少油点火技术

少油点火系统的应用

（热工队）

近年来，由于石油市场价格稳定上升，降低能耗是企业一项长期而艰巨的任务，同时也是关系到企业经济效益的大事。降低能耗的重点是热电锅炉的运行与管理。丰镇电厂领导对此非常重视，节油降耗做为当务之急的工作重点提到日程上来。为降低点火及助燃用油，丰镇电厂委托烟台海融电力技术公司对锅炉燃烧器进行油枪降出力试验及燃烧器节油技术改造。

一、少油点火技术介绍 1、 点火原理

少油煤粉直接点火是利用强化燃烧技术使燃油充分燃烧，很小的燃油量（根据燃用煤种不同，着火温度不同，燃油量可在30—50kg/h之间）就可获得一个刚性较强、温度较高的稳定火炬，由于该火炬温度可达1300—1600℃，当煤粉通过火炬时很快受热，并使煤粉颗粒破裂粉碎，迅速被点燃。根据分级燃烧的原理，使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。

2、油枪的强化燃烧技术

燃烧就是燃料和空气中的氧进行化学反应的过程，首要条件必须使燃料充分与氧混合，混合越快，燃烧得也越快，氧供应的越充分燃烧就越完全。因此油与空气的混合是决定燃烧快慢和完全程度的主要因素。

强化燃烧油枪就是利用提高空气气流速度、使气流旋转加强扰动及深度补氧等措施加强混合。独特的燃烧器结构让燃油在着火前、着火过程中及燃烧后期都有氧气补充进去并强烈混合，燃料在燃烧筒内进行富氧燃烧（因油火焰的目的是点燃后续煤粉并在煤粉燃烧器内燃烧，因此不会影响整个锅炉的燃烧效率），反而使燃烧更充分，火焰刚性强、温度高，给点燃煤粉创造了有利条件。

3、煤粉燃烧机理

少油煤粉直接点火燃烧器中煤粉燃烧充分应用了分级燃烧的成熟技术，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。

根据少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。

另外我们加设了气膜冷却技术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。

二、少油煤粉直接点火系统设计方案

1、设计原则

1）少油点火系统的设计在启动过程中必须保证启动过程的安全，即安全稳定地点燃，不爆燃、不二次燃烧，投入功率能满足点火启动曲线的要求；在正常运行中不影响主燃烧器的主要功能，不影响整体燃烧组织、不超温、不结渣，能满足检修的要求；

2）在满足点火的前提下，各部分系统的设计，应最大限度地利用机组的现有资源，尽可能减少对原配套设备（主要是锅炉）和系统的改变，以简化系统、减少投资、方便运行维护，减少对原设计的干扰。

3）设计中应充分考虑少油点火系统运行时可能出现危及机组安全运行的情况，做好事故预想，并采取相应的防范措施。 4）便于运行监视、操作和调整，便于调整试运。

2、设计方案说明

每台炉改造安装四台少油点火燃烧器，将1号磨煤机（对应A层煤粉燃烧器）的四台主燃烧器改为兼有少油点火功能主燃烧器。

主燃烧器兼有少油点火功能的改造，能确保原主燃烧器的基本性能不变，并最大程度利用现有一次风管路，减少设备投资。

3、系统组成

该系统主要由强化油枪燃烧装置、煤粉燃烧器和一次风粉系统、辅助系统、过程控制及参数监测系统等部分组成：

3．1 强化小油枪燃烧装置

主要包括小出力油枪、稳燃器、配风筒、点火装置、紫外火检装置等设备。油枪采用空气雾化，点火装置采用高能点火，检测小油枪火焰采用进口紫外火检装置。

主要参数：

油枪：油压 0.6—1.0 Mpa(空气雾化) 油枪出力 30-50 kg/h 左右 油质：0#轻柴油

点火装置：工作输入电压： 220V AC

工作输出电压： 2500V DC

油枪火检装置：利用进口紫外火检检测小油枪火焰 工作电压： 220V AC

输出信号： 有火或无火信号

探头冷却方式： 风冷（利用油燃烧高压助燃风） 3．2 煤粉燃烧器和一次风粉系统 3．2．1 安装方案

根据现场的具体情况，确定以下的安装方案：

每台炉设四台少油点火燃烧器，将A层的四台煤粉燃烧器改为兼有少油点火功能主燃烧器。通过调整磨煤机的给煤量和风量，使煤粉浓度、一次风速控制在合理范围内，满足点火要求。

燃烧器均采用耐热（耐磨）合金钢铸造而成，在燃烧器上安装有壁温测点。燃烧器的气膜风使用二次风。

3．2．2 少油点火燃烧器的设计原则

1）稳定可靠地点燃，确保点火过程中不爆燃、不二次燃烧；点火及运行过程燃烧器不结渣、不烧坏。

2）不影响主燃烧器的主要性能。

首先是燃烧器出口气流的动量矩基本不变和燃烧器出口流场不变，否则在正常运行中可能引起结渣、超温、燃烧效率下降等问题，在燃烧器设计时喷口面积和形状尽量和原设计燃烧器一致；第二是燃烧器结构必须简单，阻力满足运行要求，以满足各燃烧器之间阻力匹配的要求；第三是燃烧器必须耐烧、耐磨，满足运行检修维护的要求。为保证主燃烧器的性能，气膜冷却风选用二次风。

3）燃烧器的出力可以在一定的范围内变动，以满足启动曲线的要求，同时满足作为主燃烧器时出力的要求。从最大限度的节约燃油的角度考虑，在设计上该燃烧器希望能满足在锅炉冷态点火时投入，锅炉升温升压速率能满足电厂运行规程的要求。

4）燃烧器的外形主要尺寸与原燃烧器相同，便于燃烧器的布置和与系统的接口。

3．3 辅助系统

包括强化燃烧用助燃风系统、油枪供油系统、冷炉制粉系统及图像火检系 统。

3．3．1强化燃烧用助燃风系统

为保证油的强化燃烧，需要给四台少油点火燃烧器强化燃烧提供助燃风。该助燃风的要求是:风压>4000Pa，风量>500M3/h（单只油燃烧器）。

根据现场实际情况，决定油枪强化燃烧助燃风取自一次风机出口,调节风门等设备。

3.3.2 油枪供油系统

该锅炉油燃烧器共分二层布置，少油点火油枪燃油取自原有油系统，作为少油点火供油系统母管，再分四路分别引至四台少油点火油枪，每一路燃油及吹扫设手动阀、二级过滤器、气动阀、逆止阀及压力表组件等。

3.3.3 火焰图像监视系统

火焰图像监视系统的作用是在点火期间能监控煤粉的燃烧情况。在A层安装了该装置，四画面分割器和工业电视等，便于观察煤的燃烧状况。

3.3.4 冷炉制粉系统

煤粉来源是少油点火的必要条件。本次改造在原1#磨煤机入口前风道加装蒸汽加热器将加热后的热风送入1#磨煤机，实现冷炉制粉。

3．4 过程控制及参数监测系统

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、风速在线监测系统等，在DCS系统中需要增加输入输出点等。

3.4.1就地控制柜

就地控制柜用来进行现场点火操作（在就地操作模式下），主要控制对象有： 点火器、点火枪推进器、燃油气动球阀、吹扫蒸汽气动球阀、紫外火检显示等。通过切换开关，既可以实现就地操作也可在集控室实现远程操作。

3.4.2燃烧器壁温监测系统

为防止燃烧器因超温而烧损，便于运行人员进行风粉参数调整，煤粉燃烧 器设计时预见性地在温度较高、易烧损处安装了2只热电偶，经补偿导线进入DCS系统后显示在显示器上。运行人员可以很直观的了解到燃烧器运行情况，并根据壁温情况及时进行燃烧调整。

3.4.3 风速在线监测系统

由于电厂目前安装的风速在线监测系统未经标定，存在较大的测量误差，

因此，此次改造在A层燃烧器一次风管上加装四路风速监测装置，主要包括一次风粉柜、靠背管等。靠背管产生的差压送至一次风粉柜中的差压变送器中，转换成4-20mA的模拟量信号，送到控制系统中，经计算处理后，在DCS系统显示屏上显示进行改造的一次风管路的风速，供运行人员进行燃烧调整时参考。为防止靠背管被堵,在一次风粉柜中增加压缩空气吹扫阀等设备。

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