富氧燃烧点火技术在600MW超临界锅炉的应用

田正学

摘 要：本文针对国电聊城发电有限公司#4锅炉燃油系统存在的问题。以保证降低锅炉燃油量、保证机组安全、保护环境为根本目的，富氧燃烧点火技术在国电聊城发电有限公司#4锅炉得到了应用。#4机组启动的节油率可达到68%，大大降低了#4锅炉的启动燃油量，同时保证了锅炉燃烧的稳定性，多次避免了锅炉灭火事故的发生。

关键词：富氧燃烧；节油；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.250

1 进行富氧燃烧点火技术改造前的设备简介

国电聊城发电有限公司#4锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的国产超临界参数复合变压直流本生型锅炉。前后墙对冲三层布置，每墙3排，每排4只，共24只低NOx旋流式煤粉燃烧器。

锅炉前墙下层（E 层燃烧器）采用专门设计制造兼具有少油点火功能的燃烧器。锅炉后墙下层（B 层燃烧器）采用加氧型等离子点火燃烧器。锅炉共设有 16 只压缩空气雾化点火油枪和 4 只压缩空气雾化的小油枪，油枪出力分别是1.2T/H、0.25T/H。

2 锅炉点火系统存在的问题

目前国电聊城发电有限公司#4炉16只压缩空气雾化点火油枪存在以下问题：（1）点火油枪出力大。每支压缩空气雾化点火油枪出力为1.2T/H，#4炉冷启动用油25吨。（2）点火油枪为移动式，点火油枪投入时间长，需要10-12秒。如果锅炉燃烧不稳定，需要紧急投油稳燃时，容易造成燃烧恶化，造成锅炉灭火，甚至造成锅炉爆燃事故。（3）油枪容易堵塞。清理油枪时，会延误启动磨煤机的时间，增加锅炉启动燃油量。同时需要紧急投油稳燃时，油枪不着火，造成锅炉灭火。（4）煤粉泄漏，污染环境。由于原点火油枪为移动式，所以存在间隙，会造成煤粉泄漏，污染环境。（5）移动式油枪的推进机构容易发生故障。造成油枪的投入成功率低，再就是增大了维护工作量。

3 解决问题的研究方案

针对国电聊城发电有限公司#4锅炉燃油系统存在的问题，进行了分析研究。由于我公司#4炉中层点火油枪（D、F层）的出力大且投入时间长，因此要对中层油枪进行改造。正常情况下，国电聊城发电有限公司#4锅炉燃煤挥发份相对较低，等离子的故障率比较高，将中层油枪改为等离子是不现实的。为了降低锅炉启动燃油量和助燃燃油量同时保证锅炉安全启动，我们需要一种点火能量充足、燃油量较小、故障率较低的点火技术应用于国电聊城发电有限公司的#4锅炉中层燃烧器，即富氧燃烧点火技术。

富氧燃烧点火技术是将富氧燃烧技术与微油点火技术相结合的点火技术。只需燃用少量的油，点燃第一级煤粉气流，利用第一级煤粉气流燃烧的热量点燃后续的第二级煤粉气流，通过能量逐级放大原理，利用煤粉燃烧的热量替代油燃烧的热量，达到节油的目的。

油氧复合枪是富氧燃烧点火燃烧系统的核心技术之一， 1 支油氧复合枪燃油出力为 120kg/h，氧气出力为 200 Nm?/h。

在油氧复合枪附近安装两级过滤器，来油在一级过滤器的滤网表面保持一定的流动速度，具有对滤网表面进行冲洗的作用，与此同时，其中一小部分燃油透过一级滤网流动到复合氧油枪处，其余大部分燃油回到回油管。二级过滤器對燃油进一步精细过滤。需要定期对二级过滤器进行维护。

供氧站的氧气通过供氧系统对富氧燃烧器的燃油和煤粉进行助燃。

4 富氧燃烧点火技术在国电聊城发电有限公司#4锅炉的应用

针对国电聊城发电有限公司#4锅炉的实际情况，2016年05月份将#4炉 D 层和 F 层共 8 个煤粉燃烧器改造为富氧燃烧点火煤粉燃烧器。燃烧器弯头处安装油氧复合枪，用于冷态启动和稳燃使用。

4.1 针对锅炉点火系统存在的问题，我们采取了以下运行措施

（1）调整燃油母管压力合适（1.0—1.2Mpa），防止燃油母管压力过高造成油枪出力过大。

（2）通过燃油罐定期放水，定期切换燃油罐，定期化验燃油品质、加强炉前燃油循环等手段保证燃油品质。

（3）定期联系检修人员清理燃油滤网，防止油枪堵塞。

（4）定期投入油枪和等离子进行试验，发现问题及时处理。

（5）加强对锅炉点火系统的监视和检查，发现缺陷及时联系检修处理。

从富氧燃烧点火技术在国电聊城发电有限公司#4炉的实际应用情况来看，富氧燃烧点火燃烧系统大大的改善了燃烧器的燃烧性能，提高了煤粉燃烧的燃尽率， 火焰强度充足，炉膛负压稳定，就地火焰稳定明亮，启动时主再热汽温比较容易调节，实际锅炉启动燃油量大幅度降低。具体的来讲锅炉冷态启动用油由原来的25吨将为7.5吨。由于油氧复合枪为固定方式，投入油枪的时间仅为几秒钟，提高了锅炉助燃的速度，多次避免了锅炉燃烧恶化事故的发生。另外，解决了油枪处漏粉问题，改善了环境。大大降低了油枪的故障率，提高了投入油枪的可靠性。

4.2 富氧燃烧点火系统的投停操作及注意事项

（1）投入油氧复合枪的操作：操作员点一下CRT上“顺启”，按以下步骤进行：开油阀、油阀开到位后打火20秒，检测到火检后开雾化阀。

（2）退出油氧复合枪的操作：操作员点一下CRT上“顺停”，按以下步骤进行：关油阀、打火（10S后退出），同时开吹扫阀，吹扫阀吹扫 30 秒，停 5 秒，再吹 30 秒，总计吹扫 120 秒后关闭，关雾化阀。

（3）富氧燃烧点火系统的投停操作注意事项。a、等油氧复合枪燃烧稳定后再投入纯氧。b、发生MFT以后，不要再进行油枪吹扫。c、投入油氧复合枪后加强对喷燃器中心筒和喷口壁温的监视，防止温度超限。

5 结论

国电聊城发电有限公司#4炉改造后的富氧燃烧点火燃烧系统在机组启停过程和锅炉稳燃中节省了大量的燃油，降低了电厂的发电成本，其经济节能效果毋庸置疑。同时解决了油枪容易堵塞、油枪处漏煤粉、油枪投入时间长，提高了锅炉运行的安全性。总的来讲，富氧燃烧点火技术值得在其它的锅炉燃烧系统中推广和应用。

参考文献：

[1]张立乾.富氧燃烧点火燃烧器调试计划[J].国电聊城发电有限公司，2016（05）.

[2]范从振.锅炉原理[J].中国电力出版社，2005（09）.