微油點火一次風加熱燃燒裝置

嚴建明 葉琳

摘 要：隨著火電機組微油點火的改造項目日益增多，微油點火一次風加熱燃燒裝置應運而生，微油點火一次風加熱燃燒裝置由風道燃燒器、供油系統、供風系統、檢測及控制系統構成，鍋爐冷爐啟動時，該加熱裝置加熱一次風，使一次風溫達到送粉要求，保證鍋爐微油點火及鍋爐安全啟動。

關鍵詞：微油點火;一次風;加熱裝置;風道燃燒器;小油槍

1 概述

目前大型火電機組鍋爐點火過程中的節能減排已引起行業內的高度重視，微油點火項目的推廣和應用日益廣泛。

微油點火是將小油槍布置于主煤粉燃燒器內，利用少量的油直接點燃煤粉，靠燃燒煤粉放出大量的熱啟動鍋爐，那么對于直吹式制粉系統而言，鍋爐冷態啟動時，由于沒有熱的一次風或一次風溫度達不到送粉要求，微油油槍無煤粉可點，導致鍋爐無法正常啟動。所以鍋爐冷態啟動點火初期首先需要解決的是磨煤機制出合格的煤粉，“一次風加熱燃燒裝置”便由此產生。一次風加熱裝置的形式一般有兩種：一種是通過蒸汽加熱一次風（熱源介質是過熱蒸汽），另一種是利用風道燃燒器加熱一次風（即本文介紹的一次風加熱裝置）。通常鍋爐正常運行過程中，一次風通過過熱蒸汽加熱，當鍋爐冷態啟動時，則需要一次風加熱裝置加熱一次風，使一次風道內助燃空氣加熱到滿足送粉要求，從而保證鍋爐的安全啟動。

2 微油點火一次風加熱燃燒裝置原理及構成

2.1 一次風加熱方式

直吹式制粉系統冷態啟動制粉，如采用蒸汽加熱方式所需蒸汽量大、設備體積龐大、造價亦非常高。在保證磨煤機運行安全的前提下，宜采用風道油加熱方式解決冷態啟動煤粉來源問題，即一次風加熱燃燒裝置。

2.2 加熱裝置設計說明

正常運行時制粉系統按原設計運行，不受任何影響;在冷態啟動時啟動一次風加熱燃燒裝置加熱制粉，當空預器出口熱風溫度滿足磨煤機運行要求時，停運該一次風加熱燃燒裝置。一次風加熱燃燒裝置采用冷一次風作為油配風，油配風供風系統和供油系統單獨控制。油配風采用過量配置（過氧系數大于1.2），確保燃油短時間內燃盡，采用過氧配置的油燃燒器燃盡度在99%以上，確保無未燃盡燃油進入磨煤機，避免存在爆炸隱患。

2.3 加熱裝置原理

在磨煤機熱風母管上加裝一臺風道燃燒器，并給風道燃燒器配相應的供油系統、供風系統、檢測及控制系統，則構成了一次風加熱燃燒裝置。

2.4 一次風加熱燃燒裝置系統構成

2.4.1 風道燃燒器

風道燃燒器由穩焰裝置、小油槍及安裝附件構成。由于小油槍安裝于一次風道內，為避免引起爆炸，油槍允許的泄漏量要小，工作效率要高，根據以上要求采用內混式空氣霧化油槍可以更好的滿足上述要求。同時，油槍頭部加裝旋風穩燃罩確保小油槍穩定燃燒，在油槍前端、風道內設置不銹鋼筒體，使火焰在不銹鋼燃燒筒內燃燒。燃燒筒前端頂部加裝不銹鋼防護罩，保證火焰前端不接觸一次風管，保證一次風管安全。

舉例說明風道燃燒器內小油槍出力范圍的確定：

已知：20攝氏度鍋爐一次風， 55噸/小時流量，通過0號柴油燃燒加熱到150攝氏度，油燃燒配風采用一次冷風，過氧系數大于1.2，小油槍油的燃盡率大于99 %。

計算過程如下：

空氣的比熱容c=1.004KJ/Kg K

0號柴油的空燃比為14.7，即一千克柴油燃燒需要消耗14.7千克空氣。

過氧系數按1.2計算，14.7×1.2=17.64

0號柴油熱值：41800 KJ/Kg

根據公式

Q=cm（t2-t1 ）

41800m=1.004×（55×1000+17.64m）×（150-20）

m=181.7kg/h

計算結果：油槍出力181.7kg/h

根據以上計算方式，可以計算出任一一次風流量、加熱到任一溫度需要的油槍出力。

2.4.2 供油系統

從近處爐前燃油管道上分別引出一根油管路作為一次風加熱燃燒裝置（即小油槍）供油，油管路上設手動截止閥、過濾器、氣動球閥（或電動球閥）、油壓表及針型閥，油管路通過金屬軟管與油槍連接，金屬軟管滿足公稱壓力不小于4.0MPa。

2.4.3 供風系統

從冷一次風道上引出一根油配風管，風管直徑根據小油槍所需的供風量確定，風管上設電動蝶閥和手動蝶閥控制風量，根據不同供油量調節供風量，確保風、油的合理匹配，確保最佳的燃燒狀況，保證燃盡率大于99%。同時，也保證了不發生內部漏油現象，并防止因漏油發生制粉系統爆炸措施。

2.4.4 檢測及控制系統

（1）火焰檢測器。每只小油槍配一套火焰檢測器，連續檢測火焰的燃燒狀態，持續輸出火焰強度、頻率信號，并指示有火、無火，并將該信號遠傳到DCS，作為滅火保護的判斷依據。

（2）高能點火裝置。每只小油槍配一套高能點火裝置，由控制柜控制高能點火器、點火槍的啟停。

（3）測溫組件。每臺風道燃燒器配一套測溫組件，用于測量加熱后的風溫，作為調節小油槍出力的依據。

（4）就地點火控制柜。控制加熱裝置的啟、停和滅火保護，具備就地單步操作功能，提供信號給DCS并接受DCS遠控操作。

3 結語

微油點火一次風加熱燃燒裝置原理及構成簡單，操作簡單、易于維護、性能可靠，降低了蒸汽加熱一次風的成本，達到了節能的目的。

參考文獻：

[1]ASME PTC4.1-1998.《鍋爐性能試驗規程》[S].

[2]DL5000-2000.《火力發電廠設計技術規程》[S].

[3]DL/T 435-2004.《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規程》[S].

[4]DL/T5121-2000.《火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程》[S].

[5]DL/T5182-2004.《火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定》[S].

[6]DL/T589-1996.《火力發電廠燃煤電站鍋爐的熱工檢測控制技術導則》[S].