富氧微油低負荷穩燃技術研究

周尚勇 虞涌 宋繼坤 蔡飛

摘要：常規情況下，鍋爐低負荷穩燃需要投入大油槍，消耗大量燃油，尤其是W火焰鍋爐，燃油耗量巨大。為了在低負荷穩燃過程中節約燃油，W火焰鍋爐采用了富氧微油低負荷穩燃技術。實踐結果表明，富氧微油低負荷穩燃技術能夠滿足W火焰鍋爐的燃燒要求，保證火焰燃燒穩定，減少了燃油消耗量。

關鍵詞：W火焰鍋爐;富氧微油;低負荷;穩燃

0 引言

W火焰鍋爐燃用無煙煤，煤質較差，不易著火，導致鍋爐點火、穩燃時油耗比較高（單臺鍋爐單次正常冷態啟動油耗100～130 t，大修后單臺鍋爐單次冷態啟動油耗200～250 t），低負荷穩燃時需長期投入大油槍進行穩燃，燃油消耗更大，現階段暫無更有效的節油手段。針對上述問題，本文對W火焰鍋爐富氧微油低負荷穩燃技術進行了深入研究，并將此技術成功應用于600 MW超臨界機組鍋爐。

1 工程概況

1.1? ? 鍋爐概況

某電廠#1機組是600 MW超臨界汽輪發電機組配套的燃煤鍋爐機組，鍋爐為超臨界、W型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流、一次再熱、擋板調節再熱汽溫、平衡通風、露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構型？蒹鍋爐。

1.2? ? 鍋爐參數

該鍋爐設備參數如表1所示。

該鍋爐實際燃用煤種的煤質情況如表2所示。

該鍋爐點火及助燃用油（0號輕柴油）特性數據如表3所示。

1.3? ? 制粉系統

該鍋爐采用雙進雙出鋼球磨煤機正壓直吹冷一次風制粉系統，每臺鍋爐配6臺雙進雙出鋼球磨煤機，每臺磨煤機帶4只雙旋風煤粉燃燒器，24只煤粉燃燒器順列布置在下爐膛的前后墻爐拱上。煤粉細度R90≤6%。每臺鍋爐配2臺一次風機。

1.4? ? 富氧微油技術改造情況

將鍋爐B、E磨2臺磨對應的8臺原雙旋風燃燒器共16個一次風煤粉噴口改造為富氧燃燒器，共安裝16只富氧燃燒器。富氧燃燒器在鍋爐前后墻拱上的安裝位置示意如圖1所示，其中，加粗字體表示富氧燃燒器。

1.4.1? ? 改造說明

（1）燃燒器改造前后，其整體結構、形式保持不變，燃燒器噴口有效面積一致。（2）將改造前鍋爐原燃燒器中的噴嘴、燃燒室，全部更換為改造后的富氧燃燒噴口、富氧燃燒室。（3）取出改造前鍋爐原燃燒器輔助通道中的原油槍，保持輔助通道不變，在輔助通道中安裝火檢、復合型富氧微油槍、打火槍，并在改造后的富氧燃燒噴口上安裝兩組溫度傳感器。（4）復合型富氧微油槍、打火槍通過推進器進入或退出富氧燃燒室。（5）改造后的所有結構、設備共同組合為富氧燃燒器。

1.4.2? ? 改造后結構說明

（1）改造后的富氧燃燒器（輔助燃油量小）內產生的氣阻比改造前原燃燒器產生的氣阻更小，不會影響一次風送粉能力。（2）改造后的富氧燃燒器的富氧燃燒噴口、富氧燃燒室結構材質采用耐高溫、耐磨的特殊材質，短時可抵抗高溫1 200 ℃，長時間可承受高溫900 ℃，且富氧燃燒室迎風面采用了耐磨工藝處理。（3）改造后的富氧燃燒的火焰溫度由中心向外圍擴散，富氧燃燒室外的一次風粉形成了氣膜保護。

1.4.3? ? 改造后的富氧微油燃燒器運行說明

（1）在機組冷態啟動或鍋爐穩燃中，啟動相應的富氧燃燒器。

（2）啟動/停止（點動或聯動）步驟為：

啟動：打火槍進到位，復合型富氧微油槍進到位→高能點火器打火→開啟油氧調節閥（油氧通過復合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內，供給燃油燃燒）到設定值→打開燃油氣動球閥（燃油通過復合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內）→火檢檢測有火→停止打火，退出點火槍→燃油火焰點火成功→在投入煤粉前，開啟煤氧調節閥（煤氧通過復合型富氧微油槍送入富氧燃燒室內，供給煤粉燃燒）到設定值→火檢持續檢測有火→煤粉火焰點火成功。

停止：關閉煤氧調節閥，其吹掃自動打開→關閉燃油氣動球閥，其吹掃自動打開→火檢檢測無火→關閉油氧調節閥，其吹掃自動打開→退出復合型富氧微油槍。

（3）在富氧燃燒器運行過程中，可根據爐內燃燒工況實時自動調整供油、供氧量，當富氧燃燒器噴口壁溫>550 ℃且繼續呈上升趨勢，關閉油氧調節閥開度值的5%，3 min為一個調整周期（程序自動運行期間調節閥的最低開度值為15%），在某個周期內如壁溫呈下降趨勢，則維持該閥門開度值不變;若壁溫不能得到有效控制>900 ℃，可考慮停止復合型富氧微油槍，從而確保噴口溫度<550 ℃，并在燃燒器噴口壁上對稱布置2個溫度監測點，采用一備一用二者取高值的方式對溫度實時監測，保證燃燒器安全、穩定工作。

（4）復合型富氧微油槍在每次使用完畢后，智能啟動吹掃壓縮空氣和高壓風進行冷卻和清潔，保證復合型富氧微油槍不堵塞、不結焦，滿足24 h備用狀態。

2 低負荷穩燃調試

當鍋爐負荷低于最低穩燃負荷時，需投入富氧微油燃燒器進行低負荷穩燃，具體調試過程如下：

2.1? ? BMCR的35%負荷工況

鍋爐穩定在BMCR的35%負荷（215 MW）下的工況。該工況下鍋爐干態運行，投入4臺磨煤機，投入8支微油富氧油槍，未投運大油槍，總油耗1.2 t/h左右，總耗氧量3 500 Nm3/h左右。主汽溫度544 ℃，主汽壓力9.1 MPa，鍋爐燃燒穩定。

2.2? ? BMCR的23%負荷工況

鍋爐穩定在BMCR的23%負荷（143 MW）下的工況。該工況下鍋爐濕態運行，投入3臺磨煤機，投入8支微油富氧油槍，未投運大油槍，總油耗1.2 t/h左右，總耗氧量3 280 Nm3/h左右。主汽溫度527 ℃，主汽壓力8.3 MPa，鍋爐燃燒穩定。

2.3? ? BMCR的10%負荷工況

鍋爐穩定在BMCR的10%負荷（62.9 MW）下的工況。該工況下投入2臺磨煤機，投入8支微油富氧油槍，未投運大油槍，總油耗1.6 t/h左右，總耗氧量3 360 Nm3/h左右。主汽溫度489 ℃，主汽壓力7.3 MPa，鍋爐燃燒穩定。

3 結語

從以上鍋爐實際運行情況及分析來看，鍋爐在215 MW（BMCR的35%負荷）、143 MW（BMCR的23%負荷）、62.9 MW（BMCR的10%負荷）3個工況下，采用某公司的富氧微油低負荷穩燃技術（不投運任何大油槍的情況下），完全可以實現鍋爐的低負荷穩定燃燒。微油槍總油耗1.2～1.6 t/h，耗氧量3 280～3 500 Nm3/h。

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收稿日期：2020-08-05

作者簡介：周尚勇（1972—），男，四川宜賓人，工程師，從事火力發電廠鍋爐檢修、運行技術管理工作。