分析少油点火煤粉燃烧器技术改造与效果

刘远平

（徐州科融环境资源股份有限公司）

摘要：利用少油点火技术，可以通过煤粉的燃烧来提高炉膛的温度、风温、汽温、压力，用燃煤的消耗代替燃油的消耗，用低价燃料替代高价燃料，从而达到节能降耗的目的。

关键词：少油点火；煤粉燃烧器；技术改造；效果

引言

少油点火原理是：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪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，火焰中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧，从而实现锅炉启动、停止以及低负荷稳燃中以煤代油的目的。

1、少油点火燃烧器的系统构成

少油点火燃烧系统包括点火系统和辅助系统两大部分。点火系统包括煤粉燃烧器、油燃烧器两部分；煤粉燃烧器和油燃烧器之间的连接部位设置了一个耐火筒，里面安装有蓄热砖，具有很好的稳燃作用。从油枪喷嘴喷出的燃油在燃烧室着火后将位于燃烧室出口的蓄热砖加热，蓄热砖具有很好的蓄热、保温效果，这样就可以使燃烧器出口始终保持较高的温度，对燃油具有一定的加热稳燃作用，起着稳定着火的作用。由于油枪的两级雾化效果好，还有蓄热砖的蓄热保温作用，所以油枪火焰燃烧非常稳定。少油点火系统雾化油枪是内混式二次雾化油枪，燃料油采用0#轻柴油，要求燃油粘度≦4°E，采用压缩空气作为雾化介质。少油点火油枪的基本参数如表1所示。

表1少油点火油枪基本参数

辅助系统主要是由油燃烧器的外围提供燃油、压缩空气、助燃空气的设备以及控制、监控等设备组成，包括供油系统、压缩空气系统、吹扫系统、助燃风系统、火检系统等及其相应的控制系统。

2、少油点火煤粉燃烧器技术改造与效果

2.1工程概况

某电厂锅炉采用哈锅设计制造的670MW超临界褐煤塔式直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构，直吹式八角切圆燃烧布置方式，配8台风扇式磨煤机，每台磨煤机对应1角5层燃烧器，每角燃烧器配有3层大油枪，每支大油枪燃油量2.2t/h。其中#2、6角煤粉燃烧器另配有少油点火系统，每层燃烧器配备1组（2支）少油点火油枪，5层燃烧器共5组10支少油点火油枪，每支小油枪燃油量0.06t/h，磨煤机入口烟道内装设两支少油油枪。

该电厂改造的少油点火系统由徐州燃烧控制研究院设计研发，在煤粉燃烧器喷口前插入少油燃烧器，点火时由油燃烧器发出高温火焰，将煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到高温油火焰的冲击，挥发份迅速析出同时开始燃烧放出大量的热，进一步将煤粉加热到远高于该煤种的着火温度，使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷射进入炉膛，煤粉的燃尽率极高，从而达到以煤代油启动锅炉的目的；另外在锅炉低负荷时，可以将少油燃烧器投入，用少量的油实现锅炉的超低负荷稳燃。

2.2改造前问题汇总

该电厂少油点火系统投入之初，设备运行不稳定，点火成功率较低，设备故障率高，控制逻辑不完善，出现过爆燃等问题，存在安全隐患。另外火检吹扫设计不完善，未投入少油点火系统时，油配风机停止运行后，由送风机送出冷风冷却少油火检，但冷却效果不好，火检光纤经常烧损，且积灰严重。每次锅炉点火启动期间都需要对火检探头进行擦拭及清理，而且二次回路板经常损坏，更换繁琐，检修不方便。

2.3改造优化

2.3.1改造设备

（1）对少油火检重新改造，更换为可靠的少油火检探头，二次回路板工作稳定，不再经常损坏；探头的接线采用航空插头连接方式，火检损坏后，直接拔下插头更换，检修更为快捷，方便维护；火检光纤改为硬质光纤，清理火检探头积灰时方便拆装。

（2）改造少油火检冷却风源，冷却风从火检冷却风母管引出，连接至火检探头，作为少油配风机停止后，探头冷却风主要风源，提高对探头的冷却，清灰效果显著。

（3）统一调整少油点火枪与小油枪安装距离，经过反复试验，确认最佳安装距离，提高点火成功率。

（4）在保证燃烧器壁温不超温的情况下，增大A层小油枪流量，提高进入炉膛煤粉的燃烬率，减少炉膛内积聚的煤粉。

（5）对用来监视少油燃烧器火焰的图像火检系统进行改造，改用光纤传输视频信号，提高抗干扰能力，反复调整摄像头焦距，清晰观测燃烧器内燃烧情况。

（6）统一更换烟道小油枪雾化片为700kg/h雾化片，迅速提高磨煤机入口风温，充分干燥煤粉。

2.3.2完善逻辑

（1）首台#2/#6磨少油点火投用后，磨出口温度大于120℃且5层少油火检都有火，持续5分钟以上才允许启动给煤机投粉；第二台磨少油点火投用后，磨出口温度大于120℃且5层少油火检都有火，空气预热器前烟气温度大于150℃，炉膛温度大于260℃才允许启动第二台给煤机投粉。

（2）在少油模式下，汽轮机挂闸后，#2、6角喷口任意一层少油火检消失，联锁投入相应大油枪，大油枪启动后未着火且少油火检消失，延时30秒跳闸对应给煤机，此时禁止不进行吹扫就投入大油枪点火；如两层或以上少油火检消失延时10s，跳闸该角给煤机。

（3）在少油PLC逻辑中增加二次点火功能，防止燃烧不稳，火检抖动时少油跳闸。

2.3.3改进运行方式

（1）机组停运时尽量烧空#2、6原煤斗内存煤，锅炉点火前保证#2、6原煤斗上煤为优质褐煤。在机组启动之前进行各层小油枪试投，保证所有小油枪都能够正常燃烧才能投粉；油枪故障需处理时要停运对应给煤机，尽量不允许投粉情况下处理油枪缺陷。少油点火启动后，给煤机投粉前，使锅炉的总风量达到40%-60%，保证把未燃尽煤粉带走，使炉膛内不积聚过量煤粉，同时连续运行排渣机、空预热器吹灰，电除尘投入。

（2）点火初期先投入烟道小油枪，以利于磨出口温度顺利上升，在投粉前，先投入一支大油枪进行稳燃和提高炉膛温度，锅炉投粉后调整风扇磨煤机的外循环挡板及下部返料挡板开度，增加煤粉细度，密切监视磨煤机出、入口温度变化情况，保证磨煤机出口温度大于80℃，当出口温度持续下降低于80℃时，停止给煤机，检查原因。

（3）少油点火投入时，运行人员加强监视炉膛沿程温度变化，当升温不正常时立即检查锅炉着火情况，必要时投入大油枪助燃，同时加强监控少油磨煤层火检强度，增派巡检人员就地观火，随时掌握燃烧情况，

结语

该发电厂采用少油点火技术，实现了锅炉的少油启动、停止以及低负荷情况下的稳燃，能够节省大量的燃油，减少了电厂运行成本，达到了节能减耗的目的。针对少油点火系统中存在问题进行的改进，提高了设备运行的可靠性，大大延长了设备的使用寿命及维护周期，减小了维护量。通过完善，有效降低运行可控损失，为机组的经济运行奠定了基础。

参考文献

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[2]DL/T774-2004，火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].

[3]郭建，王杰.气化微油点火技术的应用及其控制方案[J].科技视界，2012(27).