氣泡霧化渣油技術(shù)在410t/h鍋爐上的應(yīng)用

摘要：針對(duì)鍋爐燃油系統(tǒng)出現(xiàn)的燃燒不完全、冒黑煙、甩油問(wèn)題，介紹了鍋爐油槍的改造方案和氣泡霧化油槍的工作原理，完善的鍋爐遠(yuǎn)程控制點(diǎn)火程序。在實(shí)際應(yīng)用中節(jié)約了大量燃油，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，并歸納了實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵字：汽包霧化油槍 節(jié)能降耗 環(huán)境保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（b）-00-01

宏偉熱電廠鍋爐采用的是機(jī)械霧化油槍，當(dāng)冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)，燃油霧化不好，燃燒效率低，造成啟動(dòng)時(shí)冒黑煙，環(huán)境污染嚴(yán)重。不能直接用電子打火的方式點(diǎn)燃燃油。基于這些問(wèn)題對(duì)鍋爐油系統(tǒng)進(jìn)行了徹底的改造，采用了新型氣泡霧化油槍，霧化效果更好，可以直接電打火點(diǎn)燃，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制。并且由于油槍霧化效果好，燃燒充分，火焰溫度高，爐膛溫升快，節(jié)約了大量燃油，運(yùn)行效果、經(jīng)濟(jì)效益良好，值得推廣。

1 原系統(tǒng)狀態(tài)

鍋爐型號(hào)為 HG-410/9.8-HM16，配備直吹式制粉系統(tǒng)，直流燃燒器六角切向燃燒布置，每一角配一個(gè)油燃燒器，作為點(diǎn)火和穩(wěn)燃用。燃油品質(zhì)為渣油，點(diǎn)火油壓為2～3 MPa，油槍采用機(jī)械霧化噴嘴，出力為1～1.5 t/h。設(shè)計(jì)鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)為電能打火、液化氣、霧化渣油、煤粉逐級(jí)點(diǎn)燃來(lái)啟動(dòng)鍋爐燃燒器。存在以下問(wèn)題：（1）由于燃油為渣油，即便在120 ℃溫度以上時(shí)粘度仍很大，在壓力機(jī)械式霧化條件下，設(shè)計(jì)良好時(shí)霧化粒度可達(dá)120 μm，而且分布不均勻。這種粒度油滴在冷態(tài)鍋爐中是不可能完全進(jìn)行燃燒的，因此，有冒黑煙的情況。（2）霧化效果不好導(dǎo)致燃燒效率低，火焰溫度低，投油時(shí)間長(zhǎng)，消耗大量燃油；（3）最初設(shè)計(jì)的點(diǎn)火槍由于點(diǎn)火能量不夠或燃油霧化不好原因不能直接點(diǎn)燃燃油，操作方式為人工就地點(diǎn)火；（4）由于硬件執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)雜，原有點(diǎn)火邏輯不夠完善，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火，致使最初設(shè)計(jì)的鍋爐點(diǎn)火和穩(wěn)燃系統(tǒng)程序控制不能投入使用。

2 氣泡霧化技術(shù)

空氣霧化渣油技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用壓縮空氣做為霧化介質(zhì)，和低壓液體在油槍中進(jìn)行混合，然后在油槍槍頭噴出時(shí)產(chǎn)生爆破式霧化。液霧顆粒小，索太爾平均直徑SMD小于40 μm，尺寸分布指數(shù)N大于2；霧化效果基本不受燃油粘度大小的影響，粘度使用范圍寬，為70E（即燃油只要有流動(dòng)性）；燃燒的完整，不會(huì)冒黑煙，燃燒效率達(dá)到99.5%以上；燃燒器不結(jié)焦，不堵塞。

油槍結(jié)構(gòu)如圖1所示，油槍前部為雙層套管，管內(nèi)介質(zhì)為油，管外為壓縮空氣，兩者在分配器中混合后，由壓縮空氣對(duì)油進(jìn)行霧化，霧化后的油從噴嘴中沿小孔噴出。

3 改造方案

（1）改進(jìn)點(diǎn)火裝置。采用高能量點(diǎn)火器，打火能量達(dá)到了40 J，這種能量的打火完全能點(diǎn)燃40 μm以下油霧，實(shí)現(xiàn)了用電打火的方式直接將燃油點(diǎn)燃。

（2）空氣冷卻技術(shù)。油槍和點(diǎn)火槍在結(jié)構(gòu)上有隔熱層和通風(fēng)層，并且在爐膛邊緣的材質(zhì)均采用耐高溫金屬，即使在二次風(fēng)管中油槍和點(diǎn)火槍的溫度也不超過(guò)100 ℃，這樣油槍和點(diǎn)火槍不需要安裝推進(jìn)裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定點(diǎn)火最佳位置。這對(duì)自動(dòng)點(diǎn)火控制具有非常重要的意義。

（3）供油系統(tǒng)改造。氣泡霧化噴嘴用壓縮空氣作霧化汽源，需要0.45～0.60 MPa（爐前壓力），渣油壓力只要0.45～0.9 MPa，油槍出力為750～1500 kg/h，流量調(diào)節(jié)比為1∶2。粘度小于70 E便可以實(shí)現(xiàn)渣油冷爐電子自動(dòng)點(diǎn)火，不需要投燃?xì)猓怨┯捅梅吭┯捅枚?jí)串聯(lián)泵可以取消二級(jí)泵，原有燃?xì)夤苈啡∠?/p>

（4）完善鍋爐自動(dòng)點(diǎn)火程序。點(diǎn)火控制裝置由就地和遠(yuǎn)控兩部分組成。就地控制裝置布置在設(shè)備旁，主要用于設(shè)備的調(diào)試及就地控制時(shí)的手動(dòng)操作，全部操作由點(diǎn)動(dòng)按鈕來(lái)完成；而遠(yuǎn)程控制裝置布置在控制室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的集中監(jiān)控，有利于鍋爐各系統(tǒng)的聯(lián)鎖及協(xié)調(diào)控制。遠(yuǎn)程自動(dòng)點(diǎn)火采用SFC順控圖編程。程序執(zhí)行為：點(diǎn)火條件滿足時(shí)，投入自動(dòng)，開(kāi)吹掃閥→吹掃延時(shí)900 s→關(guān)吹掃閥→開(kāi)壓縮空氣閥→開(kāi)1#油閥，點(diǎn)火槍點(diǎn)火，20 s后，判斷油槍火檢是否有火。若油槍點(diǎn)燃，則此次點(diǎn)火成功，若點(diǎn)火失敗，則關(guān)閉燃油閥和壓縮空氣閥→開(kāi)吹掃閥→延時(shí)300 s→關(guān)吹掃閥，點(diǎn)火結(jié)束同時(shí)切除自動(dòng)，準(zhǔn)備下一次點(diǎn)火。

4 仍然存在的問(wèn)題及解決措施

（1）點(diǎn)不著火的原因與解決對(duì)策。①當(dāng)多臺(tái)爐或其他設(shè)備用氣量大時(shí)，將出現(xiàn)爐前壓縮空氣壓力過(guò)低，空氣-燃油流量調(diào)節(jié)比則會(huì)接近或超過(guò)最大流量調(diào)節(jié)比。需要關(guān)小供油調(diào)節(jié)閥或提高壓縮空氣壓力；②高能點(diǎn)火器能量不足或打不著火。檢修電極或更換點(diǎn)火槍；③配風(fēng)過(guò)大。適當(dāng)調(diào)小油槍燃燒風(fēng)；④火焰脈沖、不穩(wěn)。油壓或空氣壓力不穩(wěn)，操作調(diào)整門調(diào)整穩(wěn)定供油或供氣壓力。（2）燃油倒流空氣管的原因和避免措施。當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)供油壓力高，空氣壓力過(guò)低的情況或關(guān)閉供油閥和壓縮空氣閥時(shí)間差過(guò)大時(shí)，會(huì)瞬時(shí)出現(xiàn)燃油倒流入油槍外側(cè)套管內(nèi)，若空氣壓力提不上來(lái)的話，會(huì)堵塞空氣管路至空氣管線逆止閥部位。為避免出現(xiàn)此類問(wèn)題，適當(dāng)減少油槍的進(jìn)油量。油槍投油時(shí)，重油母管油壓會(huì)降低，從而影響其他油槍的燃燒穩(wěn)定性。點(diǎn)火時(shí)要調(diào)整重油壓力稍高于霧化空氣壓力。實(shí)際中在點(diǎn)火前只打開(kāi)油槍供油閥1～2圈，減少點(diǎn)火時(shí)的進(jìn)油量，使油霧化充分，提高點(diǎn)火成功率。點(diǎn)火后可根據(jù)燃燒負(fù)荷逐漸開(kāi)大供油閥，提高油槍出力。（3）煙囪仍冒輕微黑煙的原因與解決對(duì)策。若點(diǎn)爐時(shí)煙囪仍有輕微黑煙冒出，說(shuō)明燃油燃燒不充分，燃油霧化不均勻，霧化粒度不夠小。需要油霧火焰燃燒穩(wěn)定后，調(diào)整二次風(fēng)量及風(fēng)速，補(bǔ)充燃燒所需的空氣，略微提高霧化空氣壓力，直到火焰明亮，煙囪不冒黑煙為止，即為點(diǎn)火成功。

5 結(jié)語(yǔ)

宏偉熱電廠410 t/h鍋爐油系統(tǒng)改造，以氣泡霧化油槍取代原有的機(jī)械霧化油槍，消除了原來(lái)霧化效果不好，易結(jié)焦，點(diǎn)火煙囪冒黑煙的現(xiàn)象，解決了運(yùn)行維護(hù)工作量大的諸多不利因素，即提高了經(jīng)濟(jì)效率，也達(dá)到了環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)。