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文檔簡介

1、微油冷爐點火和超低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)在6爐上的應(yīng)用             0  引言國務(wù)院總理*在05年3月5日十屆全國人大會議上作政府報告時強(qiáng)調(diào),要注重能源資源節(jié)約和合理利用。溫總理說,“緩解我國能源資源與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾,必須立足國內(nèi),顯著提高能源資源利用效率” 。由國家發(fā)展和改革委員會,國家科學(xué)技術(shù)部,國家環(huán)境保護(hù)總局聯(lián)合發(fā)布的2005年第65號公告,將煤粉爐微油冷爐點火技術(shù)列為國家鼓勵發(fā)展的技術(shù)。 微油冷爐點火和超低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)是用微量的油(2040kg/h)

2、,通過專門設(shè)計的燃燒器,點燃大量的煤粉(212t/h),從而達(dá)到鍋爐冷爐微油點火、低負(fù)荷和超低負(fù)荷穩(wěn)燃的目的。微油冷爐點火技術(shù)在臺州發(fā)電廠6爐的應(yīng)用表明該技術(shù)具有下列顯著特點:(1) 冷爐升爐節(jié)油率(以煤代油)可達(dá)97,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。(2)由于采用多級氣膜冷卻,燃燒器壁溫不超過400,可靠性高。(3)微油點火邏輯設(shè)計可確保鍋爐運(yùn)行安全,不會發(fā)生爆燃和二次燃燒,不加劇爐內(nèi)結(jié)渣,不增加飛灰可燃物,安全性好。(4)微油點火全過程自動監(jiān)控、程控操作,不增加操作工作量. (5)對風(fēng)速、煤粉濃度、煤質(zhì)等參數(shù)變化無嚴(yán)格要求,適應(yīng)能力強(qiáng)。(6)系統(tǒng)簡單,基本無維護(hù)工作量,便于生產(chǎn)管理。1  臺州

3、發(fā)電廠#6爐概況 臺州發(fā)電廠6爐系上海鍋爐廠生產(chǎn)的SG420/13.7M415型單汽包自然循環(huán)鍋爐。鍋爐額定蒸發(fā)量為420 t/h,額定蒸汽溫度540,采用一次中間再熱系統(tǒng)。該機(jī)組原額定出力為125MW,汽機(jī)通流改造后,額定出力增加到135MW。煤粉燃燒器為四角布置切圓燃燒直流燃燒器。燃燒器布置方式為(自下而上)二、一、一、二、一、二、二、三,共3層一次風(fēng)噴口,4層二次風(fēng)噴口,一層三次風(fēng)噴口。一次風(fēng)噴口可擺動,二次風(fēng)為大風(fēng)箱結(jié)構(gòu),燃燒器設(shè)計參數(shù)見表1。 每角2只大油槍分別布置在下排和中下排二次風(fēng)噴口內(nèi),油槍出力900kg/h,燃用0輕柴油。燃油采用機(jī)械霧化,霧化壓力3.5Mpa。2 微油冷爐點

4、火技術(shù)原理及方案設(shè)計2.1 微油冷爐點火技術(shù)原理   微油燃燒技術(shù)由微油氣化油槍和微油冷爐點火燃燒器組成。微油氣化燃燒的工作原理是利用機(jī)械霧化和壓縮空氣的高速射流將燃料油擠壓、撕裂、破碎,產(chǎn)生超細(xì)油滴后通過高能點火器引燃,同時巧妙地利用燃燒產(chǎn)生的熱量對燃油進(jìn)行加熱,使燃油在極短的時間內(nèi)蒸發(fā)氣化。由于燃油是在氣化狀態(tài)下燃燒,可以大大提高燃油火焰溫度,并急劇縮短燃燒時間。氣化燃燒后的火焰,中心溫度高達(dá)18002000。它作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)快速點燃一級煤粉。冷爐微油點火燃燒器見圖1。它的工作原理是:把微油氣化油槍產(chǎn)生的高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級燃燒區(qū),當(dāng)濃相煤粉通過氣化

5、燃燒高溫火核時,煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎,釋放出大量的揮發(fā)份,并迅速著火燃燒。已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點燃稀相煤粉,實現(xiàn)了煤粉的分級燃燒,燃燒能量逐級放大,達(dá)到點火并加速煤粉燃燒的目的,大幅度減少煤粉燃燒所需的引燃能量。為了防止燃燒器燒壞和在燃燒器內(nèi)發(fā)生結(jié)渣,采用多級氣膜冷卻風(fēng)保護(hù)噴口安全。2.2 微油冷爐點火技術(shù)方案設(shè)計6爐改造方案為將最下層#1、#3角一次風(fēng)噴口改造成微油點火燃燒器。微油點火燃燒器既作為冷爐點火燃燒器,又作為主燃燒器使用。這種改造方式完全可以利用原有#1、#3角的輸粉系統(tǒng),包括給粉機(jī)、一次風(fēng)輸粉管道以及一次風(fēng)在線檢測系統(tǒng),改造工作量小。微油冷爐點火技

6、術(shù)由微油冷爐點火燃燒器、微油氣化油槍及輔助系統(tǒng)組成。輔助系統(tǒng)主要包括:油系統(tǒng);壓縮空氣系統(tǒng);氣膜冷卻風(fēng)系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。 (1)   油系統(tǒng)的主要作用是為微油槍提供清潔的燃油。由于微油槍出力很小,導(dǎo)致噴油孔尺寸很小,因此需對燃油進(jìn)行清潔、過濾,防止燃油雜質(zhì)堵塞噴油孔。(微油氣化油槍的設(shè)計壓力比原燃油系統(tǒng)壓力低,在利用原燃油管道的基礎(chǔ)上需對其減壓)另外,在微油燃油系統(tǒng)中需加電動油閥,以實現(xiàn)程控操作。 (2)   壓縮空氣系統(tǒng)的作用是為微油氣化油槍提供霧化動力。 (3)   氣膜冷卻風(fēng)的作用是防止燃燒器高溫?zé)龤А饽だ鋮s風(fēng)為壓力冷風(fēng),從

7、送風(fēng)機(jī)出口引出。 (4)   控制系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)微油燃燒技術(shù)的程控操作,爐膛的安全保護(hù)與連鎖,過程參數(shù)(壓力、溫度、風(fēng)速等)的采集與監(jiān)測。 3 微油冷爐點火技術(shù)試驗結(jié)果3.1  微油氣化油槍出力標(biāo)定由于采用微油技術(shù)后,微油槍所用油量很少,原有的燃油流量計測不準(zhǔn),故需對微油氣化油槍的出力進(jìn)行冷態(tài)標(biāo)定。標(biāo)定方法采用稱重法,即測出一定時間內(nèi)微油槍的噴油量,然后推算出每小時微油槍出力,標(biāo)定結(jié)果見表3。3.2  大修后的升爐過程臺州發(fā)電廠#6爐大修后于2005年12月11日上午6:00開始鍋爐啟動。6:48投用#1、#3角微油點火系統(tǒng)主油槍(微油壓力為0.8Mp

8、a,2只油槍出力為42kg/h),微油槍一次點火成功;7:10投入1、3角給粉機(jī),給粉機(jī)轉(zhuǎn)速350r/min。投用給粉機(jī)后煤粉瞬時點燃,微油燃燒器噴口出口火焰溫度為665845;考慮到啟動初期風(fēng)溫和爐膛溫度較低,不利于煤粉燃盡,在7:30投入2只輔助微油槍(主槍和輔槍總出力為87.1kg/h),并將給粉機(jī)轉(zhuǎn)速提升至400 r/min,噴口火焰溫度可達(dá)到1000。通過調(diào)整給粉機(jī)轉(zhuǎn)速,可以平穩(wěn)控制鍋爐升溫、升壓。6爐從11日6:00開始啟動,在完成所有大修后的試驗和消缺后,18日23點鍋爐帶負(fù)荷后轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)運(yùn)行。大修后的啟動基本使用微油燃燒器,共投用微油10次,基本一次點火成功。微油系統(tǒng)累計投用

9、時間88小時。 冷爐啟動過程中的煤質(zhì)數(shù)據(jù)見表2。煤粉細(xì)度R902022,R2003.84。3.3 微油燃燒調(diào)整試驗3.3.1 一次風(fēng)速對微油燃燒的影響一次風(fēng)速的高低對微油燃燒器煤粉的著火和燃燒影響較大,一次風(fēng)速過高將導(dǎo)致煤粉著火推遲;而一次風(fēng)速偏低又容易造成一次風(fēng)管積粉甚至堵管。合理選擇點火一次風(fēng)速,對微油燃燒器的穩(wěn)定燃燒較為重要。保持給粉機(jī)轉(zhuǎn)速350r/min、氣膜風(fēng)開度10%,改變一次風(fēng)速,用輻射式高溫計測量微油燃燒器出口火焰溫度,測試數(shù)據(jù)見表4。從試驗數(shù)據(jù)和火焰觀察結(jié)果來看,在一次風(fēng)風(fēng)速從20m/s提升到27m/s的過程中,系統(tǒng)運(yùn)行正常,雖然火焰溫度和燃燒室溫度均略有降低,但火

10、焰依然明亮,煤粉燃燒穩(wěn)定。3.3.2 給粉機(jī)轉(zhuǎn)速(煤粉濃度)對微油燃燒的影響在一次風(fēng)速24m/s和氣膜風(fēng)開度10%時進(jìn)行改變給粉機(jī)轉(zhuǎn)速試驗。試驗結(jié)果見表5,隨著給粉機(jī)轉(zhuǎn)速提高,微油燃燒器出口溫度略微增加。3.3.3 氣膜風(fēng)開度對微油燃燒的影響氣膜冷卻風(fēng)的作用是保護(hù)燃燒器不燒壞和結(jié)渣。我們在較高鍋爐負(fù)荷(40MW)下,進(jìn)行了氣膜冷卻風(fēng)和燃燒器壁溫試驗,試驗數(shù)據(jù)見表6。由于微油點火燃燒器設(shè)計合理,燃燒器壁溫溫度不高,這可以確保燃燒器不燒壞。         3.3.4   啟動過程中的升溫升壓速率微

11、油冷爐點火燃燒器升溫升壓速率控制比大油槍具有更大的優(yōu)勢。在使用大油槍時,由于油量無法靈活控制,每次大油槍的投運(yùn)都會帶來機(jī)組燃料量的大幅變化,相應(yīng)的汽溫、汽壓變化也較大,而微油點火啟動則可以通過調(diào)整給粉機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)燃料量的平穩(wěn)增加,相應(yīng)的汽溫、汽壓變化也較為平緩。此外,微油點火啟動過程中,過、再熱器壁溫均未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。微油啟動的升溫、升壓曲線如圖2所示,啟動過程平穩(wěn)、容易控制,完全滿足鍋爐啟動需要。3.3.4   微油冷爐點火過程中煤粉燃燒效率 使用微油冷爐點火技術(shù),在微油槍投用后即投入煤粉。由于冷爐點火時爐膛溫度和一、二次風(fēng)溫均很低,不利于煤粉的燃盡。表7為啟動過程中飛灰可

12、燃物測量結(jié)果??梢钥吹?,由于燃燒器設(shè)計合理,在冷爐啟動后1小時,煤粉燃燒效率達(dá)到79;隨著運(yùn)行時間的增加、爐膛溫度及一、二次風(fēng)溫的提高,煤粉燃燒效率逐步提高到84.33、87.54%。 由于煤粉燃盡較為理想,微油點火期間即使有較多未燃盡煤粉聚集在尾部受熱面,也不會發(fā)生受熱面二次燃燒問題。當(dāng)然,在使用微油啟動過程中還是需要及時進(jìn)行尾部受熱面的吹灰。微油冷爐點火技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析#6爐整個啟動過程使用微油點火技術(shù),累計使用88小時,和傳統(tǒng)大油槍啟動過程的經(jīng)濟(jì)性對比分析如表8所示。計算結(jié)果表明#6爐使用微油點火技術(shù)比大油槍啟動節(jié)約燃料費用115萬元,經(jīng)濟(jì)效益非??捎^。 5 結(jié)論 (1)本次調(diào)

13、試結(jié)果說明,采用微油點火技術(shù),在冷爐狀態(tài)下可以方便、快速、穩(wěn)定地點燃煤粉,實現(xiàn)以煤代油,節(jié)油率達(dá)到97%。本次#6爐大修后的點火啟動過程共節(jié)省燃油308.6噸,節(jié)省燃料費 115萬元。實踐表明,微油點火系統(tǒng)具有投資少、系統(tǒng)簡單、使用安全可靠等一系列優(yōu)點,經(jīng)濟(jì)效益非??捎^,是一種值得大力推廣使用的技術(shù)。(2)保持給粉機(jī)轉(zhuǎn)速300650r/min、一次風(fēng)速2030m/s時,冷爐狀態(tài)下均能穩(wěn)定點燃煤粉,燃燒器出口火焰溫度可達(dá)8001000。微油點火技術(shù)對一次風(fēng)速和煤粉濃度的適應(yīng)性很廣。(3)在鍋爐啟動初期,氣膜風(fēng)可不開或小開度,此時燃燒器壁溫一般在300以下,長期運(yùn)行不會燒損燃燒器或結(jié)焦。隨著負(fù)荷的提升,可適當(dāng)調(diào)整氣膜風(fēng)開度以控制燃燒器壁溫。(4)通過調(diào)整給粉機(jī)轉(zhuǎn)速可靈活調(diào)整入爐燃料量,和傳統(tǒng)的大油槍啟動相比,更加有利于鍋爐的升溫、升壓過程控制,啟動過程中的過、再熱器壁溫未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。(1)   在微油啟動過程中,煤

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