淺談某電廠300MW燃煤鍋爐富氧燃燒技術的應用

曹勝利，馬傳崗

（華電國際十里泉發電廠，山東 棗莊 277103）

淺談某電廠300MW燃煤鍋爐富氧燃燒技術的應用

曹勝利，馬傳崗

（華電國際十里泉發電廠，山東 棗莊 277103）

某電廠300MW燃煤鍋爐通過富氧燃燒改造，降低啟動用油，提高煤粉燃盡率，并降低污染物排放，提高機組點火經濟性，提升了鍋爐效率。

富氧燃燒；節油；環保

0 前言

近些年來能源的日趨緊張以及價格的不斷上漲，造成企業的生產成本越來越高。富氧燃燒技術作為一種較新的燃燒節能技術在世界各國蓬勃發展。富氧燃燒是指助燃用的氧化劑中的氧濃度高于普通空氣中的氧濃度，從而使燃燒氧化反應更加劇烈。富氧燃燒既能提高劣質燃料的應用范圍，又能充分發揮優質燃料的性能，從而實現煤粉和油能夠充分燃燒，減輕對尾部設備和系統的影響，節約點火時燃油消耗和煤粉的消耗，提高機組點火經濟性，提高鍋爐效率。

1 概況

某電廠#3爐為∏型HG1025-18.2/PM型亞臨界壓力、自然循環、一次中間再熱、固態排渣煤粉鍋爐，采用平衡通風、直流式燃燒器、四角切圓燃燒方式。爐膛寬度14048mm，爐膛深度11858mm，在爐膛四角布置了煤粉燃燒器20只，每角5只，布置油燃燒器12只，每角3只，布置二次風口12只，每角3只，布置三次風口8只，每角2只。現DE層油燃燒器已停用，AA層、BC層采用蒸汽霧化油槍裝置。

燃油特性如下：

#0輕柴油；粘度（20℃時）：3.0-8.0 mm2/s；凝固點：不高于0℃；閉口閃點：不低于55℃；機械雜質：無；含硫量：不大于1.0%；灰份：不大于0.02% 比重：817 kg/m3；低位發熱值Qnet，ar：41800 kJ/kg。

鍋爐設計煤種為山西晉中貧煤，實際燃煤質量、性質變化范圍較大，煤質分析數據及灰份組成如表1，2009-2011三年的入爐煤年平均統計匯總于表2：

表1

表2 2009-2011年入爐煤統計

制粉系統采用中間儲倉式熱風送粉系統，每臺鍋爐配4套制粉系統。每套制粉系統包括鋼球磨煤機，給煤機，粗粉分離器，細粉分離器。制粉系統采用DTM350/600型低速筒式磨煤機，額定出力為30t/h，計算出力42t/h。20條給粉機等一次風送粉管道及相應的20只煤粉燃燒器，原設計三層共12支油燃燒器（目前DE層4只已拆除不用）。

2 改造方案

本次改造擬將現有A層微油點火系統改造為富氧點火系統，拆除原有的微油點火系統，換為富氧點火燃燒器及附屬系統。

各部分的組成如下：

微油點火系統：小油槍、燃油系統、壓縮空氣系統、高壓助燃風系統、火檢冷卻風系統；

富氧點火煤粉燃燒器：加氧燃燒器本體、微油燃燒室、氧槍；

控制系統：就地控制柜、壁溫監測系統、火檢系統；

供氧系統：不銹鋼管、電磁氣動閥、氧量計、壓力變送器等。

3 調試順序及結果

（1）先投AB層大油槍進行暖爐，投3-4只，著火正常。

（2）富氧點火的油系統開始投用，遠方打開#1、#2總油閥，蓄能穩壓罐開始進油，油位至高液位時自動關閉#2總油閥，油位連鎖工作正常。

（3）逐只投入4只微油槍，著火正常。從觀火孔觀察，火焰發白，剛性強，亮度高，噴口火焰長，溫度高。監測結果如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1381 1384 1387 1354

（4）開啟供氧系統，對供氧母管路開始供氧。供氧后，火焰強度和亮度明顯增強，火焰長度增加2-3米，各角火焰溫度如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1520 1460 1470 1530

（5）開啟給粉機，開始對四角微油槍燃燒器投粉。煤粉為貧煤+煙煤的混合煤粉，揮發分20%左右，投粉后火焰波動小，火焰發紅發白，周圍部分有輕微發暗現象，火焰長度可抵達鍋爐中心燃燒區域，煤粉的燃盡率高。

（6）逐漸加大四角的供氧量，可以看到，火焰著火穩定，火焰發白，周圍煤粉不再有發暗現象，火焰長度可抵達鍋爐中心燃燒區域，煤粉的燃盡率高，煙囪不冒黑煙。

此時各角的火焰溫度、給粉機轉速及燃燒器壁溫如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1501 1468 1478 1512燃燒器壁溫（℃） 359 236 353 423

逐漸加大給粉機轉速均提高至500 r/min，并調整各角的供氧量，此時各角的火焰溫度、給粉機轉速及燃燒器壁溫如下：

#1 #2 #3 #4火焰溫度（℃） 1500 1465 1470 1510燃燒器壁溫（℃） 232 246 262 265

各角的煤粉著火情況良好，煤粉的燃盡率高，著火火焰溫度高，滿足正常點火啟動要求。

4 調試小結

從20日02：00開始點火，至22日06：40負荷180MW停油，富氧點火系統投用正常，微油槍著火迅速，投氧投粉后，煤粉能夠被充分引燃，可達到爐膛火焰中心區域，能夠滿足正常的升溫升壓曲線要求，冷態啟動共耗氧43m3，耗油60噸，同比鍋爐冷態啟動節油率達到80%。

點火初期煤粉為貧煤+煙煤的混煤，揮發分20%左右，中后期為無煙煤+煙煤的混煤，甚至一度為無煙煤，揮發分為10%左右，通過現場觀火孔查看，煤粉的燃盡率都很高。期間只投富氧點火時，能夠穩定燃燒，滿足鍋爐的升溫升壓需求，燃燒器壁溫基本維持正常范圍內，無結焦現象。

5 建議

通過本次技術改造，驗證了[1]采用富氧燃燒技術，可以提高火焰溫度、燃燒效率，同時也能減少CO2、SO2的排放。富氧燃燒技術是一種節能的燃燒技術，在目前能源緊張的情況下值得推廣。

[1]鄭曉峰，馮耀勛，賈明生.富氧燃燒的節能特性及其對環境的影響[J].節能，2006（07）：28-34.

曹勝利（1981—），男，安徽淮北人，本科，工程師，主要從事：火力發電。