投AA2层1、3角两支0.5t/h的大油枪助燃。

12：02机组负荷180MW，逐步退出AA2层两支大油枪。

13：00机组负荷200MW，退出所有气化小油枪。

本次冷态启动使用气化小油枪点燃煤粉，完全满足锅炉冷态启动中升温、升压、升负荷的需要。锅炉冷态启动从点火到退出全部油枪，共耗时11小时，共耗燃油9.48吨。根据350MW锅炉冷态启动经验，如果采用大油枪启动，需投入3支以上的大油枪进行锅炉点火，冷态启动燃油为80吨左右，机组本次冷态启动节油率约为88%左右。

经济效益计算：节约燃油=7.2t/h×11h-9.48t=69.72t；节油率=69.72t/79.2t=88%；少油点火节油折合人民币=69.72t×8200元/t=57.17万元；比大油枪多燃煤折合人民币=150t×850t/元=12.75万元；经济效益=57.17-12.75=44.42万元

6.结论

本文所述的350MW亚临界汽包贫煤锅炉冷态启动时利用气化小油枪燃烧器和一次风道油燃烧器点火技术直接点燃煤粉，完全能够满足锅炉冷态启动中升温、升压、升负荷的需要，启动过程顺利，与使用大油枪启动耗油量相比节约燃油达88%，为公司节约了大量燃油，创造了很好的经济效益。

【参考文献】

[1]沈明德，颜祝明.微油点火稳燃技术在600MW超临界机组上的应用[J].广东电力，2008，21（1）.

[2]王志飞，刘为民.气化微油点火技术在600MW四角切圆燃烧锅炉上的应用[J].浙江电力，2007，4：24～26.