微油点火装置的应用.pdf
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1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 322 微油点火装置的应用 王玉盘 潘富停 (平顶山平东热电有限公司) 【摘 要】介绍了一种新型的气化小油枪燃烧器在双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统煤粉锅炉上的应用情 况。重点论述其在锅炉点火启动和低负荷稳燃过程中的投运步骤、注意事项和应用效果。 【关键词】锅炉 气化小油枪 点火 稳燃 节能 双进双出磨煤机 1 引言 在我国燃油日渐紧缺的情况下,电厂锅炉机组燃油日趋紧张。尤其是在设计煤种价格不断上涨、 在燃用非设计煤种和低劣煤质同时,助燃用油已占很大一笔的成本支出。因此,如何在燃用非设计 煤种的同时降低煤粉锅炉燃油量,已成
2、为摆各火电厂面前的重要问题。 传统的锅炉大油枪布置在直流燃烧器的二次风喷口中,油枪与煤粉喷口的距离比较远。而且这 两股气流又互相平行,因此在锅炉点火和低负荷稳燃时,燃油产生的热量直接用于加热煤粉气流的 部分比较少,油枪热量利用率低,使得锅炉燃油的消耗量很大。 平顶山平东热电有限公司在 2007 年 10 月份的6 机组大修中对锅炉的原有传统燃烧器进行改 造。将 A 层百叶窗式浓淡燃烧器更换为新型的内部装有气化小油枪的浓缩型内风膜式煤粉燃烧器, 用于锅炉启动、停炉和低负荷稳燃,部分代替大油枪,实现以煤代油,从而实现节油的目的。 2 设备概况 平顶山平东热电有限公司6、7 机组系 2210MW 热
3、电联产技术改造工程,为哈尔滨锅炉厂生 产的型号为 HG-670/13.7-YM 型超高压、一次中间再热、固态排渣、 “”型布置汽包炉。锅炉设计 燃用烟煤,煤粉燃烧器为百叶窗式水平浓淡固定式直流燃烧器,每角燃烧器共布置 15 层喷口,自 下而上各喷口编号依次为 11 层、10 层、D 层、9 层、8 层、C 层、7 层、6 层、5 层、B 层、4 层、3 层、A 层、2 层、1 层二次风。其中,A、B、C、D 为 四层一次风喷口,其余 11 层为二次风喷口,每 个一次风喷口均有周界风布置。制粉系统采用正压直吹式配两台双进双出钢球磨煤机。燃油装置 主要由 8 套单只出力为 0.91 th 的机械雾
4、化大油枪及气动推进器组成,分别布置在 第一、第六 层共两层二次风喷口中点火油采用 0 号轻柴油,油枪雾化压力为 3.0MPa。锅炉设计燃煤和实际燃 煤特性见下表 1。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 323 表 1 设计煤与实际燃煤主要指标对照表 项 目 单位 设计煤种 校核煤种 实际煤种 收到基全水份 Mt % 7.39 8.44 5.6 空气干燥基水份 Mad % 2.14 1.22 2.1 收到基灰份 Aar % 29.45 34.12 40.3 收到基挥发份 Vdaf % 22.67 17.19 18.75 收到基全硫 St,ar % 0.36
5、0.49 0.35 低位发热量 Qnet,ar kJ/kg 20620 18400 16.54 本次改造仅对6 炉 A 层 4 只一次风煤粉燃烧器进行改造。改造方案如下:将 A 层原有的煤粉 燃烧器拆下 ,把新设计的内部装有气化小油枪的燃烧器推入固定,将一次风粉管和气化小油枪燃烧 器连接;然后,在侧面安装气化小油枪燃烧筒,连接燃油管及压缩空气管。气化小油枪燃烧器仍然 采用原 A 层燃烧器的煤粉管道,不需任何改动,煤粉由 A 磨煤机供应。气化小油枪燃烧器结构示意 见图 1。 2 气化小油枪燃烧器的原理、结构及系统组成 2.1 原理和结构 利用空气雾化方式将燃油雾化成超细油滴进行燃烧,同时用燃烧产
6、生的热量对燃油进行初期加 热、扩容、后期加热,在极短的时间内完成油滴的蒸发气化使油枪在正常燃烧过程中直接引燃煤 粉。从而极大提高了燃油的燃烧效率及火焰温度。 火焰以超音速度传播, 刚性极强、 呈完全透明状 , 中心温度高达 1500以上。 气化小油枪燃烧形成的高温火焰和进入燃烧器的煤粉颗粒直接接触使煤 粉颗粒的特性发生变化,使煤粉颗粒温度急剧升高、爆裂、粉碎和剧烈燃烧。燃烧能量逐级放大, 达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少煤粉燃烧所需引燃能量,满足了锅炉启、停及低负荷稳 燃的需求。周界风主要用于保护喷口安全,防止结焦烧损及补充后期燃烧所需氧量。 气化小油枪及点火枪安装在燃烧器中部燃烧筒内,
7、固定后无需推进、退出。外部压缩空气、油 通过金属软管与气化小油枪接头连接、高压绝缘电缆与点火枪杆连接。 2.2 系统组成: 气化小油枪燃烧系统除燃烧器本体外,还包括燃油、压缩空气系统和高压助燃风系统和控制系 统等辅助系统。具体参数见下表 2 及图 1。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 锅炉 324 表 2 序号 名称 数值 单位 1 进油压力 0.50.7 MPa 序号 名称 数值 单位 2 单角压缩空气压力 0.20.4 MPa 3 单只油枪出力 60 kg/h 4 单角压缩空气流量 0.9 Nm 3/min 5 油枪高压助燃风压力 10002000 Pa
8、6 油枪高压助燃风流量 600900 m 3/h 7 油枪燃烧火焰中心高度 15002000 8 一次风速 2025 m/s 9 燃烧器壁温 500 10 单角周界风开度 25 11 单只油枪可点燃煤粉能量 310 T/h 图 1 2.2.1 燃油和压缩空气系统 燃油系统由炉前供油母管供油,采用气化小油枪专用供油系统。 2.2.2 高压风系统 高压冷却风道由锅炉两侧一次风机出口冷风道引出, 用于满足气化小油枪强化燃烧的用风要求。 2.2.3 控制系统 控制系统主要由就地程控控制、DCS 远程点火程控系统、气化小油枪智能火焰监测控制系统和 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年
9、会论文集 锅炉 325 火检系统。DCS 远程点火程控系统满足了气化小油枪远程自动点火的需要,就地程控方式作为备用。 智能火焰监测控制系统是以视频图像信号作为检测信号,通过图像处理,判断燃料的燃烧状态。燃 烧器的壁温检测装置安装在就地一次风管内,用于对气化小油枪燃烧器异常工况的监测和保护,通 过调整周界风以防止燃烧器喷口超温。火检系统主要用于气化小油枪的灭火保护,当火检监测不到 火焰时,对小油枪油阀自动关闭,防止发生爆燃。 3 气化小油枪燃烧器的投运 3.1 锅炉冷态启动,依次点燃 A 层一至二只大油枪。 3.2 空预器出口二次风温度达到 80, 启动一台一次风机。 开启 A 磨煤机 A 层两
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