點火助燃油系統優化

倪培林

（江西大唐國際撫州發電有限責任公司，江西 撫州 344000）

0 引言

國內燃煤電廠均大部分采用燃油作為鍋爐點火和鍋爐穩燃燃料，以往工程考慮到燃油的價格因素，一般采用重油作為鍋爐啟動和穩燃燃料，輕油僅用于點燃重油。由于重油點火助燃系統比較復雜，而且重油供不應求，供應渠道沒有保障，而且購買不方便，近年來大部分電廠都采用單一品種的燃油，直接用輕油點燃煤粉和助燃，點火和助燃油都采用0 號輕柴油。

近年來隨著等離子點火技術和微油點火技術的發展和完善，不少新建火電機組在鍋爐上裝設了節油點火系統，在機組調試階段節省了非常可觀的燃油數量。國內眾多電廠經過幾年來的摸索實踐，等離子點火裝置和微油點火系統已可以用在鍋爐低負荷時助燃。江西大唐撫州電廠新建工程，本期建設的2臺1 000 MW 等級機組也考慮設置節油點火系統，節省調試和商業運行期間的燃油消耗量。

從安全運行出發，本工程在裝設節油點火裝置的基礎上，適當保留了鍋爐燃油系統，但對其容量和數量進行了大幅度優化。

1 燃油種類

點火助燃油系統是燃煤火力發電廠的重要輔助系統，綜合考慮來源可靠、價格適中、采購方便、系統簡單等幾方面因素，江西大唐撫州電廠新建工程選用0號輕柴油。

按照GB 252-2000 的標準，0 號輕柴油的規范如表1。

表1 輕柴油規范

2 主要節油措施

為了節約價格昂貴的點火助燃油，降低電廠運行成本，提高經濟效益，本工程從設計上考慮節油措施，為電廠的節油運行提供條件。

2.1 選擇適當的油槍出力

鍋爐燃燒器布置方式的不同，常規油槍的數量也有所不同。目前國內幾大鍋爐廠1 000 MW等級鍋爐主要以前后墻對沖燃燒和八角切圓燃燒方式為主。撫州工程以燃燒器前后墻對沖布置為例，鍋爐共3層煤粉燃燒器，每層煤粉燃燒器的數量為16 個，前墻與后墻各8 個，每個燃燒器設置一只油槍，共48 只油槍。按常規單只油槍出力1.35 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的32%BMCR；如果單只油槍出力0.65 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的15.6%BMCR。在點火時候投入2～3層32～48只油槍，按常規單只油槍出力1.35 t/h，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的21.5%～32%B-MCR；啟動助燃時投入32 只油槍，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的21.5%BMCR；低負荷助燃時投入一層16 只油槍，總輸入熱量為鍋爐輸入熱量的11%BMCR；在燃燒比較穩定的時候也可投入其中一側墻8只油槍。

按照《火力發電廠設計規程》（DL 5000-2000）的要求，燃用煙煤的鍋爐，啟動助燃燃油量宜為鍋爐最大連續蒸發量工況下輸入熱量的10%，低負荷穩燃油量宜為鍋爐最大連續蒸發量工況下輸入熱量的5%。但以往工程的實際應用中，因為要考慮到用燃油吹管和調試要求，并且為了可靠，在設計上再加上裕量，往往實際訂貨的油槍出力大于《火力發電廠設計規程》（DL5000-2000）推薦的出力，油槍總出力一般達到30%～35%鍋爐最大連續蒸發量工況下輸入熱量。造成單只油槍的出力太大，而往往采用進油調節，調節比只有1：1.4左右，一旦投入油槍，消耗的燃油量較大。隨著節油運行的推廣，國內電廠一般要求鍋爐制造廠提供多種規格的油槍霧化片，在完成機組沖管和調試后，多數都把油槍霧化片更換成較小的規格，以節約用油。

本工程推薦鍋爐裝設節油點火系統，機組的吹管和調試階段可以采用節油點火系統直接點燃煤粉，出力可以達到20%左右，此時可以投入第二臺磨煤機。因此，燃油系統的出力可以不考慮吹管和調試的要求。此外本工程的煤種揮發分較高，著火容易，燃燒穩定性好，因此鍋爐的助燃油槍的單槍出力可以選取較小的規格，減少鍋爐投油運行時的燃油用量。

由于本工程裝設了一層節油點火裝置（對應一層燃燒器和一臺磨煤機），從系統運行的安全備用性考慮，鍋爐其它各層仍考慮保留油槍做為節油點火系統的有效備用，但容量需進行優化設計。對于前后墻對沖燃燒鍋爐，鍋爐燃燒器層數是3 層，最底層的一側墻裝油槍，另一側墻裝節油點火系統，中間層和最上層的前后墻都裝設油槍。在確定油槍出力時，按照穩燃時投入最下一層油槍，穩燃油槍總出力按不小于5%鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的原則考慮，保證鍋爐穩燃時油槍有足夠的出力。如節油點火系統故障，則啟動助燃期間3 層油槍需全部投入，總出力是穩燃油槍出力的2.5 倍，最大可以達到12.5%以上鍋爐BMCR 工況下輸入熱量，滿足爐膛升溫要求。本工程所有油槍均采用同一規格考慮，零部件具有互換性，有利于減少備品備件。

每臺鍋爐設共40 只油槍（另外每臺爐已設8 只節油點火裝置），油槍的出力只考慮鍋爐啟動助燃以及低負荷穩燃需要，單支油槍出力按650 kg/h 設計，啟動助燃期間投入2 層前后墻共32 只油槍時，出力相當于鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的10.38%，低負荷穩燃投入1 層前后墻16 只油槍，出力相當于鍋爐BMCR 工況下輸入熱量的5.19%，可以滿足低負荷穩燃規程要求。推薦油槍的出力和常規油槍的出力的對比見表2。從表中對比可以看出，如果不考慮節油點火系統，所配油槍總出力達到13%BMCR，已大于啟動助燃輸入熱量10%BMCR 的要求，磨煤機投入能達到足夠的助燃熱量。可見以往鍋爐廠配置的油槍出力遠大于實際運行所需的容量，雖然可以通過爐前的燃油調節閥進行調整出力，但是霧化系統調節區域有限，而且通過節流方式調節也會增加油泵的電耗。

表2 油槍出力對比

2.2 設置節油點火系統

為了進一步節約燃油，本期建設的2臺1 000 MW等級機組也考慮設置節油點火系統，節省調試和商業運行期間的燃油消耗量，每臺爐設置一套等離子點火裝置。

3 結論及建議

由于1 000 MW 機組承擔基本負荷，除線路或汽輪機臨時故障，低負荷穩燃的短暫時間外，燃油系統主要考慮點火啟動使用。機組在裝設節油點火裝置的情況下，從技術、經濟、運行安全方面考慮，建議保留原燃油系統，但對其出力進行大幅度優化，減小燃油系統油槍出力，節約投資和燃油。

鍋爐裝設等離子點火裝置，燃油系統的出力可以不考慮吹管和調試的要求。因此鍋爐的助燃油槍的單槍出力可以選取較小的規格，減少鍋爐投油運行時的燃油用量。

為保證鍋爐燃油系統運行的可靠性，按照等離子點火系統和燃油系統互為備用進行設計。

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