（贵州金元茶园发电有限责任公司 贵州金沙 551802）
摘要：茶园电厂超临界机组为节约锅炉启动燃油消耗，提高锅炉经济运行水平，将在锅炉启动中采用少油点火技术，按招标结果，茶园电厂#1锅炉少油点火技术服务单位为深圳东方锅炉控制有限公司，#2锅炉少油点火技术服务单位为徐州燃控科技股份有限公司。由于两家单位在技术流派上略有差异，为便于表述，本文仅针对徐州燃控提供的少油点火技术作一简要介绍。
关键词：少油点火；燃油消耗；徐州燃控
1 前言
根据中国电力企业联合会《关于调整和修改火力发电厂工程基建阶段燃油和蒸汽用量标准及其计算公式的通知》，燃用挥发分大于5％的600MW超临界机组W型锅炉首台锅炉基建阶段用油量指标为4780吨。由于燃油消耗量大，因此若能在基建调试阶段及之后的锅炉启动中大量减少燃油消耗，则必然会显著提升锅炉运行经济性，少油点火技术正是为适应这一需求而在近年发展起来的锅炉启动点火技术。由于采用少油点火技术能显著降低机组启动成本，为发电企业带来巨大的经济效益，因此在现已建成以及在建的大型超临界燃煤发电机组上，已被广泛采用。
茶园电厂锅炉燃用设计煤种挥发份仅10.69%，校核值9.46%，属于极难点燃的无烟煤种，针对该煤种的少油点火技术应用，少有可资借鉴的案例，因此，为确保锅炉少油点火技术在茶园项目上成功应用，茶园电厂分别采用了选取了在国内应用业绩较为优异的深圳东控及徐州燃控两家单位为茶园项目提供少油点火技术服务。由于两家单位在技术流派上略有差异，为便于表述，本文仅对徐州燃控少油点火技术作一简要介绍。
2 设备介绍
茶园电厂锅炉为东方锅炉股份有限公司提供的660MW超临界参数变压直流炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构“W”火焰煤粉锅炉。锅炉最大连续蒸发量：2020t/h；锅炉出口额定主汽温度571℃；额定主汽压力25.4MPa；锅炉保证效率（BRL考核）91.8 %。制粉系统为双进双出磨煤机冷一次风机正压直吹式制粉系统，每台炉配6台双进双出钢球磨。空气预热器型式为三分仓容克式受热面回转式空预器；炉膛出口过剩空气系数（B-MCR）1.25。
锅炉运行方式为带基本负荷并参与调峰。锅炉最低稳燃负荷（不投油助燃时）为35%B-MCR。燃烧器型式为双旋风煤粉燃烧器，按顺列布置在下炉膛前后墙炉拱上，前、后墙各12只，总计24台；每台磨煤机分别带4台燃烧器。水冷壁上布置14只燃尽风调风器，前、后墙各7只。
3 徐州燃控少油点火技术特点
徐州燃控少油点火技术核心是采用双强少油点火系统。双强少油点火系统由双强煤粉燃烧器、双强油燃烧器、燃油及吹扫系统、油配风系统、煤粉燃烧器冷却风系统、燃烧器壁温在线监测系统、启磨热风制备系统、一次风速在线监测系统和控制系统等组成。
3.1双强煤粉燃烧器
双强煤粉燃烧器又称作多级强化内燃式无烟煤燃烧器，是专门针对燃用无烟煤的W型火焰锅炉开发。
该型煤粉燃烧器具有浓淡分离、回流强化预热、气膜冷却相结合的技术特点。一次风经过浓淡分离器，被分离为浓、淡两相气流，浓相气流进入煤粉强化燃烧室，淡相气流进入气膜风通道，利用淡相气流作为气膜冷却风，冷却燃烧器壁面，保证燃烧室不结渣、不烧蚀。强化燃烧室内部设置回流强化预热装置，形成稳定的高温热源，对浓相煤粉进行持续的高温加热，使其点燃。浓相、淡相气流在点火初始区域为隔离状态，保证进入煤粉强化燃烧室的浓相气流能够被加热到煤粉的着火温度，并保证煤中挥发份和部分碳颗粒着火。引入外部冷却风对回流强化预热装置进行冷却保护，同时充当煤粉燃烧器喷口的气膜冷却风。煤粉燃烧器喷口段设置周界风，对喷口进行冷却。另一方面补充煤粉进一步燃烧所需的氧量，提高煤粉燃尽率。周界风取自燃烧器的二次风箱。当双强少油点火燃烧器停运时，周界风继续运行，对燃烧器喷口进行冷却，保证喷口的安全。
双强煤粉燃烧器仅作为锅炉启炉点火、有计划的停炉助燃和低负荷稳燃使用，不作为主燃烧器长期使用。
双强煤粉燃烧器结构见下图：
3.2双强油燃烧器
双强油燃烧器即为强化燃烧的油燃烧器，主要由燃烧筒、配风筒、油枪、高能点火装置、油火检装置等组成。
燃烧筒的配风采用分级低压强制配风的方式，根据油雾逐步燃烧所需要的风量，分级逐步配风，燃油与风混合均匀、强烈，火焰燃烧剧烈、稳定性高，火焰中心温度高达1800～2000℃，燃尽率高达99％以上。同时，由于采用分级低压强制配风，助燃风在参与燃烧之前，在油燃烧筒内壁形成完整的气膜保护层，对燃烧筒进行充分的冷却，燃烧环境为一种绝热的环境状态，因此火焰温度极高，而油燃烧器筒壁却只有常温的温度。
双强油燃烧器结构见下图：
4 实施方案及操作要求
按徐州燃控针对茶园项目设计方案，方案中对原设计双旋风浓淡分离式燃烧器不做改动，仅在煤粉燃烧器旁点火油燃烧器位置安装多级强化内燃式无烟煤燃烧器，减少相应的点火油燃烧器。多级强化内燃式无烟煤燃烧器数量设计为8只，每只出力为5 t/h，该出力与原点火油燃烧器开孔尺寸相匹配，因此只需减少相应的8只原点火油燃烧器，其余16只点火油燃烧器保留不动。
考虑到热负荷沿炉膛宽度方向分布的均匀性，并结合原煤粉燃烧器的布置情况，将在A磨对应的四条煤粉管道的合适位置安装三通和气动插板门，通过插板门的切换将煤粉引至级强化内燃式无烟煤燃烧器。
具体分配情况为：A1煤粉管道的煤粉引至原B1、B2点火油燃烧器位置，A2煤粉管道的煤粉引至原E1、E2点火油燃烧器位置，A3煤粉管道的煤粉引至原E3、E4点火油燃烧器位置，A4煤粉管道的煤粉引至原B3、B4点火油燃烧器位置。布置位置见下图：
4.1冷态启磨的干燥剂制备
为达到最大可能的节油目的，需要在锅炉冷态启动时预先为磨煤机制粉提供干燥剂来源。方案中采用风道燃烧器来加热干燥剂的方式。
在空预器出口的两组热一次风母管上分别安装一套风道燃烧器，利用风道燃烧器加热冷一次风，使一次风温度达到启磨要求的干燥剂温度，可在锅炉冷态下进行启磨制粉。
风道燃烧器的出力根据启动磨煤机所需要的风量、风温及出力进行计算。一般，风道燃烧器运行半个小时左右，锅炉空气预热器出口一次风温即可达到磨煤机干燥出力的要求。
4.2冷态启动要点
启炉时通过气动插板门的切换将来自A磨的一次风粉引至双强煤粉燃烧器，并将其点燃，对炉膛逐渐进行预热和升温。根据锅炉负荷量的要求，其后可投入B磨或E磨，然后再投入D磨、C磨、F磨，在磨煤机陆续投入过程中，当锅炉负荷达到较高水平可以断油运行时，可以利用气动插板门将来自A磨的一次风粉由双强煤粉燃烧器逐个切换至原煤粉燃烧器，进行锅炉的正常运行。
在B磨和E磨投入时，双强煤粉燃烧器同时充当点火油燃烧器的作用，对B磨和E磨对应的双旋风煤粉燃烧器进行强迫点火。
在D磨、C磨和F磨投入时，炉膛内已具有很高的温度水平，炉膛内具备热点火的条件。为使点火更加可靠，也可以短时间投入对应的点火油燃烧器，对其相应的煤粉燃烧器进行一下强迫点火。炉膛热点火和点火油燃烧器强迫点火同时进行，更能够确保D磨、C磨和F磨对应的主煤粉燃烧器被快速可靠点燃。原点火油燃烧器只起强迫点火的作用，投运时间可以很短暂，耗油量很少。
4.3冷态启动具体操作步骤
4.3.1将A磨的一次风切换至双强少油点火煤粉燃烧器；
4.3.2打开A磨煤粉管道的的吹扫风，维持一定的吹扫风量；
4.3.3启动双强油燃烧器，建立油火焰；
4.3.4将A磨的吹扫风切换到一次风，打开A磨一次风通道
4.3.5启动风道燃烧器；
4.3.6 A磨具备启动条件后，启动A磨，建立双强煤粉燃烧器的煤粉火焰；
4.3.7根据锅炉升温升压曲线要求，投入B磨（或E磨）；
4.3.8根据锅炉升温升压曲线要求，陆续投入D、C、F磨煤机，
4.3.9根据需要准备将A磨的一次风切换至原主燃烧器，一次风的切换应逐根煤粉管道依次进行，前一根煤粉管道切换完成后再进行后一根煤粉管道的切换，一次风的切换禁止四根煤粉管道同时进行，以避免造成锅炉负荷波动太大，具体切换过程如下：
1）选择一根煤粉管道，将其对应的磨煤机出口的气动插板门关闭，同时打开该条煤粉管道的吹扫风；
2）待该管道内煤粉吹扫完毕后，停止该条煤粉管道对应的双强油燃烧器，并关闭吹扫风门；
3）打开该条煤粉管道上三通处通往原主燃烧器的气动插板门，同时关闭该处通往双强少油点火燃烧器的隔绝门；
4）打开磨煤机出口对应的气动插板门，该原主燃烧器即投入运行；
5）按照上述步骤依次切换A磨对应的其它燃烧器；
6）锅炉正常运行。
5 预期效果
按徐州燃控对本次茶园项目少油点火技术实施效果承诺，茶园电厂采用少油点火技术后，启动调试用燃油节油率应能达到40-50%。在该公司为福溪电厂项目1号机组提供的少油点火系统投运后，启动调试用油节油率据测算达到59.2%，但福溪项目1号机组点火用煤挥发份较茶园项目设计煤种为高，因此预计茶园项目点火调试用燃油节油率应尚难达到福溪项目节油水平，但保守估计能达到40%左右，若按中电联基建阶段用油量指标4780吨计算，40%即1912吨，近两千吨的节油效果，还是相当可观的。
6 结束语
本文仅是对徐州燃控少油点火技术的一次简要介绍，截止笔者发稿时为止，该方案及配套系统设备，供货单位尚处于设计、生产阶段，尚未最终供货至现场。作为一名茶园项目锅炉技术人员，少油点火技术是我们近年来接触的一项新技术，新技术的消纳吸收，以及最终能否达到理想的节油效果，尚有许多工作要做，也必然会有较多的问题需要解决、协同，所以我们必须切实加强培训，熟悉其工作原理及操作流程；待设备到货，到最终安装、调试，我们还必须加强设备安装质量监检，以及现场设备熟悉。
对徐州燃控少油点火系统投运后的最终节油效果，目前来说尚不明确，客观上这也的确需待系统投运后的最终检验测算，但基于之前的调研结果，以及对该系统的进一步认识，我们还是很有信心有效地利用好这一技术，为提升茶园电厂经济运行水平助力。
参考文献：
[1] 徐州燃控科技股份有限公司《FW公司（东锅）600MW超临界“W”型火焰锅炉双强少油点火技术方案》.
作者简介：
徐跃（1976-）男，助理工程师，大学专科，现任职茶园电厂热机部专责，从事锅炉检修专业.
论文作者:徐跃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：燃烧器论文; 煤粉论文; 锅炉论文; 火油论文; 茶园论文; 徐州论文; 管道论文; 《电力设备》2018年第21期论文;