660MW机组应用气化微油点火技术的运行分析

【摘要】本文简要介绍在660MW机组应用气化微油点火技术进行冷态启动时的运行情况，以及针对应用气化微油点火技术过程中出现的问题和相应的解决措施进行总结，指出气化微油点火技术的经济效益和社会效益。

【关键词】660MW机组；气化微油点火；运行分析

1.引言

在油价居高不下，全球资源短缺的今天，气化微油点火技术可以大幅度减少发电厂点火和助燃用油，减少发电厂的燃油费用，降低电厂的发电成本，为企业节省开支，经济效益十分明显；另外，应用气化微油点火技术在点火初期就可以投入电除尘设备，减少了烟尘的排放量，减轻了大气污染，具有巨大的社会效益。沙角C电厂660MW火力发电机组配套的锅炉系美国ABB-CE公司设计制造的亚临界、一次再热、单汽包、控制循环、单炉膛、Π型露天布置、四角双切圆燃烧、固态排渣煤粉炉，2007年月10月，沙角C电厂利用#2机组C级检修的机会，对B层燃烧器进行了气化微油点火改造，主要是在B层四角燃烧器内部加装了气化微油点火小油枪，在锅炉启动时直接利用小油枪点燃B层燃烧器煤粉，在低负荷时利用小油枪进行稳燃，从而达到节省燃油的目的。在运行调试过程中，发现了一些问题，通过总结问题和制定相应的措施，使气化微油点火技术在运行过程中得到有效应用，充分发挥了该技术的经济效益和社会效益。

2.气化微油点火燃烧器的工作原理

气化微油点火器利用压缩空气雾化使燃油产生超细油滴后通过高能点火器引燃，极短时间内用燃烧产生的热量对燃料进行加热气化，使其在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚强，呈完全透明状，根部为蓝色高温火焰，中间及尾部为透明红色，火焰温度为1500℃--2000℃，可作为高温火核在燃烧器内进行直接点燃煤粉。油枪气化燃烧产生的高温火焰，首先点燃进入一次室的浓相煤粉，然后再点燃进入二次室稀相煤粉，最后进入炉膛继续燃烧，气化微油燃烧器形成梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过气化燃烧火核时，使煤粉颗粒破裂粉碎，并迅速燃烧。燃烧过程实现分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加带煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量。

3.气化微油点火燃烧器运行过程中的问题及应对措施

3.1 锅炉尾部受热面的二次燃烧问题及应对措施

机组应用微油点火的启动过程中在初期就投入煤粉，煤粉燃烬率相对较低，这必然会造成大量未燃烬的煤粉沉积在锅炉的尾部烟道尤其是空预器、省煤器表面，容易造成锅炉尾部受热面的二次燃烧问题。

由于启动初期，未燃烬的煤粉含碳量较多，但挥发份很少，未燃烬的煤粉类似于无烟煤，而无烟煤的着火温度为700～800℃，而在锅炉尾部受热面的温度在正常运行的情况下在400℃左右，因此未燃烬的煤粉是很难燃烧的。

但是以下两种情况会增加锅炉尾部受热面二次燃烧的可能性：

（1）启动初期投入大油枪，有较多未燃烬的燃油附着在尾部受热面；

（2）锅炉长时间处在微油模式下运行，如遇中间锅炉停炉，关闭送、引风机，炉内通风不畅。

为了防止锅炉尾部受热面二次燃烧，采取了以下应对措施：

（1）点火初期应在确保点火油枪燃烧稳定的前提下再投入微油点火系统。

（2）在机组微油启动期间，应确认B煤仓上干煤和挥发分较高的煤，确保微油点火成功。

（3）B制粉系统投运前，确认磨煤机出口分离挡板在中间位置。磨煤机启动后，派人到现场观察煤粉着火情况，发现炉内燃烧恶劣，炉膛压力波动大，应采取提高燃油流量，调整风量及一次风速、煤粉浓度，炉膛总风量等措施，若燃烧仍不好，应立即停止磨煤机和微油油枪运行，进行炉膛吹扫，等查明原因后再重新启动。

（4）点火期间加强监视空预器出入口烟温，当排烟温度不正常上升或空预器出口烟温大于入口时，判断为二次燃烧时按尾部烟道再燃烧处理。

（5）点火后至25%额定负荷期间连续投入空预器吹灰，并到就地观察吹灰器运作正常。

（6）锅炉停运后，加强炉膛吹扫工作，吹扫时间以相应烟囱不冒烟为准，在吹扫期间应维持空预器连续吹灰。

3.2 利用微油点火启动机组时的再热器保护动作问题及应对措施

沙角C电厂的机组没有设旁路系统，在锅炉升温升压过程中，由于汽机未挂闸，所以锅炉再热器处于“干烧”状态。为了保护再热器，机组采用了再热器保护来保证再热器不被损坏，再热器保护的逻辑图如图2所示。

由图2可以看出，再热器保护有两个触发条件：

（1）炉膛出口烟温大于538℃且烟温保护投入；

（2）炉膛燃烧率大于10%且燃燃率保护投入。

在汽轮机挂闸前，两个触发条件任何一个达到便会使再热器保护动作，锅炉MFT。其中，炉膛燃烧率根据给煤机给煤量计算得出，按五台给煤机运行，每台给煤机给煤输出75%则燃烧率为100%，那么10%燃烧率对应B给煤机的给煤输出为27.5%，由于煤质偏离设计煤种的原因，现有锅炉的燃煤发热量与锅炉设计煤种有较大的差别，当B给煤机的给煤输出达到27.5%时，仍不能把蒸汽参数烧到汽机挂闸要求的参数，如果继续增加B给煤机的给煤量则会引起再热器保护动作，锅炉MFT。

为了保证用微油点火时锅炉能升温升压到汽机挂闸所要求的蒸汽参数，必须在汽机挂闸以前将再热器保护投“烟温保护”模式，退出“燃烧率保护”模式；待汽机挂闸以后再投入“燃烧率保护”模式，退出“烟温保护”模式。但投烟温保护模式时，必须先确保两支红外线烟温探针处于良好状态，在锅炉升温升压过程中，必须严格控制炉膛出口烟温不大于538℃，以确保再热器的安全。

3.3 气化微油点火燃烧器的磨损、烧损、结焦问题的应对措施

为了防止气化微油点火燃烧器产生磨损、烧损、结焦等问题，采取了以下应对措施：

（1）在燃烧器的易磨损部位采用高硬度耐磨铸件，并进行结构优化设计以延长使用寿命。

（2）考虑到一级燃烧室直接接触高温火核，内部燃烧剧烈，在一级燃烧室外壁增加了强化传热鳍片。

（3）微油燃烧器内左右两侧设置燃烧器壁温监测点，当壁温达到600℃时发出报警信号，当壁温达到900℃时微油燃烧器跳闸，当运行人员发现壁温上升过快时，可通过及时调整煤粉浓度和助燃风对燃烧器壁面进行冷却，防止燃烧器烧坏。

（4）微油燃烧器采用分级技术，煤粉气流在进入燃烧器的每一级时会产生内、外气膜，内气膜隔离了火焰气流对燃烧器壁面的冲刷、对流和辐射，同时内、外气膜对燃烧器壁又有冷却作用，从而起到防烧损和防结焦的功能。

3.4 防止飞灰中未燃烬的煤粉在电除尘及省煤器灰斗、灰塔内自燃的应对措施

为了防止飞灰中未燃烬的煤粉在电除尘及省煤器灰斗、灰塔内自燃，采取了以下措施：

（1）点火前，省煤器、各电场灰斗确认清理干净，点火期间应保证除灰系统正常工作，并在每次停炉期，确认灰斗、灰塔内的灰已经输送干净，防止积灰复燃。

（2）点火期间，应加快灰斗的输灰速度，及时把灰斗的灰输走。

（3）有条件的情况下灰塔应连续出灰，如发现布袋除尘器出口冒黑烟，应立即把灰塔里面的灰排放干净。

4.结束语

沙角C电厂从2007年10月开始，对#2锅炉进行了微油点火改造，并先后对#3锅炉、#1锅炉也进行了微油点火改造。经过运行和维护人员对微油点火系统在机组启动过程中产生的问题进行研究，摸索出解决问题的应对措施，找到了适合机组的运行方式，保证了微油点火系统的正常运行。微油点火改造实施以后，在#2机第一次冷态启动过程中微油点火系统共运行21小时，节约燃油208吨，节油率达89.2%。另外采用气化微油点火技术启动锅炉，由于微油枪耗油小、燃烬率高，锅炉启动初期即可投微油点火系统退出大油枪，解决了投大油枪时烟囱“冒黑烟”问题，并且在投入微油点火系统以后便可以投入电除尘，这有效地降低了锅炉启动初期的污染物排放，取得了很好的环保效益。

参考文献

[1]杭州贝思特节能环保科技有限公司.沙角C电厂660MW机组3号锅炉B层燃烧器气化微油点火工程项目竣工材料[R].

[2]何望飞.沙角C电厂锅炉微油点火技术的应用[J].电厂技术，2008，1.

作者简介

陈树伟，男，汉族，广东揭阳人，本科学历，工程硕士，集控运行工程师，集控值班员技师，现担任沙角C电厂运行部值长助理。