一次風(fēng)道加熱裝置在鍋爐點火中的應(yīng)用

申志丹

（山西臨汾熱電有限公司，山西 臨汾 041000）

0 引言

目前，在火電廠鍋爐點火過程中，為降低啟動燃油消耗，加快啟動速度，微油點火方式在機(jī)組啟動過程中被廣泛應(yīng)用，但微油點火在點火初期由于爐溫低等原因，在煤粉投入后無法正常著火，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象，嚴(yán)重影響機(jī)組啟動中的安全運行。為此，快速提高煤粉溫度是解決鍋爐微油點火初期燃燒不穩(wěn)的有效途徑。一次風(fēng)道加熱裝置在點火初期可快速提高磨煤機(jī)出口風(fēng)溫，保證鍋爐燃燒穩(wěn)定。

1 設(shè)備概況

山西臨汾熱電有限公司鍋爐燃燒器中共布置有4 層16 個油燃燒器（即下組布置3 層A/AB/BC，上組布置1 層DE）。其中，A 層燃燒器采用少油點火燃燒器，油槍停運時，這些噴口作為二次風(fēng)噴口使用，少油點火燃燒器油槍為壓縮空氣霧化油槍，其余油槍為機(jī)械霧化油槍，燃料為0號輕柴油。油燃燒器供鍋爐啟動及低負(fù)荷穩(wěn)燃用。整個燃燒器的點火，采用兩級點火方式。先用高能點火器點燃油燃燒器，再用油燃燒器點燃一次風(fēng)煤粉燃燒器。油燃燒器的總輸入熱量約為鍋爐最大連續(xù)出力的30%。油槍停運時應(yīng)后退400 mm，油槍的進(jìn)退由氣動執(zhí)行器帶動完成。

2 機(jī)組啟動中存在的問題分析

目前，大多數(shù)機(jī)組中基本采用大油槍配少油點火方式，即點火初期先用1~2 支大油槍預(yù)熱，爐溫升高后，再投入小油槍暖磨，在磨煤機(jī)出口風(fēng)溫符合啟動條件后，再啟動磨煤機(jī)運行，但由于受磨煤機(jī)出口風(fēng)溫的限制，磨煤機(jī)無法正常啟動，或啟動后磨煤機(jī)出口溫度無法正常維持，鍋爐燃燒不穩(wěn)定，大油槍無法及時退出運行。在系統(tǒng)改造前磨煤機(jī)出口溫度從初始溫度25 ℃升至75 ℃，約需要2 h，用油量明顯偏高，啟動用油基本為20~25 t。

3 改造方案

3.1 改造方案簡介及主要技術(shù)參數(shù)

在鍋爐一側(cè)熱一次風(fēng)道母管上加裝1 個風(fēng)道燃燒器，通過燃油產(chǎn)生的熱量對一次風(fēng)進(jìn)行加熱。風(fēng)道加熱系統(tǒng)包括風(fēng)道燃燒器系統(tǒng)、燃油及壓縮空氣吹掃系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，其布置方式如圖1 所示。

圖1 風(fēng)道加熱系統(tǒng)布置方式圖（mm）

風(fēng)道油加熱系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)如下：加熱后一次風(fēng)溫≥200 ℃；加熱風(fēng)量＞100 t/h；風(fēng)道燃燒器油槍油壓為2.5~3.1 MPa；風(fēng)道燃燒器油槍出力為200 kg/h 左右；吹掃壓縮空氣壓力為0.5 MPa；油槍霧化方式為機(jī)械霧化。

3.2 燃油式風(fēng)道加熱裝置油槍工作原理

為了使燃油式風(fēng)道加熱裝置簡單可靠，一套風(fēng)道燃燒器內(nèi)布置2 支霧化油槍（一運一備），油槍采用簡單機(jī)械霧化方式，其工作原理是：燃油經(jīng)帶壓油槍分油盤上進(jìn)油孔匯合到對應(yīng)的環(huán)行槽中，再經(jīng)旋流片上切向槽切向流入旋流室產(chǎn)生強(qiáng)烈旋流，最后進(jìn)入霧化片，經(jīng)霧化片中心孔射出，形成一個由液滴組成的中空圓錐形霧化氣流。油流剛出噴口時形成湍流狀態(tài)的油膜，因湍流脈動使錐形油膜表面形成高低不平的波紋。油膜與外界氣體間有較大相對運動速度與接觸表面，使油膜能克服表面張力而破碎成細(xì)油滴形成油霧。此種方式油槍結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、運行穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠保持風(fēng)道燃燒加熱系統(tǒng)的可靠運行。

3.3 燃油式風(fēng)道加熱器與傳統(tǒng)蒸汽熱風(fēng)加熱的比較

目前，大部分電廠在微油點火階段采用傳統(tǒng)式輔助蒸汽加熱暖風(fēng)器，暖風(fēng)器加熱一次風(fēng)，從而保證磨煤機(jī)出口溫度升高，達(dá)到啟磨條件。但從蒸汽式暖風(fēng)器投運過程中磨煤機(jī)升溫曲線分析，從蒸汽式暖風(fēng)器投入至磨煤機(jī)出口溫度到75 ℃，需時2 h 左右，而燃油式風(fēng)道加熱器從風(fēng)道加熱器油槍投入到磨煤機(jī)出口溫度至75 ℃，需時15 min即可進(jìn)行磨煤機(jī)啟動投粉。

4 燃油式風(fēng)道加熱器啟動應(yīng)用情況分析

通過機(jī)組利用燃油式風(fēng)道加熱器幾次情況比較分析，針對原來蒸汽式加一次風(fēng)加熱，主要表現(xiàn)有以下幾方面優(yōu)點。

4.1 啟動速度快

風(fēng)道加熱器改造后，從實際運行情況分析，從鍋爐一次風(fēng)機(jī)啟動后，具備加熱器投運條件到磨煤機(jī)出口溫度升至80 ℃，具備啟磨條件，用時基本在15~20 min，大大縮短了暖磨時間，在鍋爐燃燒穩(wěn)定的情況下，可以撤出部分或全部大油槍，并且在煤粉投入后，在煤質(zhì)發(fā)熱量能保持在18.81 MJ/kg、揮發(fā)分為30%左右時，升溫升壓速度明顯較純油模式下提高快。

4.2 調(diào)整比較靈活

調(diào)整靈活主要表現(xiàn)在磨煤機(jī)出口溫度可靈活調(diào)整。風(fēng)道加熱運行狀態(tài)下，隨著爐膛溫度的提高，磨煤機(jī)溫度繼續(xù)升高后，可通過適當(dāng)摻配冷風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，如冷風(fēng)無法控制，遠(yuǎn)方可通過風(fēng)加熱器油角閥直接停運風(fēng)道加熱器，并通過對磨煤機(jī)出口溫度的監(jiān)視，隨時再投入風(fēng)道加熱器運行。

4.3 穩(wěn)燃節(jié)油效果好

一方面，風(fēng)道加熱器運行方式可保持較高的磨煤機(jī)出口溫度，通常在95~100 ℃，對低負(fù)荷燃燒比較有利；另一方面，一次風(fēng)溫的提高可使著火提前，煤粉燃盡率較高，相對著火也比較穩(wěn)定。因此，在少油點火模式下運行，4 支小油槍最大用油量為500 kg/h，僅為一支大油槍的1/3，用油量明顯減少，通常全程應(yīng)用少油點火方式，從點火到油槍全撤，用油量通常為8~10 t 左右，用油量為原來的50%左右。

5 結(jié)束語

通過機(jī)組啟動過程中投運情況可以看出，燃油式風(fēng)道加熱裝置運行穩(wěn)定，一次風(fēng)加熱效果好，設(shè)備系統(tǒng)故障率較低，系統(tǒng)可靠。通過投運燃油式風(fēng)道加熱裝置，能夠在機(jī)組啟動后可限時啟動磨煤機(jī)，投入制粉系統(tǒng)運行，配合微油點火系統(tǒng)使用，能夠大量節(jié)約鍋爐啟動用油；同時，由于不用投運大油槍暖爐，避免了投運大油槍造成除塵裝置無法投運的問題，還有良好的環(huán)保效益。燃油式風(fēng)道加熱裝置在機(jī)組節(jié)油降耗與啟動穩(wěn)定方面具有廣闊的推廣前景。