浅谈某电厂300MW燃煤锅炉富氧燃烧技术的应用

曹胜利，马传岗

（华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103）

浅谈某电厂300MW燃煤锅炉富氧燃烧技术的应用

曹胜利，马传岗

（华电国际十里泉发电厂，山东 枣庄 277103）

某电厂300MW燃煤锅炉通过富氧燃烧改造，降低启动用油，提高煤粉燃尽率，并降低污染物排放，提高机组点火经济性，提升了锅炉效率。

富氧燃烧；节油；环保

0 前言

近些年来能源的日趋紧张以及价格的不断上涨，造成企业的生产成本越来越高。富氧燃烧技术作为一种较新的燃烧节能技术在世界各国蓬勃发展。富氧燃烧是指助燃用的氧化剂中的氧浓度高于普通空气中的氧浓度，从而使燃烧氧化反应更加剧烈。富氧燃烧既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，从而实现煤粉和油能够充分燃烧，减轻对尾部设备和系统的影响，节约点火时燃油消耗和煤粉的消耗，提高机组点火经济性，提高锅炉效率。

1 概况

某电厂#3炉为∏型HG1025-18.2/PM型亚临界压力、自然循环、一次中间再热、固态排渣煤粉锅炉，采用平衡通风、直流式燃烧器、四角切圆燃烧方式。炉膛宽度14048mm，炉膛深度11858mm，在炉膛四角布置了煤粉燃烧器20只，每角5只，布置油燃烧器12只，每角3只，布置二次风口12只，每角3只，布置三次风口8只，每角2只。现DE层油燃烧器已停用，AA层、BC层采用蒸汽雾化油枪装置。

燃油特性如下：

#0轻柴油；粘度（20℃时）：3.0-8.0 mm2/s；凝固点：不高于0℃；闭口闪点：不低于55℃；机械杂质：无；含硫量：不大于1.0%；灰份：不大于0.02% 比重：817 kg/m3；低位发热值Qnet，ar：41800 kJ/kg。

锅炉设计煤种为山西晋中贫煤，实际燃煤质量、性质变化范围较大，煤质分析数据及灰份组成如表1，2009-2011三年的入炉煤年平均统计汇总于表2：

表1

表2 2009-2011年入炉煤统计

制粉系统采用中间储仓式热风送粉系统，每台锅炉配4套制粉系统。每套制粉系统包括钢球磨煤机，给煤机，粗粉分离器，细粉分离器。制粉系统采用DTM350/600型低速筒式磨煤机，额定出力为30t/h，计算出力42t/h。20条给粉机等一次风送粉管道及相应的20只煤粉燃烧器，原设计三层共12支油燃烧器（目前DE层4只已拆除不用）。

2 改造方案

本次改造拟将现有A层微油点火系统改造为富氧点火系统，拆除原有的微油点火系统，换为富氧点火燃烧器及附属系统。

各部分的组成如下：

微油点火系统：小油枪、燃油系统、压缩空气系统、高压助燃风系统、火检冷却风系统；

富氧点火煤粉燃烧器：加氧燃烧器本体、微油燃烧室、氧枪；

控制系统：就地控制柜、壁温监测系统、火检系统；

供氧系统：不锈钢管、电磁气动阀、氧量计、压力变送器等。

3 调试顺序及结果

（1）先投AB层大油枪进行暖炉，投3-4只，着火正常。

（2）富氧点火的油系统开始投用，远方打开#1、#2总油阀，蓄能稳压罐开始进油，油位至高液位时自动关闭#2总油阀，油位连锁工作正常。

（3）逐只投入4只微油枪，着火正常。从观火孔观察，火焰发白，刚性强，亮度高，喷口火焰长，温度高。监测结果如下：

#1 #2 #3 #4火焰温度（℃） 1381 1384 1387 1354

（4）开启供氧系统，对供氧母管路开始供氧。供氧后，火焰强度和亮度明显增强，火焰长度增加2-3米，各角火焰温度如下：

#1 #2 #3 #4火焰温度（℃） 1520 1460 1470 1530

（5）开启给粉机，开始对四角微油枪燃烧器投粉。煤粉为贫煤+烟煤的混合煤粉，挥发分20%左右，投粉后火焰波动小，火焰发红发白，周围部分有轻微发暗现象，火焰长度可抵达锅炉中心燃烧区域，煤粉的燃尽率高。

（6）逐渐加大四角的供氧量，可以看到，火焰着火稳定，火焰发白，周围煤粉不再有发暗现象，火焰长度可抵达锅炉中心燃烧区域，煤粉的燃尽率高，烟囱不冒黑烟。

此时各角的火焰温度、给粉机转速及燃烧器壁温如下：

#1 #2 #3 #4火焰温度（℃） 1501 1468 1478 1512燃烧器壁温（℃） 359 236 353 423

逐渐加大给粉机转速均提高至500 r/min，并调整各角的供氧量，此时各角的火焰温度、给粉机转速及燃烧器壁温如下：

#1 #2 #3 #4火焰温度（℃） 1500 1465 1470 1510燃烧器壁温（℃） 232 246 262 265

各角的煤粉着火情况良好，煤粉的燃尽率高，着火火焰温度高，满足正常点火启动要求。

4 调试小结

从20日02：00开始点火，至22日06：40负荷180MW停油，富氧点火系统投用正常，微油枪着火迅速，投氧投粉后，煤粉能够被充分引燃，可达到炉膛火焰中心区域，能够满足正常的升温升压曲线要求，冷态启动共耗氧43m3，耗油60吨，同比锅炉冷态启动节油率达到80%。

点火初期煤粉为贫煤+烟煤的混煤，挥发分20%左右，中后期为无烟煤+烟煤的混煤，甚至一度为无烟煤，挥发分为10%左右，通过现场观火孔查看，煤粉的燃尽率都很高。期间只投富氧点火时，能够稳定燃烧，满足锅炉的升温升压需求，燃烧器壁温基本维持正常范围内，无结焦现象。

5 建议

通过本次技术改造，验证了[1]采用富氧燃烧技术，可以提高火焰温度、燃烧效率，同时也能减少CO2、SO2的排放。富氧燃烧技术是一种节能的燃烧技术，在目前能源紧张的情况下值得推广。

[1]郑晓峰，冯耀勋，贾明生.富氧燃烧的节能特性及其对环境的影响[J].节能，2006（07）：28-34.

曹胜利（1981—），男，安徽淮北人，本科，工程师，主要从事：火力发电。