富氧微油点火技术在600MW超临界“W”火焰锅炉上的应用与论文_余华江,徐阳平,王兴明

摘要：我国的节油点火技术主要有等离子点火和微油点火技术，“W”火焰锅炉受点火煤质及自身结构特点的限制，其节油点火技术一直没有得到长足的发展。富氧微油点火技术成为一个关键的突破口，本文主要介绍了四川华电珙县发电有限公司61号锅炉进行富氧微油点火改造的应用与研究，结果表明富氧微油点火技术能够满足“W”火焰锅炉劣质煤点火的要求，大幅降低了燃油消耗量，节油率达到70%以上，经济效益显著提高。

关键词：微油点火；富氧微油；“W”火焰锅炉；节油率

1 引言

整个电力行业“W”火焰锅炉，由于燃用煤质挥发分很低和“W”火焰锅炉自身结构的特殊性，几乎所有的“W”火焰锅炉启动及低负荷耗油量都较大。目前，市场上的主要节油技术例如等离子点火、微油点火等因存在技术瓶颈，都未有较成功的应用。目前，微油点火点火能量相对较大，再配上富氧燃烧系统，因此从节油技术角度来看，已经具备节油改造的技术可行性。

2 工程概况

锅炉为600MW超临界“W”火焰炉，型号DG1950/25.4-Ⅱ8型。配有6台双进双出钢球磨煤机，每台磨煤机带4只双旋风煤粉燃烧器。24只煤粉燃烧器顺利额布置在下炉膛的前后墙炉拱上，其磨煤机与燃烧器的匹配如下图：

现场点火煤质如下表：

3 改造方案

富氧微油[1~2]点火是改造B、E两台磨煤机对应的燃烧器，原燃烧器喷口不做任何改造，在该磨煤机一次粉管上布置煤粉分叉段，引出分叉煤粉管道，连接微油富氧点火煤粉燃烧器。

3.1 技术原理

富氧微油点火技术就是在常规微油点火和等离子点火的基础上发展起来的新型节油点火技术。之所以采用富氧燃烧，是由氧气的特性决定的。纯氧是强助燃剂，在小油枪点燃煤粉的过程中，适当位置加入纯氧可以极大的改善点火效果，拓展点火对煤质、运行参数的适应性。

富氧微油点火技术利用了纯氧的强助燃特性，在微油点火燃烧器的分级燃烧室内喷入纯氧，喷氧管呈环形布置，每一支喷氧管在局部都会形成一个剧烈燃烧的区域，该区域内不仅仅挥发分参与燃烧，焦炭也在短时间内燃烧并释放出更多的热量，可以认为每一个喷氧管相当于一个点火源，大大提升了微油燃烧器的点火能力。同时油火焰的温度也大幅提高，使不易点燃的无烟煤也可以被迅速点燃并稳定燃烧，从而达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。

3.2 系统组成

富氧微油点火系统主要由点火燃烧系统、冷炉制粉系统、控制系统、助燃风系统和氧气系统组成。

3.2.1 点火燃烧系统

根据微油燃烧有限能量不可能同无限的煤粉量及风速相匹配的原则，应用了分级燃烧的专利技术，设计了多级燃烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度、气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。解决了常规小油枪点火中煤粉燃烧器喷口处煤油混烧造成的燃尽率低，启炉时间长等缺点。另外利用淡粉冷却浓粉，避免了煤粉的贴壁流动及挂焦，同时又解决了燃烧器的烧蚀问题。

3.2.2 冷炉制粉系统

采用直吹式制粉系统的锅炉在采用微气点火系统时所要解决的首要问题就是煤粉的来源问题。采用本炉制粉，其系统简单、运行方便，关键是解决制粉用热风的来源问题。该项目在热一次风管道上加装小油枪，在冷炉启动时，利用小油枪加热一次风，满足锅炉冷态点火启动时磨煤机干燥出力的要求，实现冷炉制粉。

3.2.3 控制系统

控制系统不单设PLC，所有控制信号与测点直接接入DCS系统。在系统设计上将新增加的设备的控制先接到就地控制柜上，然后通过硬接线接到DCS系统中，通过DCS系统进行控制和参数显示。该系统主要包括就地控制柜、燃烧器壁温监测系统、图像火焰监测系统等。

3.2.4 助燃风系统

为保证油燃烧器的强化燃烧，需要给8套富氧微油燃烧器提供助燃风。该助燃风的要求是:风压＞2000Pa，单只微气配风器最大风量约3000m3/h。助燃风风源直接取自一次风机出口处，分8路至每只微油点火燃烧器，管路设有手动调节风门，以方便调整助燃风参数，确保微油枪燃烧效果达到最佳。

3.2.5氧气系统

氧气在深度冷冻、低温状态下呈现液态，液氧便于运输、储存，并有完善的购、销渠道，富氧微油点火系统氧气来源于液态氧气化。氧气系统主要包括：

A、液氧罐，用于储存液态氧；B、气化器，用于将液态氧加热、气化，形成满足压力、流量要求的氧气，一般使用空温式气化器；C、稳压阀组、安全阀等阀门、仪表；D、氧气输送管路；E、就地氧气分支仪表组件，用于单只燃烧器氧气控制，包括氧气开启与关闭、流量调节、吹扫等功能；

4 运行效果和结论

微油枪的枪前压力为1.5MPa，出力约为200kg/h，氧气出力为600Nm3/h左右，富氧微油燃烧器内的煤粉燃尽率较高、火焰较明亮，能够满足“W”火焰锅炉冷态启动的升温升压曲线的要求，点火时长为18个小时，总耗油量33吨，总耗氧量60吨，实现了锅炉的正常启动，与未改造前每次冷态启动耗油110吨相比，节油率达到70%以上，满足了电厂对节油率和耗氧量的要求。因此，富氧微油点火技术完全可以满足“W”火焰锅炉冷态点火的要求，可以在其他“W”火焰锅炉改造中推广应用，以实现节能降耗的要求。

参考文献：

[1] 李新梦，高峰，姚磊，李传统. 富氧微油燃烧器的点火与稳燃特性研究[J]. 华电技术，2008，30 (3)：14-19.

[2] 王毅岩，宋继坤，姜志军. 关于富氧微油点火技术应用研究[J].资源节约与环保， 2019,9：43.

论文作者:余华江,徐阳平,王兴明

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期

论文发表时间:2020/3/16

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