富氧燃燒點火技術在600MW超臨界鍋爐的應用

田正學

摘 要：本文針對國電聊城發電有限公司#4鍋爐燃油系統存在的問題。以保證降低鍋爐燃油量、保證機組安全、保護環境為根本目的，富氧燃燒點火技術在國電聊城發電有限公司#4鍋爐得到了應用。#4機組啟動的節油率可達到68%，大大降低了#4鍋爐的啟動燃油量，同時保證了鍋爐燃燒的穩定性，多次避免了鍋爐滅火事故的發生。

關鍵詞：富氧燃燒；節油；安全

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.250

1 進行富氧燃燒點火技術改造前的設備簡介

國電聊城發電有限公司#4鍋爐為東方鍋爐股份有限公司制造的國產超臨界參數復合變壓直流本生型鍋爐。前后墻對沖三層布置，每墻3排，每排4只，共24只低NOx旋流式煤粉燃燒器。

鍋爐前墻下層（E 層燃燒器）采用專門設計制造兼具有少油點火功能的燃燒器。鍋爐后墻下層（B 層燃燒器）采用加氧型等離子點火燃燒器。鍋爐共設有 16 只壓縮空氣霧化點火油槍和 4 只壓縮空氣霧化的小油槍，油槍出力分別是1.2T/H、0.25T/H。

2 鍋爐點火系統存在的問題

目前國電聊城發電有限公司#4爐16只壓縮空氣霧化點火油槍存在以下問題：（1）點火油槍出力大。每支壓縮空氣霧化點火油槍出力為1.2T/H，#4爐冷啟動用油25噸。（2）點火油槍為移動式，點火油槍投入時間長，需要10-12秒。如果鍋爐燃燒不穩定，需要緊急投油穩燃時，容易造成燃燒惡化，造成鍋爐滅火，甚至造成鍋爐爆燃事故。（3）油槍容易堵塞。清理油槍時，會延誤啟動磨煤機的時間，增加鍋爐啟動燃油量。同時需要緊急投油穩燃時，油槍不著火，造成鍋爐滅火。（4）煤粉泄漏，污染環境。由于原點火油槍為移動式，所以存在間隙，會造成煤粉泄漏，污染環境。（5）移動式油槍的推進機構容易發生故障。造成油槍的投入成功率低，再就是增大了維護工作量。

3 解決問題的研究方案

針對國電聊城發電有限公司#4鍋爐燃油系統存在的問題，進行了分析研究。由于我公司#4爐中層點火油槍（D、F層）的出力大且投入時間長，因此要對中層油槍進行改造。正常情況下，國電聊城發電有限公司#4鍋爐燃煤揮發份相對較低，等離子的故障率比較高，將中層油槍改為等離子是不現實的。為了降低鍋爐啟動燃油量和助燃燃油量同時保證鍋爐安全啟動，我們需要一種點火能量充足、燃油量較小、故障率較低的點火技術應用于國電聊城發電有限公司的#4鍋爐中層燃燒器，即富氧燃燒點火技術。

富氧燃燒點火技術是將富氧燃燒技術與微油點火技術相結合的點火技術。只需燃用少量的油，點燃第一級煤粉氣流，利用第一級煤粉氣流燃燒的熱量點燃后續的第二級煤粉氣流，通過能量逐級放大原理，利用煤粉燃燒的熱量替代油燃燒的熱量，達到節油的目的。

油氧復合槍是富氧燃燒點火燃燒系統的核心技術之一， 1 支油氧復合槍燃油出力為 120kg/h，氧氣出力為 200 Nm?/h。

在油氧復合槍附近安裝兩級過濾器，來油在一級過濾器的濾網表面保持一定的流動速度，具有對濾網表面進行沖洗的作用，與此同時，其中一小部分燃油透過一級濾網流動到復合氧油槍處，其余大部分燃油回到回油管。二級過濾器對燃油進一步精細過濾。需要定期對二級過濾器進行維護。

供氧站的氧氣通過供氧系統對富氧燃燒器的燃油和煤粉進行助燃。

4 富氧燃燒點火技術在國電聊城發電有限公司#4鍋爐的應用

針對國電聊城發電有限公司#4鍋爐的實際情況，2016年05月份將#4爐 D 層和 F 層共 8 個煤粉燃燒器改造為富氧燃燒點火煤粉燃燒器。燃燒器彎頭處安裝油氧復合槍，用于冷態啟動和穩燃使用。

4.1 針對鍋爐點火系統存在的問題，我們采取了以下運行措施

（1）調整燃油母管壓力合適（1.0—1.2Mpa），防止燃油母管壓力過高造成油槍出力過大。

（2）通過燃油罐定期放水，定期切換燃油罐，定期化驗燃油品質、加強爐前燃油循環等手段保證燃油品質。

（3）定期聯系檢修人員清理燃油濾網，防止油槍堵塞。

（4）定期投入油槍和等離子進行試驗，發現問題及時處理。

（5）加強對鍋爐點火系統的監視和檢查，發現缺陷及時聯系檢修處理。

從富氧燃燒點火技術在國電聊城發電有限公司#4爐的實際應用情況來看，富氧燃燒點火燃燒系統大大的改善了燃燒器的燃燒性能，提高了煤粉燃燒的燃盡率， 火焰強度充足，爐膛負壓穩定，就地火焰穩定明亮，啟動時主再熱汽溫比較容易調節，實際鍋爐啟動燃油量大幅度降低。具體的來講鍋爐冷態啟動用油由原來的25噸將為7.5噸。由于油氧復合槍為固定方式，投入油槍的時間僅為幾秒鐘，提高了鍋爐助燃的速度，多次避免了鍋爐燃燒惡化事故的發生。另外，解決了油槍處漏粉問題，改善了環境。大大降低了油槍的故障率，提高了投入油槍的可靠性。

4.2 富氧燃燒點火系統的投停操作及注意事項

（1）投入油氧復合槍的操作：操作員點一下CRT上“順啟”，按以下步驟進行：開油閥、油閥開到位后打火20秒，檢測到火檢后開霧化閥。

（2）退出油氧復合槍的操作：操作員點一下CRT上“順停”，按以下步驟進行：關油閥、打火（10S后退出），同時開吹掃閥，吹掃閥吹掃 30 秒，停 5 秒，再吹 30 秒，總計吹掃 120 秒后關閉，關霧化閥。

（3）富氧燃燒點火系統的投停操作注意事項。a、等油氧復合槍燃燒穩定后再投入純氧。b、發生MFT以后，不要再進行油槍吹掃。c、投入油氧復合槍后加強對噴燃器中心筒和噴口壁溫的監視，防止溫度超限。

5 結論

國電聊城發電有限公司#4爐改造后的富氧燃燒點火燃燒系統在機組啟停過程和鍋爐穩燃中節省了大量的燃油，降低了電廠的發電成本，其經濟節能效果毋庸置疑。同時解決了油槍容易堵塞、油槍處漏煤粉、油槍投入時間長，提高了鍋爐運行的安全性。總的來講，富氧燃燒點火技術值得在其它的鍋爐燃燒系統中推廣和應用。

參考文獻：

[1]張立乾.富氧燃燒點火燃燒器調試計劃[J].國電聊城發電有限公司，2016（05）.

[2]范從振.鍋爐原理[J].中國電力出版社，2005（09）.