0、引  言
    隨著我國(guó)對(duì)石油需求的加劇，發(fā)電企業(yè)的燃料成本增加，節(jié)約燃料用油的工作日顯重要。節(jié)油重點(diǎn)由低負(fù)荷穩(wěn)燃過(guò)程轉(zhuǎn)向鍋爐點(diǎn)火與停爐過(guò)程（發(fā)電廠鍋爐啟、停時(shí)耗油占60%，低負(fù)荷穩(wěn)燃耗油占40%）。傳統(tǒng)的大油槍點(diǎn)火方式已不能適應(yīng)日益緊張的石油資源供應(yīng)形勢(shì)。鍋爐微油點(diǎn)火節(jié)油技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資小、節(jié)油率高及低負(fù)荷穩(wěn)燃等特點(diǎn)，近年來(lái)被迅速應(yīng)用到火力發(fā)電廠大型燃煤鍋爐上，為鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)和助燃階段節(jié)約了大量燃油，降低了發(fā)電成本。2009年5月，在三河電廠#1鍋爐的C級(jí)檢修中進(jìn)行氣化微油點(diǎn)火系統(tǒng)改造，并在機(jī)組C級(jí)檢修后首次投入使用。
1、三河發(fā)電廠1175t/h鍋爐設(shè)備及制粉系統(tǒng)
1.1鍋爐概況
    中國(guó)神華國(guó)華集團(tuán)三河發(fā)電廠的1號(hào)鍋爐是三菱350MW亞臨界強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，額定蒸發(fā)量為1175 t/h，主、再熱蒸汽溫度541/541℃、壓力17.12/3. 81  MPa。鍋爐采用固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、四角雙切圓燃燒、直吹式制粉系統(tǒng)，配備四臺(tái)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)。富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1.2煤質(zhì)分析
  該爐性能試驗(yàn)采用設(shè)計(jì)煤種晉北煙煤，調(diào)試和正式生產(chǎn)均采用神華摻燒煤（神華準(zhǔn)葛爾摻燒比例7:3）�，F(xiàn)部分摻燒神混#2煤，比例為神混#1：神混#2:準(zhǔn)葛爾=2：5：3。煤種和校核煤種的煤質(zhì)分析如表1所示。
1.3制粉系統(tǒng)
    該爐應(yīng)用低速磨煤機(jī)、冷一次風(fēng)機(jī)、正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺(tái)爐設(shè)4臺(tái)磨煤機(jī)，磨煤機(jī)型號(hào)為美國(guó)福斯特惠勒能源公司(Foster Wheeler)D~11。D，磨煤機(jī)出力為51 t/h。
2、氣化微油點(diǎn)火穩(wěn)燃技術(shù)的基本原理
2.1氣化小油槍直接點(diǎn)燃煤粉
    氣化微油點(diǎn)火穩(wěn)燃技術(shù)使用氣化小油槍點(diǎn)火，利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒，同時(shí)用燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)燃料進(jìn)行初期加熱、擴(kuò)容、后期加熱，在極短的時(shí)間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常的燃燒過(guò)程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強(qiáng)，其傳播速度極快，超過(guò)聲速，中心溫度高達(dá)1500—2000℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)進(jìn)行直接點(diǎn)燃煤粉燃燒，從而實(shí)現(xiàn)電站鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。壓縮空氣主要用于點(diǎn)火時(shí)實(shí)現(xiàn)燃油霧化、正常燃燒時(shí)加速燃油氣化及補(bǔ)充前期燃燒需要的氧量，高壓風(fēng)主要用于補(bǔ)充后期加速燃燒所需要的氧量。
    氣化小油槍燃燒形成的高溫火焰使進(jìn)入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發(fā)份迅速著火燃燒，然后由已著火的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃，實(shí)現(xiàn)了煤粉的分級(jí)燃燒，能量逐級(jí)放大，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需要的引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求。周界冷卻二次風(fēng)主要用于保護(hù)噴口安全，防止結(jié)焦燒損及補(bǔ)充后期燃燒所需氧量。
2.2技術(shù)改造及設(shè)計(jì)方案
    氣化微油點(diǎn)火系統(tǒng)由燃油系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置、壓縮空氣系統(tǒng)、燃燒器、助燃風(fēng)、壁溫監(jiān)測(cè)及火檢系統(tǒng)等組成；控制系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)進(jìn)行控制。
    在鍋爐FSSS主保護(hù)的管理之下，氣化微油點(diǎn)火是一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)。在DCS中完成邏輯控制組態(tài)、CRT畫面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制和操作。同時(shí)就地有一控制柜，實(shí)現(xiàn)”遠(yuǎn)控”與”就地”的切換，并可實(shí)現(xiàn)就地操作。
    針對(duì)電廠l號(hào)機(jī)組的具體情況，氣化微油點(diǎn)火技術(shù)改造時(shí)將1號(hào)爐下層燃燒器（Dl一D4）改造成氣化微油點(diǎn)火煤粉燃燒器，在實(shí)現(xiàn)鍋爐氣化微油冷爐啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)然的前提下，確保原燃燒器的動(dòng)量及基本性能不變，統(tǒng)一上下擺動(dòng)±300角。每一煤粉燃燒器上安裝兩只氣化小油槍，其方式為氣化小油槍在燃燒器中部直接點(diǎn)燃煤粉，分級(jí)燃燒，如圖l所示。這利用少量的燃油消耗就可達(dá)到鍋爐冷、熱態(tài)啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)燃目的。
    氣化小油槍及點(diǎn)火槍安放在D層每只燃燒器中部的燃燒筒內(nèi)，固定后無(wú)需推進(jìn)、退出。外部壓縮空氣、油通過(guò)金屬軟管與氣化小油槍接頭連接、高壓絕緣電纜與點(diǎn)火槍桿連接。
    氣化小油槍所用壓縮空氣由鍋爐本體四角的壓縮空氣主管直接引出，每角所接順序?yàn)椋航刂归y、手動(dòng)球閥、汽動(dòng)球閥、調(diào)壓閥、分支手動(dòng)球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。
    鍋爐主燃油槍為蒸汽霧化、油壓在1.0MPa左右，基本符合氣化小油槍對(duì)油壓的要求，固氣化小油槍用油由鍋爐D層各角的油角閥前、手動(dòng)截止閥后引出。
    高壓助燃風(fēng)作為氣化小油槍點(diǎn)火后，油的后期燃燒所需氧量（油燃燒所需的二次風(fēng)）。氣化小油槍投用時(shí)控制各分路閥后風(fēng)壓1 000 Pa左右，停用時(shí)控制閥后風(fēng)壓600 Pa以上。
    另外，為了磨煤機(jī)啟動(dòng)制粉，該爐在進(jìn)D制粉系統(tǒng)的熱風(fēng)道上安裝了旁路蒸汽加熱器，增加一次風(fēng)暖風(fēng)器用于提供直吹式制粉系統(tǒng)冷態(tài)啟動(dòng)所需的熱風(fēng)。鍋爐啟動(dòng)初期投入加熱器。加熱器汽源來(lái)自機(jī)組輔汽聯(lián)箱，通過(guò)第一、第二道截止閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制。
3、氣化微油點(diǎn)火技術(shù)的應(yīng)用
3.1氣化微油點(diǎn)火性能試驗(yàn)
    氣化小油槍點(diǎn)火性能調(diào)試在鍋爐引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，全爐膛和一次風(fēng)管吹掃后進(jìn)行。①全開(kāi)助燃風(fēng)總風(fēng)門、調(diào)節(jié)各氣化小油槍高壓助燃風(fēng)分路門，維持各氣化小油槍高壓助燃風(fēng)風(fēng)壓800—1 000 Pa。②檢查氣化小油槍氣、油系統(tǒng)：分路閥在關(guān)閉位置，全開(kāi)各油、氣截止閥，調(diào)節(jié)各角壓縮空氣壓力0.5~0.6 MPa，逐角進(jìn)行點(diǎn)火性能調(diào)試試驗(yàn)。
    調(diào)試方法：氣化小油槍進(jìn)油進(jìn)氣手動(dòng)閥全開(kāi)，開(kāi)啟點(diǎn)火器、開(kāi)啟油閥（氣動(dòng)球閥）、開(kāi)啟氣閥，5秒內(nèi)應(yīng)著火，火檢應(yīng)能檢到著火信號(hào)。不著火可調(diào)節(jié)油槍與點(diǎn)火槍的相對(duì)位置、調(diào)節(jié)各小油槍油壓（維持針型閥后壓力0.8 MPa左右）后重試。氣化小油槍著火后根據(jù)著火情況調(diào)節(jié)高壓助燃風(fēng)風(fēng)門，使火焰達(dá)到最佳（光亮、耀眼）。四角氣化小油槍點(diǎn)火和著火燃燒反復(fù)試驗(yàn)正常后，可根據(jù)機(jī)組啟動(dòng)要求使其處于備用或鍋爐正式冷態(tài)啟動(dòng)。
3.2鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)
    (1)將氣化小油槍投用方式由”助燃模式”切換為”冷態(tài)點(diǎn)火模式”。啟動(dòng)引、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)對(duì)全爐膛進(jìn)行吹掃，完畢后并調(diào)整至要求參數(shù)。送上暖風(fēng)器汽源，投入磨煤機(jī)暖風(fēng)器，并通過(guò)加熱器對(duì)D磨煤機(jī)通風(fēng)，一次風(fēng)速維持22 m/s左右（或磨通風(fēng)量維持55 t/h）。
    (2)接到鍋爐點(diǎn)火命令后，逐角投入八只氣化小油槍運(yùn)行，調(diào)節(jié)周界風(fēng)風(fēng)門開(kāi)度，維持燃燒器壁溫不超過(guò)450℃，并投入預(yù)熱器連續(xù)吹灰裝置。待磨煤機(jī)出口溫度達(dá)70—80℃，氣化小油槍著火正常，啟動(dòng)D磨煤機(jī)、D給煤機(jī)，根據(jù)磨出口溫度變化逐漸將磨出力增至8—10 t/h，并投入電除塵運(yùn)行。
    (3)投粉后觀察爐膛火焰，40分鐘后將磨煤機(jī)出力維持在10—12 t/h。燃燒器帶粉運(yùn)行后及時(shí)調(diào)整周界風(fēng)風(fēng)門，維持燃燒器壁溫不超過(guò)450℃。根據(jù)爐膛氧量及時(shí)調(diào)整總風(fēng)量和二次風(fēng)門開(kāi)度，提高爐膛煤粉后期的燃燼率。
    (4)隨著預(yù)熱器出口風(fēng)溫的提高，可逐漸減少磨煤機(jī)暖風(fēng)器的通汽量。當(dāng)預(yù)熱器出口風(fēng)溫達(dá)200℃以上或?yàn)榱丝刂艱磨出力需開(kāi)啟D磨入口冷風(fēng)門進(jìn)行調(diào)溫時(shí)，可停用磨煤機(jī)暖風(fēng)器，并將磨煤機(jī)進(jìn)風(fēng)切換至磨進(jìn)風(fēng)主管道，磨煤機(jī)暖風(fēng)器進(jìn)口隔絕檔板關(guān)閉。
    (5)當(dāng)D磨煤機(jī)出力達(dá)到60%負(fù)荷以上時(shí)，可啟動(dòng)相鄰的C磨煤機(jī)運(yùn)行。點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程按”鍋爐運(yùn)行規(guī)程”啟動(dòng)曲線要求進(jìn)行。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增至停油負(fù)荷時(shí)，停用氣化小油槍、停止預(yù)熱器連續(xù)吹灰。
    在#1鍋爐冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中，點(diǎn)火初期在確保點(diǎn)火油槍燃燒穩(wěn)定的前提下投入微油點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火期間加強(qiáng)監(jiān)視空預(yù)器出入口煙溫，連續(xù)投入空預(yù)器吹灰，防止?fàn)t膛爆燃、尾部煙道、空預(yù)器、電除塵、灰?guī)靸?nèi)部二次燃燒。
    微油槍投入點(diǎn)火后，根據(jù)鍋爐啟動(dòng)需要逐步調(diào)整D磨給煤量，D磨煤機(jī)出力達(dá)到60%負(fù)荷以上時(shí)，啟動(dòng)相鄰的C磨煤機(jī)運(yùn)行完全，可以滿足鍋爐冷爐啟動(dòng)初期的升溫、升壓要求。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯(cuò)的選擇。
4、效益分析
4.1經(jīng)濟(jì)效益
    三河發(fā)電廠l號(hào)鍋爐小油槍安裝后，應(yīng)用氣化微油點(diǎn)火技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了冷爐啟動(dòng)，鍋爐冷態(tài)點(diǎn)爐微油點(diǎn)火用油10 t，相比原來(lái)的大油槍點(diǎn)爐將近用油100 t，可節(jié)油90%以上，節(jié)省了大量燃油。
    一臺(tái)350MW機(jī)組按年平均啟停2次和低負(fù)荷穩(wěn)燃等年用油量約400 t計(jì)算，采用微油點(diǎn)火技術(shù)可節(jié)油300 t以上，考慮使用微油點(diǎn)火多消耗煤粉的因素，燃油熱值為41 870 kj/kg，而投油期間煤粉燃燒效率最低為80%，煤的熱值為23 680kj/kg，煤油熱值比為：41 870/23 680 =1.768。
    使用微油點(diǎn)火多消耗煤粉為：300×1.768/0.8 =663 t。
    按油價(jià)6 000元／t、煤價(jià)650元／t計(jì)算，則節(jié)約成本為：300×0.6- 663×0.065=136. 91萬(wàn)元，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2環(huán)保效益
    采用氣化微油點(diǎn)火技術(shù)啟動(dòng)鍋爐，由于點(diǎn)火初期油燃燒完全，對(duì)靜電除塵器的極板無(wú)粘污，鍋爐啟動(dòng)初期不用解列靜電除塵器，大大減少了粉塵排放量。
5、結(jié)論
    氣化小油槍點(diǎn)火穩(wěn)燃技術(shù)，設(shè)備安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，其在電站大型鍋爐上作為一種鍋爐啟動(dòng)、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃的新型節(jié)油技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)鍋爐的穩(wěn)定燃燒和高節(jié)油率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。