余長軍

（安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院，安徽合肥230051）

微油點火和等離子點火技術(shù)在火電廠燃煤鍋爐上的運用

余長軍

（安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院，安徽合肥230051）

火力發(fā)電在運行的過程中會消耗大量資源，亟待尋求一種新型的技術(shù)來提高資源的使用效率。節(jié)油點火技術(shù)是新興的節(jié)油技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的燃油燃燒不僅安全，同時也能夠極大地緩解我國當前燃油短缺的現(xiàn)狀。如今國內(nèi)鍋爐點火技術(shù)中主要有兩種：等離子點火技術(shù)和微油點火技術(shù)。本文則主要對這兩種當前主流的點火技術(shù)進行全面的闡述，以便在新型的發(fā)電機組的構(gòu)建中提供有價值的參考。

微油點火；等離子點火；火電廠燃煤鍋爐

一、微油點火和等離子點火技術(shù)的基本原理

1.微油點火技術(shù)的基本原理

在微油點火技術(shù)中，將油燃燒器設(shè)置在煤粉燃燒器的中心，然后通過高溫油火焰來進行點火，在風粉吹入后，用高溫火焰將其中的煤粉點燃，然后持續(xù)對風粉進行加熱，二次加熱后的溫度遠高于煤種的著火點，這時會充分燃燒煤粉中的碳顆粒。

2.等離子點火技術(shù)的基本原理

等離子點火技術(shù)則是通過電弧來對煤粉進行點燃，通過介質(zhì)來點燃煤粉。在強磁場的作用下，形成具有穩(wěn)定功率的空氣等離子體。在高溫區(qū)中進行燃燒時，能夠在不超過10s的時間里使煤粉粉末中的顆粒發(fā)生變化，碎裂并實施充分燃燒。

二、微油點火技術(shù)在火電廠燃煤鍋爐上的運用

1.雙強微油點火系統(tǒng)連鎖保護靜態(tài)試驗

微油點火系統(tǒng)主要是銅鼓來控制的，在試驗的過程中主要測試：①爐膛吹掃試驗，啟動與停止過程實驗；②MFT試驗，主要是對MFT信號進行監(jiān)測；③進行滅火試驗，以及燃料燃盡試驗。

2.啟動前冷態(tài)調(diào)試

四只燃燒器準備就緒后，試驗中的靜態(tài)試驗完畢。按照操作流程首先啟動空氣預(yù)熱器，同時打開火檢冷卻風，并且使送風機、引風機、一次風機等同時觸發(fā)工作，確保爐膛內(nèi)的壓強穩(wěn)定。然后對送風量進行測量，進而以進風量來確定油配風的風量。

3.雙強油燃燒器運行

（1）點火前的準備工作

①點火條件：鍋爐爐膛吹掃工作已經(jīng)完全結(jié)束，并且不存在MFT和OFT；燃燒為停止運行；一次風送風建立完畢，然后將系統(tǒng)切換至微油點火模式。

②通過油配閥對管理油配風進行調(diào)節(jié)，確保油配風速在合理區(qū)間內(nèi)。

③點火操作：選取其中任意一個角進行點火。

④四個微油火箭廂機構(gòu)建完成，然后在合理區(qū)間內(nèi)加投煤粉。

⑤停止操作：點擊停止按鈕，按照順序?qū)⒏鞑块T有序停止，其中雙強燃燒器停止工作后，系統(tǒng)主要功能停止運作，進而完成停止操作。

（2）磨風加熱系統(tǒng)運行

磨煤機出口熱風的溫度控制在90-120℃。在冷態(tài)點火啟爐時，務(wù)必要采取磨風加熱系統(tǒng)來對磨煤機一次風進入來實施加熱。其中具體的流程如下所示：

①啟動一次風系統(tǒng)。

②構(gòu)建油配風的通道，對油配風機供電，使油配風及運轉(zhuǎn)。

③將磨風加熱系統(tǒng)完全打開，同時運用手動截止閥來對油管路進行控制。

④使磨風加熱系統(tǒng)運轉(zhuǎn)起來，并使其對空氣管理手動截止閥進行吹掃。

⑤通過電動調(diào)節(jié)閥來對風量進行調(diào)節(jié)和控制。

⑥通過停止按鈕來停止磨風加熱系統(tǒng)，在磨風加熱系統(tǒng)停止后，燃燒器隨機自動停止運轉(zhuǎn)。

⑦停止過程：系統(tǒng)接收到關(guān)閉油閥的指令，進而將油閥關(guān)閉，然后使用點火器進行點火，打開吹掃閥門，將油路中大部分的剩余殘油清除出來，進行吹掃的時間控制在20s左右，然后將清掃閥進行關(guān)閉，整個系統(tǒng)運行終止。

（3）煤粉燃燒器運行

①啟磨狀態(tài)下，調(diào)節(jié)到雙強模式中，然后通過4只雙強油燃燒器火焰來點燃并升溫。

②當滿足給粉條件時，可以使鍋爐內(nèi)的溫度不斷升高，向鍋爐內(nèi)吹送研磨后的煤粉；各角雙強油燃燒器都在穩(wěn)定運行，確保負荷風通道的暢通，將風推送到鍋爐內(nèi)，使出風口溫度達到系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的要求。

（4）雙強燃燒器整體運行步序

①在鍋爐滿足啟動條件并準備就緒的情況下，將引風機啟動，同時打開送風機，對爐膛內(nèi)進行吹掃，當吹掃結(jié)束后，再將MFT進行復位操作。

②對于下層封面，在初始階段，風門開度保持在5% -10%的區(qū)間范圍內(nèi)，同時對二次風的風速進行調(diào)節(jié)，確保進入鍋爐內(nèi)的總風量，其中風量維持在30%-35%之間。

③建立一次風，然后將磨煤機的出口打開，通過一次風將煤粉推送到爐膛內(nèi)，打開風道燃燒器系統(tǒng)并進行點火。

④將冷一次風開啟，并采用雙強點火，建立雙強油配風通道；同時，使系統(tǒng)進入雙強模式中，將各角的雙強油燃燒器按順序點燃。

⑤四角點火器均點火完成后，在火力輸出穩(wěn)定的情況下，當磨出口熱風溫度在90℃-120℃之間時，給煤機推送煤粉進行給煤，初始階段磨煤機應(yīng)采用最小出力。

⑥在投入煤粉時，如果爐膛內(nèi)著火情況不穩(wěn)定，要適當提高煤粉的濃度，將一次風速不斷減少，同時對二次風量進行控制，確保磨煤機出口的溫度為高溫。

⑦以鍋爐升溫的標準為依據(jù)，增強磨煤機出力，并對一次風的風速適時調(diào)整，可以不斷提高磨煤機出力，直至達到磨煤機滿負荷工作為止。

⑧增加磨煤機出力，爐膛出口煙氣溫度要達到450℃以上，并且爐膛內(nèi)燃燒充分，采用換面增加出力的方式來提升磨煤機出力。

⑨雙強點火系統(tǒng)運行完成停止工作，以鍋爐內(nèi)最低穩(wěn)燃為標準。

⑩在熱一次風溫的溫度滿足標準的條件下，可以將磨風加熱系統(tǒng)停止，鍋爐處于穩(wěn)燃狀態(tài)。

4.運行中注意事項

①在雙強模式下，對煤粉燃燒器進行點火，在系統(tǒng)運行的過程中對其進行檢測，并且不斷采用吹灰的方式來削弱進出口處的積灰現(xiàn)象。

②在啟爐階段中，采用雙強點火模式，如果是低負荷穩(wěn)燃狀態(tài)下，則可以將其切換到正常模式中，表明爐膛內(nèi)燃燒平穩(wěn)。

5.低負荷穩(wěn)燃時雙強點火系統(tǒng)運行

①雙強模式下，點火系統(tǒng)處于一種穩(wěn)壓穩(wěn)燃狀態(tài)，采用低負荷穩(wěn)燃的方式，可以直接進入到雙強模式中，用雙強燃燒器實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

②如果系統(tǒng)在一次風速能夠滿足要求，給分量適中，可以將雙強點火系統(tǒng)切換到正常模式中。

③根據(jù)雙強系統(tǒng)中油槍的出力狀況，對調(diào)節(jié)油配風調(diào)節(jié)閥開度進行控制與調(diào)整。

④鍋爐正常運行后，首先要對雙強微油點火模式進行切換，切換為正常模式，最后將雙強油燃燒器停止。

⑤點火的過程中，要對燃燒器壁的溫度進行監(jiān)控。

⑥為了提升油燃燒器的燃燒質(zhì)量，要使燃油壓力維持在一定水平，同時對粘度、配風量均進行嚴格控制，并且要保證油槍的正常使用。

三、等離子點火技術(shù)在火電廠燃煤鍋爐上的運用

1.等離子點火裝置的調(diào)試和運行

（1）等離子燃燒器啟動程序

等離子點火煤粉燃燒器啟動過程有三個步驟：

①子系統(tǒng)試驗：其中包括火焰監(jiān)視、冷卻風機、冷卻水泵、冷卻拉弧、FSSS邏輯靜態(tài)試驗等。

②冷態(tài)與熱態(tài)啟動試驗：其中包括點火與穩(wěn)燃能力、燃燒器斷弧能力、不同煤粉量的火焰燃燒溫度以及等離子燃燒器機組冷卻試驗等。

③等離子燃燒器投入試驗（鍋爐負荷不同）：低負荷穩(wěn)燃條件下，等離子燃燒器與相鄰磨煤支持機組低負荷運行試驗；正常運行狀態(tài)下，等離子燃燒器在一般煤粉燃燒狀態(tài)下的投切試驗。

（2）啟動前的冷態(tài)調(diào)整試驗

①一次風管的流速標定試驗。一次風速會對等離子燃燒器的燃燒效率造成直接影響，因而要安裝測速儀器進行標定。其過程有3個工況，用標準皮托管在測速孔內(nèi)對一次風速進行測量，對結(jié)果進行校對獲得風速系數(shù)，導入進DCS邏輯，將送粉管風速在畫面上呈現(xiàn)出來，并作為對等離子點火裝置進行調(diào)整的依據(jù)。

②一次風管道調(diào)平試驗。磨煤機中的四根送粉管分別與鍋爐的對應(yīng)層燃燒器相連。在管道中裝有雙芯可調(diào)縮孔，以縮孔開度來對阻力進行控制。試驗時，要確保磨煤機通風量保持在一定水平，然后進行調(diào)平。此外，使四根輸粉管的流速維持在穩(wěn)燃水平，其輸粉管流速偏差不超過5%。

③磨煤機出口分離器擋板的調(diào)整。等離子點火裝置對煤粉的細粒度有要求，必須要對磨煤機出口分離器擋板進行調(diào)整，進而對一次風速進行控制。

（3）第一次鍋爐點火冷態(tài)啟動

準備工作就緒后，鍋爐在進行點火時要啟動一次風機，同時開啟A磨小油冷風加熱器。①等離子點火系統(tǒng)工作正常，依此將四臺等離子發(fā)生器開啟；②開啟A磨煤機，以最小給煤量為基礎(chǔ)增加，開啟等離子燃煤器；③對鍋爐具體的膨脹情況進行檢查；④對鍋爐溫度、壓力、磨煤機給煤量等方面的變化進行監(jiān)控；⑤使磨煤機給煤量逐步提升，同時機組負荷也隨之提升；⑥開啟B磨煤機，繼續(xù)將負荷拉升；⑦若負荷能夠維持無油穩(wěn)燃條件，那么將A層等離子發(fā)生器進行實驗性停止；⑧將其他磨煤機按順序開啟，將系統(tǒng)負荷繼續(xù)拉升。

（4）停爐

①機組負荷降低，保持A、B、C三臺磨煤機運行；②將四臺等離子發(fā)生器開啟；③停止C磨煤機的運轉(zhuǎn)；④停止B磨煤機的運轉(zhuǎn)；⑤機組負荷不斷下降，A磨煤機推送的煤粉量逐漸減少；⑥A磨煤機的給煤量降低至20t/h時，可以實施滅火閉爐。

2.等離子點火裝置運行調(diào)整安全事項

①準備階段，周界風關(guān)閉，上下二次風控制在較低水平，并根據(jù)情況使二次風門逐漸張開。

②不斷升溫的過程中，要對爐壁的溫度進行監(jiān)控，當達到600℃時，并且仍然處于溫度高速上升的狀態(tài)，要及時采取措施進行降溫，溫度超過800℃，要立刻停爐查看具體原因。

③等離子點火的過程中，磨煤機給煤量應(yīng)不大于燃燒器的出力區(qū)間，同時對爐壁溫度進行監(jiān)控。爐壁溫度波動較小，可以續(xù)以2t/h的速率提升給煤量；若爐壁溫度波動較大，要及時降低給煤速率。

④剛開始點火時，其粉氣流的濃度很低，一次風幾乎不存在粉塵阻塞的現(xiàn)象，因而可以將其速率控制在不超過18m/s，使點火功率不斷提高。

⑤等離子來完成點火時，每隔半小時要對飛灰中的成分做一次分析，點火0.5h以內(nèi)，飛灰可燃物含量為23%；點火0.5-1.0h以內(nèi)，飛灰可燃物含量15%；點火超過1.0-2.0h飛灰可燃物含量13%。

⑥在對給煤量進行調(diào)節(jié)的過程中，可以根據(jù)鍋爐升溫、升壓等方面的實際情況來具體進行調(diào)節(jié)，避免熱負荷偏科。在升溫速率方面，能夠滿足系統(tǒng)日常運轉(zhuǎn)所需要的啟動、沖車定速、升溫升壓、發(fā)電網(wǎng)并網(wǎng)等多方面的要求。

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