鍋爐微油點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用

鍋爐微油點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用

0微油點(diǎn)火技術(shù)改造隨著對(duì)標(biāo)管理的深入和汽油價(jià)格的不斷上漲，減少汽油價(jià)格不僅是對(duì)標(biāo)管理，也是公司生存和發(fā)展的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。針對(duì)揚(yáng)州發(fā)電有限公司(簡(jiǎn)稱揚(yáng)州電廠)機(jī)組啟停用油量大的特點(diǎn),選擇對(duì)一層燃燒器進(jìn)行微油點(diǎn)火技術(shù)改造。微油點(diǎn)火技術(shù)是用微量的油,通過(guò)專門設(shè)計(jì)的燃燒器點(diǎn)燃大量煤粉的技術(shù)。作為等離子點(diǎn)火技術(shù)的一個(gè)替代品,由于初投資相對(duì)低廉且維護(hù)量小,從2000年起,該項(xiàng)技術(shù)逐步在一些小容量鍋爐上開(kāi)始試用、推廣,并取得了較滿意的效果。迄今為止,該項(xiàng)技術(shù)在1000t/h容量以上的鍋爐,尤其是燃用貧煤、直吹式制粉系統(tǒng)的大型鍋爐上的應(yīng)用上,成功的案例還不多。本文以揚(yáng)州電廠#6爐為例,對(duì)該類型鍋爐的微油點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用做簡(jiǎn)要分析和探討。1燃燒火炬的燃燒過(guò)程微油點(diǎn)火技術(shù)的基本原理是以高溫的柴油火焰直接點(diǎn)燃煤粉。該點(diǎn)火裝置利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎,霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒,同時(shí)用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃料進(jìn)行初期加熱、擴(kuò)容、后期加熱,在極短的時(shí)間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化,使油槍在正常燃燒過(guò)程中直接燃燒氣體燃料,燃油火焰的外焰溫度可達(dá)1500～2000℃。一次風(fēng)粉送入微油點(diǎn)火煤粉燃燒器經(jīng)濃淡分離后,使?jié)庀嗝悍圻M(jìn)入燃油火焰區(qū),在約0.1s內(nèi)迅速著火,并為淡相煤粉提供高溫?zé)嵩?使淡相煤粉也迅速著火,最終形成穩(wěn)定的燃燒火炬。燃燒器壁面采用氣膜冷卻技術(shù),可冷卻燃燒器壁面,防燒損、防結(jié)渣,用除鹽水對(duì)電極及線圈進(jìn)行冷卻。等離子點(diǎn)火器本體部分工作原理如圖1所示。2u3000地面送粉系統(tǒng)揚(yáng)州電廠#6爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG-1036/18.2-114型煤粉爐。該爐燃燒器采用四角布置切圓燃燒,制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹式送粉系統(tǒng),單爐膛∏型布置、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣,燃燒以貧煤為主的混煤。該鍋爐共有點(diǎn)火油槍12支,使用#0輕柴油,單支油槍出力1500kg/h。該鍋爐于2005年4月投產(chǎn),2006年5月安裝了微油點(diǎn)火系統(tǒng)(未裝暖風(fēng)器),首次點(diǎn)火節(jié)油率49%,后經(jīng)過(guò)運(yùn)行方案的調(diào)整于2006年9月18日機(jī)組調(diào)停后啟動(dòng),投用效果良好,節(jié)油率達(dá)80%。2.1燃料特征揚(yáng)州電廠燃油為#0輕柴油,燃煤特性見(jiàn)表1。2.2bmcr火炬研磨煤機(jī)爐前布置5臺(tái)HP-843型中速磨煤機(jī),采用正壓直吹式制粉系統(tǒng),每臺(tái)磨煤機(jī)出口4根煤粉管道接一層燃燒器,4臺(tái)磨煤機(jī)就可滿足BMCR負(fù)荷,1臺(tái)備用。磨煤機(jī)參數(shù)為:型號(hào),HP-843;形式,碗式中速磨煤機(jī);最大出力,49t/h(HGI=74,R90=16%);最小出力,6t/h;煤粉細(xì)度,R90=12%～16%;制造廠家,上海重型機(jī)器廠。3微油點(diǎn)火燃料要提高煤粉的燃燒特性(1)將最下層一次風(fēng)噴口改為微油點(diǎn)火燃燒器。其理由是:1)由于煤的燃燒行程較燃油要長(zhǎng),對(duì)鍋爐汽溫的影響比較大,所以從控制升爐啟動(dòng)的升溫速度考慮,將微油點(diǎn)火燃燒器放置在最下層的位置;2)由于點(diǎn)火初期煤粉的燃燼率較低,放置在最下層可以增加煤粉在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間,提高煤粉的燃盡率,同時(shí)盡量降低鍋爐尾部再燃燒的可能性;3)由于微油點(diǎn)火燃燒器設(shè)計(jì)機(jī)理的限制,不可避免地改變了原噴口的燃燒特性,在一定程度上降低了該噴口不投油時(shí)的燃燒穩(wěn)定性。可考慮將其放置在最下層,這樣可減小對(duì)爐膛動(dòng)力場(chǎng)和燃燒特性的影響,盡量維持鍋爐的穩(wěn)燃特性。同時(shí),要求該燃燒器與原噴口的風(fēng)阻應(yīng)盡量保持一致,以保證各煤層的出粉均勻。(2)由于揚(yáng)州電廠#6爐大修的工期較緊,未能安裝一次風(fēng)加熱系統(tǒng),所以該系統(tǒng)主要由燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、高壓風(fēng)系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)、壁溫檢測(cè)及熱工控制系統(tǒng)組成。(3)根據(jù)微油點(diǎn)火燃燒器在實(shí)際升爐的應(yīng)用過(guò)程,對(duì)原鍋爐DCS系統(tǒng)的煤層點(diǎn)火邏輯進(jìn)行修改,以適應(yīng)新的機(jī)組啟動(dòng)。(4)針對(duì)揚(yáng)州電廠的實(shí)際煤種(應(yīng)用基揮發(fā)分14%左右),采用了三級(jí)能級(jí)放大,主、輔氣化油槍(設(shè)計(jì)為90kg/h)的燃燒方式,以強(qiáng)化在燃燒器內(nèi)的燃燒強(qiáng)度,提高煤粉的燃盡率。4調(diào)試計(jì)劃4.1大油槍投用量#61磨煤機(jī)未裝暖風(fēng)器,原規(guī)定啟動(dòng)制粉系統(tǒng)需將一次風(fēng)溫加熱至150℃,如此則需投用3支1.5t/h的大油槍約3h才能達(dá)到規(guī)定溫度,約需耗油13.5t/h。討論決定,在油槍投用后,爐膛溫度達(dá)到280℃后投用氣化油槍,啟動(dòng)#61磨煤機(jī),直接投粉。4.2爐稈溫度鑒于機(jī)組上次點(diǎn)火時(shí),在轉(zhuǎn)向室溫度為340℃時(shí)爐膛溫度難以再提高,為了減少爐膛熱損失,將總風(fēng)量控制在3×105m3/h以內(nèi)并將除一、二層外的二次風(fēng)擋板全部關(guān)閉。4.3次風(fēng)壓隨機(jī)及一次風(fēng)壓此次點(diǎn)火計(jì)劃在升爐全過(guò)程(除早期暖爐)不使用大油槍助燃,同時(shí)啟動(dòng)2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)便于啟動(dòng)#62、#63磨煤機(jī)時(shí)一次風(fēng)壓的平穩(wěn)控制,有利于爐膛燃燒的穩(wěn)定。4.4降低爐稈溫度機(jī)組并網(wǎng)后,汽輪機(jī)調(diào)門往往連續(xù)開(kāi)大以迅速達(dá)到初負(fù)荷暖機(jī)。但此時(shí)鍋爐的蒸發(fā)量相對(duì)機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)的蒸發(fā)量要大出許多,同時(shí)爐膛水冷壁和其他受熱面的吸熱量也急劇增加,從而降低了爐膛溫度,使?fàn)t內(nèi)的著火環(huán)境惡化。鑒于以上分析,決定在并網(wǎng)后及時(shí)增加下煤量的同時(shí),放慢開(kāi)汽機(jī)調(diào)門升負(fù)荷的速率,待爐膛溫度回升,煤份燃盡率恢復(fù)到較高程度后再以正常速度升負(fù)荷。5降低鍋爐發(fā)電油槍點(diǎn)火揚(yáng)州電廠#6機(jī)組于2006年9月18日凌晨第9期趙涵,等:利用微油點(diǎn)火技術(shù)降低鍋爐發(fā)電油耗·15·2:33鍋爐點(diǎn)火,全程投入微油點(diǎn)火燃燒器(點(diǎn)火初期使用大油槍暖爐近1h),全面檢查運(yùn)行良好,能滿足鍋爐升溫升壓要求。9:17機(jī)組負(fù)荷190MW,停用所有氣化油槍。全程(包括啟動(dòng)前校油槍)共用油10t。6煤粉燃燒性能測(cè)試(1)#61磨煤機(jī)于2006年9月18日3:14啟動(dòng),其出口溫度從45℃一直穩(wěn)步上升,至5:00左右達(dá)到60℃。實(shí)踐證明,提前在較低一次風(fēng)溫(57℃)的情況下啟動(dòng)磨煤機(jī),并下少量的煤保持出口溫度在45℃以上是可行的。通過(guò)計(jì)算,單此項(xiàng)措施就比原方案節(jié)油9.72t。(2)鍋爐啟動(dòng)初期升溫升壓速率。相對(duì)于大油槍而言,采用微油點(diǎn)火技術(shù)對(duì)鍋爐啟動(dòng)初期升溫升壓速率較難控制。但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,適當(dāng)調(diào)整下煤量是可以滿足啟動(dòng)要求的。此次升溫升壓速率為:主汽壓升壓速度,0.025MPa/min;主汽溫升溫速度,1.65℃/min;再熱汽溫升溫速度,1.57℃/min。以上速率均符合規(guī)程規(guī)定。(3)在爐膛冷態(tài)的啟動(dòng)初期,對(duì)煤粉燃盡率進(jìn)行分析。對(duì)用油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計(jì)算出氣化油槍單支出力為105kg/h。#61磨煤機(jī)下煤量10～14t/h時(shí)的升溫升壓速度與往日的升爐曲線相近。平時(shí)#6爐啟動(dòng)初期用油約5t/h,柴油的低位發(fā)熱量為43MJ/kg左右,正好為燃用煤發(fā)熱量的2倍。按柴油的燃盡率為98%、氣化油槍燃盡率為100%、入爐煤量平均12t/h計(jì)算,折算此刻煤粉的燃盡率η。5000×43×0.98=12000×21.61×η+840×43,η=67.3%。此次點(diǎn)火初期煤粉燃盡率為67%左右,基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。(4)燃燒器出口火焰溫度對(duì)燃燒的影響。此次啟動(dòng)初期燃燒器出口火焰溫度較高,火焰皆呈明亮的白色,在不同工況下共測(cè)量了3次,數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。從表2可以看出,當(dāng)煤粉在磨煤機(jī)下煤量18t/h左右時(shí)噴口火焰溫度最高,達(dá)到燃燒器的最佳工況;當(dāng)下煤量達(dá)到28t/h時(shí),噴口火焰的溫度明顯下降。7降低了80t的煤(1)揚(yáng)州電廠330MW機(jī)組汽機(jī)溫態(tài)、鍋爐冷態(tài)時(shí)的啟動(dòng)用油標(biāo)桿值為50t。此次用油10t,對(duì)比以前的標(biāo)桿值,降低了40t。(2)升爐節(jié)油率(未使用暖風(fēng)器)為80%。(3)此次比正常啟動(dòng)多用煤約120t,以450元/t計(jì),燃油以6000元/t計(jì),此次啟動(dòng)約節(jié)約19萬(wàn)元。(4)如能使用暖風(fēng)器則可免去大油槍暖爐過(guò)程。大油槍暖爐共用油4.21t,如用氣化油槍代替則僅用0.84t,可再節(jié)約3.37t,節(jié)油率可達(dá)87%以上。8微油點(diǎn)火燃燒投運(yùn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題燃油成本是生產(chǎn)發(fā)電成本的重要組成部分,且節(jié)能潛力巨大。通過(guò)此次技改,大幅度刷新了揚(yáng)州電廠啟動(dòng)燃油的標(biāo)桿值,使其330MW機(jī)組的啟動(dòng)用油水平達(dá)到了同類型機(jī)組的先進(jìn)水平,同時(shí)也為今后的機(jī)組啟動(dòng)積累了經(jīng)驗(yàn),樹(shù)立了新的標(biāo)桿?？偟膩?lái)說(shuō),此次微油點(diǎn)火燃燒器的投用取得了較理想的效果,但在使用中仍存在著一些問(wèn)題和有待改進(jìn)的地方。(1)由于燃燒器出口溫度達(dá)到1200℃,當(dāng)燃用灰熔點(diǎn)在1200℃以下的煤種時(shí),易出現(xiàn)噴口結(jié)焦的現(xiàn)象。如在此次鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中,#2角曾在噴口結(jié)渣,后被運(yùn)行人員及時(shí)清除。所以在氣化油槍投運(yùn)過(guò)程中,運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)燃燒器噴口