傳統(tǒng)點(diǎn)火方式的火力發(fā)電廠鍋爐，其啟、停過(guò)程及低負(fù)荷穩(wěn)燃過(guò)程的油耗量較大，特別是對(duì)于燃用劣質(zhì)煤需要穩(wěn)燃的機(jī)組以及需要經(jīng)常性參與調(diào)峰的機(jī)組，其油耗量更大。而微油點(diǎn)火技術(shù)則用相對(duì)較少的油點(diǎn)燃煤粉，實(shí)現(xiàn)冷爐狀態(tài)直接投粉啟動(dòng)，并在低負(fù)荷時(shí)用微量的油穩(wěn)定鍋爐燃燒，節(jié)油效果非常顯著。
1、設(shè)備概況
四川華電珙縣電廠一期工程的600 MW超臨界W形火焰鍋爐，采用單爐膛露天島式布置，燃用無(wú)煙煤，一次再熱，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，全鋼架結(jié)構(gòu)。鍋爐配備24只雙旋風(fēng)煤粉燃燒器，每臺(tái)磨煤機(jī)帶4只煤粉燃燒器。雙旋風(fēng)煤粉燃燒器布置在下爐膛的前后墻爐拱上，前、后墻各12只，水冷壁上還布置14只燃盡風(fēng)調(diào)風(fēng)器，前、后墻各7只。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。
從煤粉管道來(lái)的煤粉氣流經(jīng)過(guò)煤粉進(jìn)口管及均分器，切向進(jìn)入燃燒器，分別進(jìn)入兩個(gè)旋風(fēng)筒。在離心力的作用下，煤粉顆粒被甩向外周，一部分含粉較少的一次風(fēng)（這里稱乏氣）在燃燒器中心部分被引出后，通過(guò)乏氣管，在拱上的靠近爐膛中心的部位送人爐內(nèi)高溫區(qū)域。從燃燒器噴口下射的主煤粉氣流由于風(fēng)量的減少，風(fēng)粉比就降低，提高了燃燒器主噴口煤粉質(zhì)量濃度。
2、微油點(diǎn)火燃燒器工作原理
傳統(tǒng)的鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火方式為先點(diǎn)燃大油槍暖爐，直到主汽參數(shù)達(dá)到一定的溫度、壓力后，再投入煤粉。而微油點(diǎn)火燃燒器的工作原理是：先利用壓縮空氣的高速射流將微油槍出口的燃油直接擊碎，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。點(diǎn)燃微油槍以后，會(huì)形成溫度很高的油火焰，再將高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級(jí)燃燒區(qū)，當(dāng)濃相煤粉通過(guò)氣化燃燒的高溫火焰時(shí)，煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎，釋放出大量的揮發(fā)分，并迅速著火燃燒。已著火燃燒的濃相煤粉在二次燃燒區(qū)內(nèi)與剩余的稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實(shí)現(xiàn)了煤粉分級(jí)燃燒（見(jiàn)圖3），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引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求，并最終在燃燒器噴口形成穩(wěn)定的煤粉火焰，達(dá)到點(diǎn)火和穩(wěn)燃的目的。
整個(gè)過(guò)程就是先點(diǎn)燃霧化燃油，再點(diǎn)燃一級(jí)燃燒室內(nèi)的煤粉，最后點(diǎn)燃二級(jí)燃燒室內(nèi)剩余的煤粉。
東方鍋爐控制有限公司對(duì)四川華電珙縣電廠2號(hào)爐進(jìn)行了微油檢點(diǎn)火燃燒器的改造：將燃燒器加高，相應(yīng)一次風(fēng)接口位置也升高；取消可活動(dòng)的消旋桿，代之以固定的消旋葉片。除此之外，其余均同原燃燒器布置相同，保持了原大油槍的位置不變，保持原噴口的位置和大小不變，并保持原有的風(fēng)量配比和風(fēng)速，基本保持了爐內(nèi)總體流場(chǎng)分布和燃燒組織配風(fēng)不變。這次改造的是Bl～B4、E1～E4共8臺(tái)燃燒器。
3、鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)優(yōu)化試驗(yàn)
為了直觀地了解燃燒的狀況，在鍋爐冷態(tài)的時(shí)候，將長(zhǎng)熱電偶從B3燃燒器的看火孔直接插入到B3燃燒器出口，以掌握不同運(yùn)行方式下燃燒器出口的溫度。熱電偶插入的位置見(jiàn)圖4。鍋爐在冷態(tài)直接投粉啟動(dòng)過(guò)程中，分別對(duì)一次風(fēng)速、燃燒器周界風(fēng)、微油助燃風(fēng)壓、磨煤機(jī)運(yùn)行方式以及總風(fēng)量等幾個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化。
3.1 -次風(fēng)速優(yōu)化調(diào)整
在不帶粉的情況下，投入B磨煤機(jī)的所有微油槍。在微油投入初期，一次風(fēng)速控制在22m/s，B3燃燒器的出口溫度約為900℃，然后不斷降低一次風(fēng)速，觀察燃燒器出口的溫度。當(dāng)風(fēng)速在20 m/s，出口溫度為950℃；當(dāng)風(fēng)速在17m/s，出口溫度約l 030℃。可以發(fā)現(xiàn)，隨著一次風(fēng)速不斷降低，燃燒器出口的溫度不斷升高，見(jiàn)圖5。一次風(fēng)速與燃燒器出口溫度反相關(guān)，這主要是因?yàn)橐淮物L(fēng)量超過(guò)理論燃燒空氣量，較多的一次風(fēng)會(huì)冷卻燃燒器出口，并降低爐膛的溫度；但考慮到實(shí)際帶粉時(shí)，一次風(fēng)速太低會(huì)引起一次風(fēng)管堵塞，因此一次風(fēng)速也不宜太低，控制在14～15 m／s較為合適。
3.2燃燒器周界風(fēng)的優(yōu)化
燃燒器的周界風(fēng)由B擋板控制，設(shè)定一次風(fēng)速為14 m/s，開始啟動(dòng)B磨煤機(jī)并投粉，B擋板的初始開度為80%，此時(shí)，燃燒器出口的溫度約700℃，說(shuō)明煤粉著火條件相對(duì)較差，被點(diǎn)燃的煤粉比例相對(duì)較少。當(dāng)B擋板關(guān)至30%時(shí)，燃燒器出口溫度升至840℃；當(dāng)B擋板進(jìn)一步關(guān)至20%時(shí)，燃燒器出口溫度升至960℃，再穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間以后，燃燒器出口溫度升至1 000℃以七，這時(shí)煤粉的著火條件顯著改善，大部分煤粉已經(jīng)被點(diǎn)燃。整個(gè)過(guò)程見(jiàn)圖6。為防止燃燒器噴口被燒壞，沒(méi)有進(jìn)行B擋板更小開度的試驗(yàn)。
3.3微油助燃風(fēng)壓的優(yōu)化
在微油槍投入運(yùn)行時(shí)需要保證有足夠的風(fēng)量來(lái)滿足燃燒過(guò)程和燃燒器冷卻的要求，所以在微油槍點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有一路引自冷一次風(fēng)的助燃風(fēng)，根據(jù)廠方要求啟動(dòng)過(guò)程中該助燃風(fēng)風(fēng)壓需要大于2.0kPa，一般控制在3.0kPa左右。點(diǎn)火初期磨煤機(jī)通風(fēng)量較小，一次風(fēng)速在14～15m/s。通過(guò)一次風(fēng)速優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)可知，隨著一次風(fēng)速的升高，燃燒器出口溫度逐漸降低。在啟動(dòng)過(guò)程中，隨著磨煤機(jī)給煤量的增加，一次風(fēng)速逐漸提高。為了保持燃燒器出口風(fēng)速穩(wěn)定，需要根據(jù)一次風(fēng)速的變化逐步調(diào)整助燃風(fēng)壓力，一次風(fēng)速升高．助燃風(fēng)壓力降低�，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整中，在一次風(fēng)速達(dá)到18 m/s時(shí)，助燃風(fēng)母管壓力從3 kPa逐漸降至2.7 kPa，燃燒明顯改善；再降至2.4kPa，燃燒器出口火焰進(jìn)一步縮短，說(shuō)明燃燒提前，火焰亮度也較先前有所增加；繼續(xù)降低助燃風(fēng)壓力時(shí)，燃燒狀態(tài)無(wú)明顯改善。
3.4磨煤機(jī)優(yōu)化運(yùn)行
在投煤粉之前，為縮短煤粉著火時(shí)間，磨煤機(jī)的動(dòng)態(tài)分離器調(diào)節(jié)到最大轉(zhuǎn)速，以保證較細(xì)的煤粉細(xì)度，并手動(dòng)操作單臺(tái)給煤機(jī)，以最小的給煤量運(yùn)行，這時(shí)磨煤機(jī)的料位不作為監(jiān)控參數(shù)。采用最小給煤量、高細(xì)度運(yùn)行方式是冷態(tài)啟動(dòng)中保證煤粉可靠著火的重要條件。伴隨著爐膛溫度升高，逐漸提高給煤量，磨煤機(jī)的運(yùn)行方式投入自動(dòng)，磨煤機(jī)出口煤粉細(xì)度也相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。
3.5總風(fēng)量?jī)?yōu)化
在微油槍點(diǎn)火初期，總風(fēng)量對(duì)燃燒的影響很大，當(dāng)總風(fēng)量在1800 km3／h以上時(shí)，燃燒較差，火焰電視幾乎看不到火焰。通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開度，將總風(fēng)量降至1500 km3/h時(shí)，燃燒有所改善；再將總風(fēng)量降至1 200 km3/h時(shí)，煤粉能夠迅速點(diǎn)燃，火焰電視圖像清晰可見(jiàn)。
啟動(dòng)過(guò)程中鍋爐的燃燒放熱量較小，即使采用鍋爐最小允許通風(fēng)量（一般為鍋爐最大通風(fēng)量的30%—40%）也會(huì)造成爐內(nèi)熱量的大量散失。采用適當(dāng)小的風(fēng)量，一方面有利于減少爐內(nèi)熱量散失，提高升溫速度；另一方面隨著風(fēng)量的減小，燃燒器出口風(fēng)速也隨之減小，對(duì)煤粉的著火起到促進(jìn)作用。在采用微油槍直接投煤粉啟動(dòng)過(guò)程中，合理的風(fēng)量控制是優(yōu)化的關(guān)鍵條件之一。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、鍋爐啟動(dòng)優(yōu)化結(jié)果
通過(guò)上述優(yōu)化試驗(yàn)后，于2011年5月2日對(duì)該鍋爐進(jìn)行了整體試驗(yàn)，過(guò)程見(jiàn)表1。
5、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)微油點(diǎn)火燃燒器的優(yōu)化運(yùn)行，國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了無(wú)煙煤鍋爐冷態(tài)直接投煤粉啟動(dòng)，且燃燒穩(wěn)定，火焰明亮，火檢信號(hào)正常，火焰電視圖像清晰可見(jiàn)。
在微油點(diǎn)火初期應(yīng)注意：
(1) -次風(fēng)速盡可能低，建議在15m/s左右，隨著爐膛著火環(huán)境不斷改善，逐漸加大一次風(fēng)速。
(2)B擋板的開度適當(dāng)關(guān)小，建議在20%左右，隨著爐膛著火條件改善，逐漸增加開度。
(3)微油槍助燃風(fēng)風(fēng)壓控制在2.4～2.7kPa，根據(jù)一次風(fēng)速變化逐漸調(diào)整助燃風(fēng)壓力。
(4)磨煤機(jī)的動(dòng)態(tài)分離器調(diào)節(jié)到最大轉(zhuǎn)速，以保證較細(xì)的煤粉細(xì)度。開始投煤粉時(shí)，采用單臺(tái)給煤機(jī)運(yùn)行，控制方式采用手動(dòng)控制，將給煤量降至最小，待磨煤機(jī)料位建立后投入自動(dòng)控制。
(5)適當(dāng)減小風(fēng)量，建議在1100～1200km3/h。
