新型风道加热系统在上都电厂的应用

赵徽

内蒙古上都发电有限责任公司  内蒙古锡林郭勒盟 027200

一、基本内容

1. 研究探索及实施背景

目前多数电厂已采用微油点火或等离子点火的节油技术，大幅降低了机组点火启动用油。对于直吹式制粉系统机组，实现在冷态条件下的磨煤机启动，便可最大限度发挥节油点火装置的技术优势。

燃油式风道加热系统在机组冷炉启动过程中发挥着重要作用。在机组冷炉启动的过程中，燃油式风道加热系统可以高效的提高磨煤机入口的风温，缩短磨煤机的启磨时间，从而减少炉膛的暖炉时间，最终达到节约燃油的目的。

内蒙古上都发电有限责任公司一，二期(600MW)机组锅炉在新建初期，由烟台龙源公司在实施等离子点火系统时，设计并配套安装了冷磨点火启动的冷风加热系统。该系统因当时技术所限，不仅其系统复杂，设施庞大，还存在设备老化、性能下降、可靠性差、维护量大等问题。

该系统采用了加装一次风旁路风道的布置方式，在4个独立燃烧室内装有4支单一机械雾化式大油枪，出力约150kg/h。各有一套供油阀门组件、点火杆与推进装置、红外火检以及控制装置。助燃冷却风引自磨煤机密封风，并配有增压风机。由于系统配置不合理，现场设备十分繁杂，占地面积大。落后的油枪雾化技术油滴较大，不仅点火困难，燃烬率低，且有大量未燃油料进入磨煤机，极易发生爆燃。还有阀门内漏严重，也存在着严重的安全隐患。我厂曾发生过#2机组风道爆燃和#1机组风道尾部烧塌的事故。因此，技术与设备的升级改造势在必行。摆在热工专业面前的调战只能努力应对。

2、原风道加热系统存在的问题

2.1、系统安全性能低。原风道加热系统没有很好的规避阀门内漏和在运行过程中单只油枪未点燃的情况，造成管道内存在大量积油。管道内潜在的爆燃风险较大。

原风道管路及阀门组

2.2、系统运行不稳定。原风道加热系统采用机械雾化方式，燃油的雾化效果不理想，原风道加热系统燃油直接取自主燃油母管，油压易产生波动，由于以上两点原因，在运行过程中较高频率的出现断火，灭火的情况。

2.3、系统能耗高。原风道加热系统的用于助燃的高压风，来自单独的一台专用风机。此风机常年运行产生的电能消耗对整个风道加热系统的经济效益产生影响。

原有风机现场图片

2.4、系统繁琐，检修维护工作量大。原风道加热系统采用四只机械雾化油枪，四只油枪各自独立的燃烧器，各自对应一套油、风管道。缺点时检修工作量极大，并且在检修工作时，油枪之间彼此制约，操作工作面小。而且运行中非常难以点燃，并且点燃后油枪不能互相引燃的作用。

 

原有系统现场图片

3、针对原系统的升级方案

新型燃油式风道加热系统，我们团队在设计上充分的考虑了原有系统的各种弊病，对系统进行了多方面的升级改造。

1、外延设备集成化，新型燃油式风道加热系统，将控制柜和阀门组进行集成化（详见下图）。将系统集成化以后，有以下三方面优势：

（1）所有的阀门、仪表、连接件都安装于柜体内，大幅度的延长各种设备的使用寿命。有效的避免了阀门内漏的问题，可以保证各外延设备长期有效的投入工作。

（2）设备大幅度集成，大量工作在出厂前完成，工艺级别高，现场工作量小，现场施工工期短。

（3）由于设备集成，现场空间简洁，设备整体美观且实用。

集成一体柜效果图                 集成一体柜实物照片

2、油枪采用气泡雾化方式，新型风道加热系统加热油枪采用气泡雾化方式，气泡雾化油枪的雾化效果远好于机械雾化方式。气泡雾化油枪所需要的燃油和压缩空气均取自平衡稳压系统，可以确保油压和气压在运行过程中平衡稳定。为风道加热系统长期稳定运行提供了重要保障。

3、系统机构简单化。新型风道加热系统采用三支油枪，三支油枪成“品”型集中布置。此种布置方式主要有两点优势：

三支油枪集中布置，如果其中一只油枪出现短暂的灭火、断火的情况另外两只油枪的油火焰可以瞬间将其引燃，这样可以有效的避免管道内积油的情况，安全性大大提升。

简化了系统，空间面积缩小3/4,检修空间增大，操作灵活方便。

4，精简设备，降低能耗。新型燃油式风道加热系统的助燃风取自磨煤机密封风，取消原有的专用助燃风机，经济效益提高。基本检修量极大降低。

5.系统运行方式机动灵活。自动化程度高，尽可能实现DCS中心控制，减少现场工作量；各支油枪均可单独投运和退出，开始冷磨启动时投入三只油枪，可随来一次风风温升高而在一定的范围内调整油枪运行数量；最后解掉油枪全部可以实现远方控制。灵活机动。

新型燃油式风道加热系统现场图片

新型燃油式风道加热系统安装示意图

新型燃油式风道加热系统安装剖面示意图

4.新技术方案及概述

新型燃油式一次风加热系统由风道加热器、加热油枪以及燃油、压缩空气、磨煤机密封风管路与阀门、监测与控制装置等部分组成。风道加热器采用耐热材料制成，安装于原风道加热装置位置，设有中心燃烧管和油火焰燃烧室，与加热油枪套管相连。

本系统设有三支加热油枪，加热油枪套管与燃烧室连接，加热油枪燃烧火焰进入中心燃烧管，与一次风混合加热。点火初期运行时，可同时投入三支加热油枪，根据磨煤机进口风温，控制燃油量，按一次风升温逐渐解列各支加热油枪，加热装置单位时间用油量随着一次风温度升高下降。

燃油为轻柴油，三支加热油枪出力各为150-200kg/h，采用气泡雾化原理和气化燃烧技术。

系统设有燃油系统、压缩空气系统、高压冷却风系统。

为确保设备运行安全，还设有风温测点、红外火检等多重监控与保护措施。

高压冷却风接入燃烧室，用于冷却油枪和补充氧量。高压冷却风引自磨煤机密封风。

5.系统安装与现场实施

将原来风道加热的4支油枪及相应设施全部拆除。

其中包括油系统及阀门组、高压冷却风及管路系统、点火杆及推进装置、燃烧室、控制柜及相关辅助系统。

安装新的加热系统，包括加热油枪、点火器及打火杆、燃油平衡稳压系统、压缩空气系统。

安装新的加热燃烧器，包括燃烧套管、高压风系统。

安装新的控制系统，即就地控制柜和阀门组件。

安装新的辅助系统，包括温度监测系统、火检系统、可视火焰观察孔。

接通电路、油路、气路。新系统DCS组态。防火隔热段浇注料施工。

二．新型冷风加热系统的显著特点

（1）点火效果好：油枪燃油雾化效果好、燃尽率高，出力调整方便，效果明显优于其它雾化方式；

（2）燃烬率高：燃烬率可达99%以上；

（3）安全性高：设有红外线火检和多个温度测点，确保系统和锅炉运行的安全性；并且油燃烧器居中布置，不会造成局部过热情况发生。

（4）自动化程度高：全部设备控制与反馈信号接入DCS，组态逻辑严密，无论远程、就地均可方便操作；

（5）投运可靠性高：设备运行可靠，可随时启动，启动成功率可达100%，响应时间短；

（6）设备维护量小：系统设计合理，设备性能稳定，维护工作量极小；

（7）运行费用极低：油枪使用寿命8年以上，无易损件，运行维护费用低；

（8）施工周期短：设备完整配套，现场安装工作简单，施工周期约5-7天。

三．应用中取得的成果

该燃油式一次风加热系统具有热功率大、结构简单、阻力小、投资少、操控方便、维护量小等显著优点，满足180-320℃磨煤机启动风温，达到磨煤机启动条件要求。该方法节油效果十分可观，每次冷炉点火启动用于一次风加热用油量仅需几百公斤。经济效益十分显著。

新型燃油式风道加热系统大幅简化了原有系统，结构简明，操作简单，有效提高了系统的运行稳定性，提高了原有系统的安全性能。在冷炉启动中，在节约燃油方面起到了重要作用。