微油點火低氮燃燒器在火力發電廠的應用

楊崗等

摘 要微油點火低氮燃燒技術應用寬泛，文中基于微油點火理論，對A火力發電廠進行改造設計，重點闡述了微油點火技術改造的設計原則，同時提出改造設計方案，改造內容主要包括：微油系統中的零部件，邏輯保護控制系統等，改造的微油點火技術是火力電廠以煤代油節油技術改造的首選方法。

【關鍵詞】微油點火低氮燃燒器 火電廠 設計實施

1 微油點火理論分析

微油點火技術的工作原理依據油煤粉點燃方法，其中工作原理主要包括：小油槍投油穩燃原理、微油燃燒器工作原理和微油燃燒器直接點燃煤粉，其中應用最為寬泛的是微油燃燒器燃燒技術。其工作原理主要是通過特殊手段把燃燒用油進行攪拌，當燃油被攪拌成碎狀時再開始燃燒，燃燒過程中散發的熱量用來加熱煤粉，通過加熱氣化很快蒸發，將微油油槍通過燃燒變成氣體燃料，進而提高燃燒效率，同時保障燃燒溫度。因為火焰通過氣化作用下不僅富有強烈的剛性，溫度更是達到1500～2000℃，所以說通過煤粉燃燒器直接引燃煤粉后進而開啟鍋爐冷態模式以及低負荷工況下穩燃。

2 油點火技術在某火電廠的設計實施

2.1 微油點火技術改造的設計原則

微油點火技術在進行改造過程中需要遵守下列幾點原則：

（1）如果將燃燒器設計成為內燃式燃火方式，需要將煤粉在高溫度火焰中進行引燃，隨后利用煤粉的火焰傳播特征，將余下煤粉進行引燃。

（2）要保證在工作運行狀態中的穩定安全，杜絕爆炸及二次燃燒、工作運行過程中各項標準符合啟動曲線的使用要求。

（3）在正常工作過程中的燃燒不會因為任務因素而受到影響，不會因此出現結渣現象、高溫現象等，更不會造成NOx排放量的增加。

2.2 微油點火技術改造的設計方案

通過對A發電廠之前的燃燒數據和熱力性能的分析，并通過認真核實計算后，得出A發電廠當前工作過程中有四個位置都有安裝旋流燃燒器的出口，這是因為燃燒器的一次風粉混合物在出口經過局部濃縮形成產生的，最后通過軸向的運行方法旋轉式排入鍋爐內。對燃燒器進行改造設計后為了符合燃燒過程中的穩定性以及燃燒效率，煙氣中的NOx排放含量具體改造設計方案：沒有改造前的燃燒器風筒以及一次風粉在進行改造后被取消，一次風管的內徑通過改造設計后尺寸也進行了相對應的縮小。利用彎頭將風管與D層燃燒平臺上的燃燒器連接在一起，其它燃燒裝置被安置在其它一次風管道里面。

2.3 燃油系統的設計

進行改造的A火力發電廠微油燃燒系統中涉及到的零部件主要包括：燃燒系統中的過濾裝置、油系統所需的截止閥和球形閥門、系統油管路、高壓耐燃油金屬軟管、微油燃燒器等。

微油系統中的燃油來源主要是通過其中鍋爐供油母管輸送，分別流經球形閥、調節手動門、過濾裝置、微油流量測量裝置后，運回到D層微油燃燒器控制界面，之后變成微油系統的燃油母管。通過不銹鋼管道將微油燃油母管與D層的5支微油燃燒器連接到一起，隨后利用金屬軟管與氣化微油油槍連接，由此，燃油通過壓縮空氣隨即霧化噴出并發生引燃后，剎時可以排放出1800℃的高溫火焰。為了保證管道內清潔，當管路安裝完成時對其進行打掃干凈。對于管道中的縫隙連接處利用氬弧焊進行焊接；當對油管道進行安裝完畢后，需要進行測試，測試過程中采用密閉性壓力測試方法，合格標準符合油系統壓力數值范圍在6.0MPa，-O.5MPa/min之間。測試實驗完成之后，檢測油管是否干凈，隨后才可和微油燃燒器油槍連接。

2.4 微油點火控制系統設計

2.4.1 微油點火控制的邏輯保護

邏輯控制系統中的保護裝置由于燃燒器的改造也要進行相應的改造，主要對以下內容進行改造處置：一次風煤粉運送系統、微油系統、霧化吹掃的壓縮空氣系統、鍋爐的MFT保護、磨煤機保護跳閘等控制。系統所包含的控制程序、熱控信號等都要綜合到DCS主機操作平臺進行操作處理。對控制系統進行改造之后，DCS中可以實現系統中的任何操作與控制。系統中設計的“微油模式”主要是為了保護微油系統中的操作控制，“微油模式”可以在實際運轉過程中對系統中任何工作狀態進行各種控制操作及控制轉換，其表現形式如下：

“微油模式”控制平臺主要用來保護鍋爐系統中和微油相關的邏輯保護，進而達到微油裝置在啟動后的安全工作狀態。當退出“微油模式”時，預示著關閉了系統中各種邏輯控制工作，進而控制系統運行狀態回到之前工作的狀態。“微油模式”設計方式對系統中各個機組運行狀態起到保護作用，也可以保障機組負荷大于是MW時，可回到初始的邏輯保護狀態下。以上兩種運行狀態都可以使控制機組在完全有邏輯保護下進行安全運行。

2.4.2 就地點火控制系統的主要功能

在D層的燃燒平臺上安裝一個可以點燃微油系統起火裝置的控制箱，進而可以實現點火開關控制。點火開關通過總控制室的DCS平臺輸送到總控制中心，總控制中心收到相關命令來操作微油點火系統主要設備的就地控制，達成了微油點火系統的自動化控制。其中涉及到的控制功能包括：

（1）油槍的點火啟動模式以及關停模式都可以利用D層微油平臺得以實現。

（2）還可以接收DCS發出的停火命令、遠程控制切換等其它控制命令。

（3）可以收到DCS的命令，實現自動遠程控制點火功能、熄火命令、燃油吹掃閥的開關功能、燃油霧化閥的開關功能以及操控點打槍推進器進退命令。

參考文獻

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作者簡介

楊崗（1982-），男，江蘇省徐州市人。碩士學位。中級工程師。主要研究方向為燃燒器低氮燃燒控制。

孫建強（1989-），男，江蘇省徐州市人。學士學位。中級工程師。主要研究方向為燃燒器低氮燃燒控制。

作者單位

徐州杰能電力設備有限公司 江蘇省徐州市 221008