1 175t/h锅炉微油点火改造系统优化及完善

郝 剑，王光艳，彰金宝

（1.三河发电有限责任公司，河北三河 065201；2.哈尔滨电力职业技术学院，哈尔滨 150030）

电站锅炉作为二次能源转换的重要设备，在降低能源消耗方面存在着巨大潜力。随着技术的不断发展，电站锅炉的启动点火出现了等离子无油点火和微油点火等节油技术。对于我国大量已经投入运行的具备燃油系统的电厂来说，微油点火节油技术以其系统简单、改造投资小、节油率高及低负荷稳燃方式灵活等特点，得到了迅速普及推广，为锅炉点火启动和助燃阶段节约了大量燃油，降低了发电成本［1］。笔者就三河发电有限责任公司完成了2 号锅炉微油点火系统改造为例，分析改造后微油点火系统出现的问题，并对其进行系统优化和完善，使锅炉微油点火启动更加安全、可靠，取得了良好的节油效果。

1 锅炉燃烧系统简介

三河发电有限责任公司2 号锅炉是日本三菱重工公司生产的亚临界控制循环燃煤汽包锅炉，一次中间再热、单炉膛、双切圆燃烧，钢架全悬吊结构、半露天布置，固态排渣。每台锅炉设置16只低NOx燃烧器:四角布置、分级配风、切圆燃烧，4台双进双出磨煤机，8台电子称重式皮带给煤机。锅炉启动采用0号柴油点火，点火燃油设计有炉前燃油系统和2 层轻油点火油枪。点火油枪与4层煤粉燃烧器间隔布置见图1。

图1 锅炉喷燃器布置方式

2 微油点火改造方案

2号锅炉微油点火系统由炉前燃油系统、点火装置、雾化压缩空气系统、燃烧器、助燃风、壁温监测及图像火检系统，以及磨煤机暖风器系统组成［2］。微油点火改造选择在锅炉的最下层燃烧器进行。改造要求是在实现锅炉微油冷炉启动和低负荷稳燃的前提下，确保原燃烧器的动量及基本性能不变，保留燃烧器的上下30°摆动功能。

2.1 微油点火燃烧器

在每只微油点火燃烧器上设置两只小油枪，前后布置，单只燃油出力80kg/h，小油枪在燃烧器中部直接点燃煤粉，分级燃烧（见图2）。微油点火燃烧器利用少量的燃油消耗就可达到锅炉冷、热态启动和低负荷稳燃目的。

图2 微油点火燃烧器示意图（单位:mm）

2.2 小油枪及点火系统

小油枪及点火枪安装在燃烧器中部的两只燃烧筒内，固定后无需推进、退出。燃油和雾化压缩空气通过金属软管与小油枪连接，高能点火器布置在小油枪附近，通过高压绝缘电缆与点火枪连接。

2.3 助燃风系统

气化小油枪高压助燃风作为点火后油燃烧后期燃烧所需氧量。助燃风分路阀后风压保持在1kPa左右，油枪停用时保持风压600Pa以上进行冷却吹扫。

2.4 磨煤机暖风器

为了满足锅炉冷态启动时磨煤机的干燥出力，在一次风热风道上安装了旁路蒸汽暖风器，暖风器汽源来自机组辅汽联箱，通过第一、第二道截止阀和电动调节阀控制。

3 改造方案优化

根据2 号锅炉煤粉喷燃器和点火油枪燃烧器布置及锅炉启动汽温调节特性情况，将锅炉四角D 层一次风主燃烧器拆除，改造为装有气化小油枪的内浓外淡的内风膜式稳燃型微油点火燃烧器，结合现场设备布置情况，在设计阶段对微油点火改造系统设计方案进行了优化。

3.1 优化热一次风暖风器布置

2号锅炉采用直吹式制粉系统，在锅炉冷启动过程中，磨煤机启动条件要求进口一次风温在180 ℃以上，必须加装风道暖风器。改造中，将原设计布置在锅炉23.5m 右侧热一次风道上的暖风器优化布置在锅炉12.5m4号磨煤机入口热风挡板旁路上，降低了热一次风系统阻力，减小暖风器体积，同时降低了蒸汽消耗［3］。

3.2 优化取消微油点火火检冷却风机

根据现场系统布置情况，将原有的微油点火冷却风机取消，直接从布置在锅炉四角的微油点火火检冷却风母管上接引冷却风，优化了冷却风管路布置。

3.3 优化燃油管路系统

根据微油点火燃油系统设计压力和流量要求，将原系统中从炉前燃油母管单独接引供油管路和燃油压力调节、稳压系统的方案进行优化，利用现有锅炉燃油调节阀实现微油点火油压调节和稳压功能，微油点火油枪供油管路从位于17.5m 平台的下层点火枪供油手动门前接引，精简了炉前微油点火燃油系统结构和管路布置。

3.4 优化微油点火控制逻辑

锅炉微油点火控制系统是微油点火改造能否正常投运的关键部分。改造中，增加了就地火检和点火控制柜，实现微油点火油枪火检的图像传输、数字转换功能和就地控制功能。在机组DCS系统的BMS燃烧控制系统中，增加了微油点火油枪顺控逻辑，同时对4号磨煤机启动的相关逻辑进行了优化和完善。

4 系统存在问题及完善

4.1 微油点火过程中磨煤机跳闸

2号锅炉微油点火改造结束后机组启动，微油点火油枪点火成功，喷燃器喷口处火焰燃烧明亮。按照磨煤机正常程序启动，当给煤机启动后，由于微油点火初期磨煤机火检比较弱，火检状态一致显示无火，导致给煤机运行后磨煤机火检失去跳磨，触发锅炉全燃料丧失保护动作。针对该项磨煤机保护动作，对磨煤机火检保护逻辑进行了如下完善:

（1）增加小油枪火检正常与磨煤机火检正常共同作为磨煤机失去火检条件，保证启动过程中不因没有磨煤机火检跳磨。

（2）在锅炉全火焰丧失逻辑的4号磨煤机火检失去条件增加小油枪火检正常和4 号磨煤机火检正常的与逻辑共同满足作为4 号磨煤机失去火检条件，避免给煤机启动后没有磨煤机火检造成全火焰丧失保护动作。

4.2 小油枪灭火后喷口有余火

在2号锅炉小油枪投运点火后，发现小油枪退出或出现灭火后，监视火焰电视中对应的画面中仍存在余火。初步分析认为小油枪轻油关断阀关闭不严或内漏，就地关闭关断阀后手动隔离阀余火现象仍存在。在对系统管路布置对比后发现，存在余火的小油枪关断阀后存在倒U 形管路布置（见图3），倒U 形管路布置导致在油枪退出关闭关断阀后管路中的油自动流进喷燃器燃烧。

图3 改造前小油枪燃油管路布置图

针对这种现象，提出了将管路走向变更为关断阀后管路向下穿越平台后再向上的U 形管路布置（见图4），保证油枪位置不低于关断阀位置。对2号锅炉小油枪燃油管路走向按照倒U 形管路布置方案进行了改造，改造后在小油枪点火期间未发生余火现象，从根本上避免了锅炉灭火后小油枪管路存油进入喷燃器燃烧造成爆燃的发生。

图4 改造后小油枪燃油管路布置图

4.3 微油点火油枪枪头堵塞

2号锅炉微油点火油枪由于油枪内径非常小，容易发生堵塞现象。图5（a）为油枪堵塞时的火焰，可以看出堵塞后的油枪由于压力降低、流量小，所以火焰较短，影响了机组的启动进程。针对油枪堵塞的问题进行了如下完善工作:

（1）对燃油滤网、油枪和燃油管路进行清理，并纳入检修项目，利用压缩空气吹扫油枪及管路，保证不出现杂物堵塞油枪喷嘴。

（2）提高燃油品质，若长时间停炉，应尽早让油系统循环，在提高油质的同时提高油温，减少黏度。

（3）加强日常维护，定期调试油枪，发现问题及早处理。

图5（b）为油枪清理后的火焰，清理后的油枪由于压力和流量恢复正常，所以就地火焰明亮，火炬喷出喷口。

图5 油枪火焰

4.4 微油点火火检无火

2号锅炉微油点火过程中，1 号角小油枪正常点火，点火枪打火，油阀、雾化阀开启，再看火孔处可见喷口火焰明亮，而远方DCS系统火检监测状态无火，30s后程序关闭供油阀、雾化阀。经检查，发现火焰监测摄像头出现故障，对火检探头进行了更换，1 号角点火后图像和开关量火检显示正常。对火检监测系统方面的故障，除对元件进行必要的维护外，还应选择质量可靠的备件，保证火检监测系统工作正常。

5 结语

通过对2 号锅炉微油点火改造的方案进行优化及改造后采取的多种完善措施，使2号锅炉采用微油点火方式启动更加安全、可靠，启动过程未再次出现灭火现象，机组冷态启动用油基本控制在4.5t左右，节油效果达到95%，大幅度降低了机组启动成本。

［1］岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术［M］.北京:中国电力出版社，2003:492－512.

［2］卢权.350 MW 锅炉微油枪点火技术的应用［J］.锅炉制造，2009（5）:14－17.

［3］童正明，张松涛，周文铸.工程燃烧学［M］.北京:中国计量出版社，2008:248－276.