王金山

摘 要：該文以大板發(fā)電公司發(fā)電公司一期工程2×600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的鍋爐為例，詳細(xì)介紹微油點(diǎn)火技術(shù)在600MW對(duì)沖燃燒褐煤鍋爐的使用情況。該技術(shù)具有冷爐升爐節(jié)油率高、可靠性高、安全性好、少油點(diǎn)火全程自動(dòng)監(jiān)控、對(duì)風(fēng)速風(fēng)粉濃度及煤質(zhì)等參數(shù)變化適應(yīng)能力比較強(qiáng)、基本無維護(hù)工作量、便于生產(chǎn)管理等特點(diǎn)。少油冷爐點(diǎn)火穩(wěn)燃技術(shù)作為一種應(yīng)用于電站鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃的新節(jié)油技術(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：火電機(jī)組 微油點(diǎn)火 褐煤 對(duì)沖燃燒鍋爐 燃燒器

中圖分類號(hào)：TK223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（b）-0001-02

內(nèi)蒙古大板發(fā)電有限責(zé)任公司成立于2006年8月，是由中國(guó)電力投資集團(tuán)公司和東北電力開發(fā)公司共同出資組建的。大板電廠現(xiàn)有600MW空冷發(fā)電機(jī)組兩臺(tái)，燃煤鍋爐均為亞臨界壓力、單爐膛平衡通風(fēng)的自循環(huán)汽包鍋爐，型號(hào)為B&WB—2080/17.5—M。該鍋爐是由北京B&W公司依據(jù)美B&W公司鍋爐技術(shù)并結(jié)合當(dāng)?shù)厝加妹嘿|(zhì)特性和自然條件進(jìn)行性能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的亞臨界參數(shù)RBC鍋爐，分別于2009年11月和2010年2月投產(chǎn)，現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)良好，對(duì)內(nèi)蒙地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)增、拉動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)起到積極作用。微油點(diǎn)火技術(shù)是近年來火電廠鍋爐點(diǎn)火的一項(xiàng)新技術(shù)，其本質(zhì)上是通過專門的燃燒器直接運(yùn)用煤粉多級(jí)燃燒能量逐級(jí)放大技術(shù)、氣化微油量燃燒技術(shù)點(diǎn)燃燃燒器內(nèi)的煤粉，從而達(dá)到鍋爐微油點(diǎn)火、低負(fù)荷穩(wěn)燃的目的[1-2]。目前在我國(guó)火電行業(yè)生產(chǎn)過程中，煤炭仍然是主要的能源補(bǔ)給形式[3-4]，為提高煤質(zhì)著火性、低負(fù)荷時(shí)的燃燒穩(wěn)定性，每年也要消耗掉大量的燃料油，為電站運(yùn)營(yíng)增加了運(yùn)行成本。該文結(jié)合大板發(fā)電站機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及微油點(diǎn)火技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，對(duì)褐煤微油點(diǎn)火技術(shù)的設(shè)計(jì)以及大板電站的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)述，為電力行業(yè)推廣微油點(diǎn)火技術(shù)提供技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

1 大板電站褐煤鍋爐系統(tǒng)組成

大板電站發(fā)電采用的原煤為白音華煤礦的老年褐煤，鍋爐系統(tǒng)由磨煤機(jī)、煤粉管道、煤粉燃燒器、空氣預(yù)熱器、冷熱一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、鍋爐大風(fēng)箱等組成。

1.1 制煤粉系統(tǒng)

大板RBC鍋爐采用中速磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配備MPS225HP-II 型中速磨煤機(jī)，采用SLK型靜態(tài)分離器進(jìn)行煤粉細(xì)度調(diào)整。鍋爐設(shè)計(jì)燃時(shí)以白音華煤礦褐煤作為發(fā)電用煤，白音華煤礦褐煤的煤質(zhì)情況參見表1。

1.2 煤粉燃燒器

鍋爐爐內(nèi)配置42個(gè)B&W標(biāo)準(zhǔn)的DRB-XCL（Dual Register Burner-Axial Control Low NOx）低NOx雙調(diào)風(fēng)旋流燃燒器，采用前后墻對(duì)沖燃燒方式，前墻分四層，后墻分三層，分別布置在鍋爐前后墻水冷壁上，每層各有6只燃燒器；在前后墻共布置了42只點(diǎn)火油槍，與燃燒器構(gòu)成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

鍋爐D層燃燒器設(shè)置了微油點(diǎn)火裝備，鍋爐膛上部布置屏式過熱器，爐膛折焰角上方有二級(jí)高溫過熱器，水平煙道垂直于再熱器布置。D層尾部的豎井由前后兩個(gè)煙道隔墻分隔，其中前煙道內(nèi)布置水平再熱器，后煙道布置過熱器、省煤器；為了分流煙氣以保持控制負(fù)荷范圍內(nèi)的再熱蒸汽出口溫度，在分煙道底部設(shè)置煙氣調(diào)節(jié)擋板裝置。煙氣通過調(diào)節(jié)擋板后可匯集于空氣預(yù)熱器中。每臺(tái)鍋爐配兩臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，以滿足鍋爐通風(fēng)的需要。采用兩臺(tái)軸流式一次風(fēng)機(jī)為磨煤機(jī)提供負(fù)荷風(fēng)及密封風(fēng)。另外，在一、二次風(fēng)道入口裝有暖風(fēng)器。

1.3 空氣預(yù)熱器

鍋爐配備兩臺(tái)33VNT 2400（150）型三分倉回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，均由豪頓華工程有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。預(yù)熱器旋轉(zhuǎn)方向依次為經(jīng)過煙氣、一次風(fēng)和二次風(fēng)。煙氣和空氣流向相反，即煙氣向下、一次風(fēng)和二次風(fēng)向上。通過改變扇形板和軸向密封板的寬度可以實(shí)現(xiàn)雙密封和三密封，以滿足電廠對(duì)空預(yù)器總漏風(fēng)率和一次風(fēng)漏風(fēng)率的要求。根據(jù)技術(shù)協(xié)議規(guī)定：鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種，在最大連續(xù)蒸發(fā)量B-MCR時(shí)，空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率（單臺(tái)）在投產(chǎn)第一年內(nèi)不高于6%。

鍋爐蒸汽溫度調(diào)節(jié)方式采用兩級(jí)噴水減溫；再熱蒸汽是利用設(shè)置在尾部分煙道底部的煙氣調(diào)節(jié)擋板來調(diào)節(jié)再熱器出口溫度，事故情況下采用設(shè)置在再熱器冷段入口管上的事故噴水減溫器來調(diào)節(jié)。

1.4 靜電除塵器

每臺(tái)鍋爐后部安裝兩臺(tái)干式、臥式、板式雙室四電場(chǎng)靜電除塵器，均由福建龍凈環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)。省煤器和電除塵器的飛灰采用氣力輸送，爐底采用固態(tài)連續(xù)排渣由一臺(tái)鋼帶式輸渣機(jī)和斗式提升機(jī)直接將渣提升到鋼制儲(chǔ)渣倉。每臺(tái)鍋爐配備一套濕法煙氣脫硫裝置（FGD）用于除去煙氣中的二氧化硫，吸收二氧化硫后的石灰石漿液經(jīng)濃縮和脫水，制成石膏后進(jìn)入石膏庫或石膏倉貯存。

2 微油點(diǎn)火系統(tǒng)組成

大板電站微油點(diǎn)火系統(tǒng)由點(diǎn)火系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)以及一次風(fēng)加熱系統(tǒng)組成，利用少量燃油直接點(diǎn)燃煤粉而實(shí)現(xiàn)機(jī)組冷啟動(dòng)。

2.1 微油燃燒器

鍋爐D層裝有氣化微油燃燒器，當(dāng)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)、或鍋爐處于低負(fù)荷穩(wěn)燃階段，均可利用調(diào)節(jié)油壓進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械霧化，即將燃油擠壓破碎形成微小油滴，再利用高速射流的壓縮空氣對(duì)燃油滴直接二次擊碎，霧化成超細(xì)油滴，再通過高能點(diǎn)火器引燃，同時(shí)利用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃油進(jìn)行加熱、擴(kuò)容，使燃油在氣化狀態(tài)下燃燒，可以大大提高燃油火焰溫度，并急劇縮短燃燒時(shí)間。同時(shí)，燃燒器中需高速射入空氣以補(bǔ)充燃燒所需氧氣；火焰噴入煤粉燃燒器內(nèi)可直接點(diǎn)燃燃燒器中的煤粉，如此僅用微量油即可啟動(dòng)鍋爐，達(dá)到鍋爐穩(wěn)燃的目的。氣化燃燒后的火焰藍(lán)色，傳播速度快，中心溫度高達(dá)1500～2000 ℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)直接點(diǎn)燃一級(jí)煤粉，從而實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐冷爐啟動(dòng)及低負(fù)荷穩(wěn)燃。

2.2 燃油系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)微油點(diǎn)火，在氣化微油油燃燒器需配備專用氣化微油槍，微油系統(tǒng)中每一個(gè)分支上均配置氣動(dòng)油角閥和截止閥。氣化微油槍與油燃燒室配合工作，燃油燃燒后形成溫度很高的火焰，進(jìn)而引入煤粉燃燒器中，當(dāng)高壓氣流帶著濃相煤粉通過高溫火核時(shí)，煤粉整體溫度將急劇升高并釋放出大量的揮發(fā)物，故可以迅速燃燒。已經(jīng)燃燒的濃相煤粉進(jìn)入二次室內(nèi)后，將與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)褐煤煤粉分級(jí)燃燒， 進(jìn)而達(dá)到加速爐內(nèi)煤粉燃燒的目的。燃油系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)滿足爐內(nèi)點(diǎn)火、停機(jī)以及低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒的需求。endprint

2.3 壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)用于推動(dòng)爐內(nèi)煤粉的運(yùn)行，一般可與煙油系統(tǒng)的油槍配合使用，通過氣化微油槍前期的供氧風(fēng)道提供主燃風(fēng)，加快燃油器內(nèi)燃油霧化與燃燒。

2.4 助燃風(fēng)系統(tǒng)

助燃風(fēng)系統(tǒng)用來為氣化微油油槍提供一定的后期燃燒的氧量，為氣化微油槍及油燃燒室提供冷卻以及在氣化微油系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)保持油燃燒室的清潔，防止管道內(nèi)煤粉進(jìn)入，污染油槍及火檢。

2.5 一次風(fēng)加熱系統(tǒng)

當(dāng)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，可借助一次風(fēng)加熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)混合風(fēng)擋板及暖風(fēng)器進(jìn)口擋板，控制加熱系統(tǒng)提高冷油溫度，以滿足D磨的風(fēng)量、溫度等方面的要求。

3 微油點(diǎn)火技術(shù)在大板發(fā)電中的應(yīng)用

大板發(fā)電公司發(fā)電#1機(jī)于2014年5月4日啟動(dòng)，微油點(diǎn)火一次成功，采用微油點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃煤粉燃燒器中的大量煤粉，從而達(dá)到鍋爐冷爐微油點(diǎn)火、低負(fù)荷穩(wěn)燃的目的。運(yùn)行初期，磨煤機(jī)出力較小，導(dǎo)致爐內(nèi)煤粉燃燒效果一般，后期通過調(diào)整給煤量和煤粉控制，燃燒效果明顯提高，確保鍋爐升溫、升壓的平穩(wěn)控制。微油燃燒器在投粉前位于燃燒器中的微油點(diǎn)火槍處于投運(yùn)狀態(tài)， 磨煤機(jī)入口風(fēng)溫達(dá)到規(guī)定值后即可投煤。微油點(diǎn)火初期爐內(nèi)升溫、升壓曲線如圖1所示，在點(diǎn)火升溫過程中，給煤的最低給煤率控制在20～30 t/h，開啟給煤機(jī)的下煤閘板后，為保證點(diǎn)火升溫過程及水動(dòng)力過程的穩(wěn)定性，水煤比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行時(shí)的8：1，由于初期燃盡率較低，所以此階段主蒸汽的最大升溫速率為1.2 ℃/min， 最大升壓速率為0.018 MPa/min，相關(guān)技術(shù)參數(shù)滿足運(yùn)行規(guī)程規(guī)定的升溫、升壓速率要求。此外，從圖1中分析可知：（1）一次風(fēng)速的高低對(duì)燃燒器內(nèi)煤粉的點(diǎn)火和燃燒影響大，一般風(fēng)速偏低會(huì)造成一次風(fēng)管積粉甚至堵管，而風(fēng)速過高又可導(dǎo)致煤粉點(diǎn)火推遲。因此選擇合理的點(diǎn)火一次風(fēng)速，對(duì)少油點(diǎn)火燃燒器的穩(wěn)定燃燒較為重要。（2）煤粉濃度對(duì)少油點(diǎn)火燃燒有明顯影響，在一次風(fēng)速和助燃風(fēng)壓力不變時(shí)，增加給煤量時(shí)燃燒狀況好。（3）少油點(diǎn)火過程中煤粉燃燒效率有待提高。使用少油冷爐點(diǎn)火技術(shù)，在油槍投用后即可投入煤粉，由于冷爐點(diǎn)火時(shí)爐膛溫度和一、二次風(fēng)溫均很低，不利于煤粉的燃盡。在冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)1.8 h后，測(cè)得飛灰可燃物達(dá)到10%，煤粉燃燒率可達(dá)到90%。隨著機(jī)組工作時(shí)間的延長(zhǎng)，鍋爐膛內(nèi)溫度、一次風(fēng)溫度、二次風(fēng)溫度均有提高，煤粉燃燒效率逐步提高。（4）由于煤粉燃盡較為理想，少油點(diǎn)火期間即使有較多未燃盡煤粉聚集在尾部受熱面，也不會(huì)發(fā)生受熱面二次燃燒問題，當(dāng)然，在使用少油啟動(dòng)過程中還是需要及時(shí)進(jìn)行尾部受熱面的吹灰。

4 結(jié)語

在常規(guī)鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)過程中，為避免未燃盡的油滴粘污電極，鍋爐電除塵器無法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，同時(shí)煙氣中粉塵會(huì)使鍋爐引風(fēng)機(jī)葉片造成磨損，這些均給電廠帶來直接的經(jīng)濟(jì)損失。采用氣化小油槍點(diǎn)火裝置、微油點(diǎn)火技術(shù)，電除塵器可以在鍋爐啟動(dòng)及低負(fù)穩(wěn)燃時(shí)正常投入一電場(chǎng)，可大大減少粉塵的排放，避免了環(huán)境污染，給電廠帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。經(jīng)內(nèi)蒙古大板發(fā)電廠微油點(diǎn)火技術(shù)的工程實(shí)踐，對(duì)該技術(shù)總結(jié)以下幾點(diǎn)，供今后相關(guān)火力發(fā)電廠技術(shù)改造時(shí)借鑒。

（1）采用微油點(diǎn)火技術(shù)，在冷爐狀態(tài)下可以方便、快速、穩(wěn)定地點(diǎn)燃煤粉，實(shí)現(xiàn)以煤代油，節(jié)油率可達(dá)90%；微油點(diǎn)火系統(tǒng)具有投資少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、使用安全可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，是一種值得大力推廣使用地技術(shù)。

（2）保持給煤量20～30 t/h、一次風(fēng)速20 m/s時(shí)，冷爐狀態(tài)下均能穩(wěn)定點(diǎn)燃煤粉，燃燒器出口火焰溫度可達(dá)1000 ℃。微油點(diǎn)火技術(shù)對(duì)一次風(fēng)速和煤粉濃度的適應(yīng)性很廣。

（3）通過調(diào)整給煤量能很好地控制鍋爐升溫、升壓，啟動(dòng)過程中的過、再熱器壁溫未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。

（4）在少油啟動(dòng)過程中，煤粉燃盡情況比較理想，在冷爐狀態(tài)微油點(diǎn)火技術(shù)不會(huì)造成尾部受熱面的二次燃燒。

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