摘要：古德洛尔项目在锅炉首次点火期间，轻油枪发生严重的燃烧不良、冒黑烟状况，通过现场实际分析，创造性的将“脱火”概念引入到油枪点火当中。油枪燃烧“脱火”是油枪根部一定距离内燃油不能燃烧，而在这段距离外发生推迟燃烧的现象，主要因为未燃烧区域微小油滴浓度大，不能与空气充分混合发生缺氧，引起燃烧推迟，脱火使火焰燃烧不稳定以至熄火。本文对古德洛尔项目的分析，对后续项目点火调试起到较好指导、借鉴意义。
关键词：脱火 雾化角 喷油量 简单机械雾化
1 引言
印度古德洛尔项目建设了2×600MW火电机组，锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的亚临界压力、一次中间再热、控制循环锅筒炉，采用平衡通风、直流式燃烧器四角切园燃烧方式，设计燃料为烟煤。点火设备是美国Safe-Fire公司生产的简单机械雾化油枪，轻油枪共计4只，重油枪共计12只，所有油枪出力占锅炉BMCR的40%，点火时油质由0号轻柴油变更为高速柴油。#1锅炉首次点火期间过程中发生点不着火、容易熄灭、不稳定、冒黑烟的情况，大量消耗燃油的同时锅炉不能升温、升压，使机组吹管工作陷入停滞。
针对#1机组出现的问题，经过深入分析，找出了问题的根源所在，创造性的引入“脱火”的概念，#1锅炉通过调整的手段解决了项目燃眉之急，促进了#1机组吹管工作顺利完成，#2锅炉通过雾化片的换型方式一劳永逸的解决了本项目的点火问题。
2 油枪脱火分析及解决
油枪燃烧“脱火”是油枪根部一定距离内燃油不能燃烧，而在这段距离外发生推迟燃烧的现象[1]，主要因为未燃烧区域微小油滴浓度大，不能与空气充分混合发生缺氧，引起燃烧推迟，脱火使火焰燃烧不稳定以至熄火。通过本文分析，得出形成靠近油枪根部雾化区缺氧的两个因素[2]：雾化角度小、油枪喷油量大，并通过古德洛尔项目两台机组完成了理论验证。
印度古德尔项目#1锅炉首次点火时出现明显的“脱火”的现象，油枪根部5米到6米内没有着火，燃油在5米-6米外才发生燃烧，且伴随着经常性熄灭、烟囱冒黑烟的情形，面临着当地环保部门罚款，甚至禁止机组启动点火的压力。
由于油枪厂家属于美国Safe-Fire公司，重新设计、采购雾化片周期不能满足项目执行的需要，鉴于此， #1机组在雾化角不改变的情况下，抛弃传统简单机械雾化理论，通过调试测试的方法测量最小雾化油压，大幅度降低油压、降低雾化比的方式减小油枪喷油量，解决了#1机组“脱火”问题，使#1机组顺利完成吹管、整套启动任务。
#2机组点火时，已经重新设计了雾化片并运输到现场，雾化角度增加25度左右、且孔径适当的减小，在没有降低油压的情况下，油枪燃烧稳定，实现了无扰点火。
2.1.关键技术和创新点
2.1.1原因分析
1）脱火的根部原因是油枪5m内区域空气不能与油滴充分混合，缺氧抑制燃烧，只能在5m外着火且发生着火，且着火距离大大推迟。脱火的原因为：1、油枪雾化角度低于经验值25度左右，另外高速柴油粘度低于设计油品，造成雾化角进一步减小。
2）本项目油枪设计出力大，加剧了油枪根部微小雾化油滴的浓度，加剧了缺氧程度，进而进一步增强了“脱火”程度[3]。
3）脱火且火焰长度拉长，造成与对侧油枪火焰相互“干扰”、“打架”，进一步加剧着火不稳定，另外，油枪燃烧推迟后，造成5m外急剧燃烧，且与对侧油枪燃烧相互交织，造成炉膛中心区域局部缺氧尤为严重，加剧了燃油燃烧不充分的程度，形成大量炭黑，烟囱浓烟滚滚[4]。
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2.1.2主要措施
通过4.1章节分析，本项目需要更换雾化角度更大的雾化片，以降低油枪根部微小油滴的密度，充分与空气混合，降低火焰长度，方可解决“脱火”问题。但从美国重新采购雾化片，采购运输工期约为2个月左右，项目整体成本无法承受，面临着业主工期索赔。
鉴于此，#1炉采取优化措施如下：
由于更换雾化片周期较长，只有从降低油量角度进行调整，一般油量调整是通过调整回油量实现的，但是本项目油枪设计属于简单机械雾化，只能降低进油压力实现油量调整，而常规理论认为[5][6][7]：机械雾化方式条件下，随着油压降低而雾化效果变差，会造成燃烧恶化，一般认为雾化比不能低于0.7，即油压下降不能低于设计压力的70%（2.5MPa左右），但是当系统油压降低至2.6-2.7MPa进行试验时，燃烧虽有所好转，脱火的距离变短，但冒黑烟的问题不能根部解决问题，出现了雾化比限制油压大幅降低的矛盾，即：为了避免脱火必须降低油压（油量），但是常规理论认为简单机械雾化过度降低油压会造成油枪雾化不良、燃烧恶化。
鉴于此，调试人员抛弃传统思维，重新进行各个压力等级雾化试验，并证明：油压在1.5Mpa以上，油枪雾化质量没有明显下降，并选取1.8MPa-2.0MPa进行点火（修改OFT定值为1.5MPa），并适当关小单只油枪手动门，以节流油枪油量，加以燃烧优化调整，锅炉点火成功，烟囱基本看不到黑烟。下图是古德洛尔项目#1炉调试优化后炉膛电视监视画面，效果优良，为吹管工作的圆满完成及后续整套启动一次性成功打下了坚实的基础。
#2炉点火措施：
通过#1炉点火经验，重新采购雾化片，采购要求如下：
1、考虑高速柴油粘度系数的因素，要求设计雾化角在85-95度之间；
2、油枪出力有3.5T/H降低至2.5T/H。
#2炉更换新雾化片后，不需要进行降低油压、节流油枪进油手动门的条件下，锅炉实现无忧点火，燃烧正常，说明本项目遇到的脱火问题分析准确。
2.2.推广应用情况及前景
国内项目一般油系统设计出力远低于40%BMCR负荷，且国内锅炉一般配套国内油枪，油枪燃烧特点适用锅炉尺寸的要求，出现此类问题比较罕见。本项目抛弃简单机械雾化油压调整的常规理论、科学准确地分析国外油枪特点，对后续项目设计接口、调试优化起到很好的指导和示范作用。
古德洛尔项目合同规定合同用油16000吨（包括轻油重油之和），实际两台机组使用4600吨，总计节约11400吨。其中轻油#1机组使用1423吨，#2机使用443吨，两台机组对比轻油节约980吨，按照5000元/吨计算，光轻油节约费用480万元。
结束语
随着全过程除尘、脱硫、脱销的环保要求，点火过程燃烧不良会造成电除尘极板沾污，降低电除尘的性能，甚至发生可燃物积累尾部，引起尾部烟道再燃烧事故，所以锅炉点火油枪燃烧情况，对锅炉及附属设备安全有着重要的影响。另外洁净的点火燃烧方式，可以大量节约燃油，在节能减排的大环境下，值得倡导。本文的分析及做法对煤粉锅炉、循环流化床锅炉等尤其是设计简单机械雾化方式的油枪点火，有着重要的指导和参考意义。
参考文献
[1]高松.渣油燃烧器脱火的原因分析及处理[J].黑龙江电力,2016,38（2）:182-184.
[2]宋卫国，郭培全.燃油燃烧器的雾化与燃烧仿真研究[J].中国粉体技术，2010(16):17－18.
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[4]叶彩霞，刘全清.燃油燃烧器的设计与应用[J].工业加热，1999(1):34-37.
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[6]李佛金.机械雾化器的计算和理论分析[J].华中工学院学报，1980(1)：217-224.
[7]张磊，张柏清，郭紫贵.多级雾化燃油烧嘴的研究[J].节能，2003(3):14-15.
论文作者:代增丽,柳振波
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
标签：油压论文; 锅炉论文; 机组论文; 项目论文; 简单机械论文; 轻油论文; 根部论文; 《电力设备》2017年第17期论文;