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高温空气无油点火技术介绍,中国电力投资集团公司 柳光池 2006年1月14日,主要内容:,背景、意义 现有节油技术简介 高温空气无油点火技术成果 高温空气无油点火原理简介 5. 感应高温空气加热器研制开发 6. 高温空气无油点火燃烧器试验研究 7. 高温空气无油点火技术的工程应用 8. 高温空气无油点火技术特点,锅炉无油点火背景、意义,我国是一个相对富煤贫油的国家,煤储量丰富。 以煤代油,开发高温空气无油点火与稳燃新技术，降低点火助燃用油，强化环保，有着重要的意义 电网峰谷差大大增加，要求电网中有更多的机组参与调峰，致使点火和助燃用油大幅增加。 电厂点火用油相当可观，助燃用油量更大，点火时不投除尘器，污染环境。,我国燃煤电站用油现状,电站煤粉锅炉运行过程中，燃油的消耗主要有两种途径 一是在锅炉启动点火过程中,所投入的燃油； 125mw 、200mw、300mw机组锅炉启动一次需用油；分别为15吨、30吨、35吨； 2002年我国用于锅炉点火和助燃的燃料油超过600万吨,直接费用高达160亿元人民币。,我国燃煤电站用油现状,2. 锅炉运行中,为了调峰的需要,在低负荷时拌油燃烧,以防发生熄火事故。 一台670t/h锅炉，由于负荷变化，每年助燃油在1000t左右，助燃用油量更大。点火用油量500，000t, 直接费用：m1=500，000t*3000元/t=15亿元人民币。 考虑到运输、管理，如果再加上助燃用油，总费用可达3040亿元人民币。,目前应用的节油技术-稳燃技术,预燃室稳燃技术； 小油枪直接点火稳燃技术； 烟气回流稳燃方法； 浓淡分离稳燃技术。,节油技术-点火技术,油燃烧器点火； 预燃室小油枪点火； 中心火炬点火燃烧器； 煤粉直接点火燃烧器。,煤粉无油直接点火燃烧器,低温等离子体点火燃烧器； 激光点火； 感应加热点火； 高温空气无油点火技术。,高温空气无油点火技术成果,2003年11月燃煤锅炉超低负荷洁净高效控制与运行技术的研究及应用为课题，被列入国家“863”重大科技攻关项目，其核心技术为“高温空气无油点火”。并依托抚顺发电有限责任集团公司1号锅炉（670t/h）进行工程示范。 高温空气无油点火技术是中国电力投资集团公司与北京国力能高科技有限公司共同研发的高效、洁净的新型燃烧技术，已申请了国家发明专利。 2004年11月2日，在上海举办的“世界工程师大会”，高温空气无油点火技术研究与应用 一文被收入世界工程师大会论文集。,高温空气无油点火原理简介 煤粉着火燃烧机理,coal + air 燃烧产物+热量,热量q,高温空气分级点火原理,coal+ air 燃烧产物+热量 coal+ air 燃烧产物+热量,1000,高温空气点火原理,高温空气无油点火技术是利用高温中频感应加热器将常温空气加热到约1000的高温空气，并采用分级点火原理,高温空气连续进入无油点火燃烧器一级点火管，与进入一级的小股煤粉气流混合并将其点燃，一级着火后再点燃二级,进而 点燃三级等的煤 粉气流，最后完 成多级点火过程。,煤粉浓度与着火温度的关系,煤种、一次风率与着火温度的关系,煤粉气流着火理论分析,通常煤粉气流的着火条件不仅取决于用来点燃煤粉气流的热烟气温度，而且需足够的热量。 如果能够用高温介质对新鲜煤粉气流连续地提供足够的着火热量，则可维持煤粉气流连续稳定地着火。 改善煤粉浓度有助于着火。 如将适量的空气加热到1000，做为热源连续地加热煤粉可以点燃包括无烟煤在内的煤粉气流。,中频感应加热理论应用,感应加热是靠感应器通过电磁感应把电能传递给被加热金属，在金属内部电能转变成热能。 感应加热结构原理： 空气导管外缠绕水冷线圈; 空气导管外缠绕的水冷线圈通电后产生强的高变磁场; 导管壁面形成高变感应电流涡流; 涡流克服感应管自身电阻生成焦耳热，利用这些热量加热导管内流过的空气。 研制的感应式高温空气加热器-中频电加热装置可将常温空气加热到1000。从而具备了高温空气无油点火的前提条件。,中频感应高温空气加热器原理示意,冷空气,高温空气,水冷线圈,空气加热管,进水,回水,电源,电源,点火燃烧器试验研究,在上述理论及设备基础上，建立了无油点火试验台，采购并布置风机、给粉机等相关设备，针对不同煤种设计相应的无油点火燃烧器装置。,实验室点火燃烧器模化试验研究,经过数百次1：1及1：4的试验室试验研究，对点火燃烧器进行了多次改进，最后成功清除了工程应用的主要障碍： 1）着火问题（煤种,煤粉浓度,浓缩方式,风温、风压等）； 2）结焦渣问题（风温,风压,加热器功率变化,一级结构优化，进粉结构优化）； 两个系列点火燃烧器。,实验室点火燃烧器模化试验研究,3）堵粉问题(一级引入管进口防堵措施)； 4）防磨损问题(耐磨材料,防磨结构)； 5）长时间考核试验(长时间着火是否可靠,结焦,烧损,磨损等)。 实验室内已成功点燃贫煤及烟煤,开发出烟煤及贫煤两个系列点火燃烧器。,系统组成,高温空气加热器产生1000左右的高温空气。 电源柜为高温空气加热器提供电源。 点火燃烧器与高温空气加热器配套，点燃煤粉。 自动控制系统全数字自动控制。 风机、管路及给粉机系统。,高温空气点火系统流程图,一级,二级,三级,高温空气,主要技术参数,1、输出功率：5250kw，连续可调； 2、高温空气：1000，400500m3/h； 3、升温速度：2分钟内升温1000； 4、冷却水：除盐水，p0.15mpa，q5t/h，t50； 5、一次风速：1828m/s； 6、二次风速：4045m/s； 7、点火燃烧器出力：1.58t/h； 8、煤粉浓度：0.20.7kg/kg； 9、燃尽率：大于85。,抚顺发电有限公司工程应用,哈锅hg670/13.7-ym9型锅炉 。 将下层四只主燃烧器改造为点火燃烧器，平时做为主燃烧器。 已成功实现无油点火。,抚顺发电厂煤质,无油点火燃烧器 原主燃烧器,抚顺电厂无油点火燃烧器方案,抚顺电厂应用,研制的syg05-1型高温空气点火燃烧器 主要特点： 1)体积小、重量轻便于安装； 2)着火迅速，适应煤粉范围宽，可以点燃灰分达到49.9%的煤粉，挥发份20%的煤粉； 3)体积小减少了一次风的阻力，并充分考虑防磨措施； 4)能耗低，单只高温空气加热器电源平均功率为40kw； 5)升温速度快，每台点火器升到额定温度不超过2分钟。,高温空气无油点火技术特点：,1、高温空气无油点火燃烧器加热器件不与煤粉接触， 具有安全可靠，结构简单的特点，维护成本低廉。 2、无油点火与低负荷稳燃成功的有机结合，无油点火燃烧器同时具备低负荷稳燃能力。 3、采用多级点火燃烧器的形式，使得用较小的电功率输入可以点燃较大量的煤粉气流。,高温空气无油点火技术特点：,4、高温空气与煤粉混合加热区域大且可调节，可以实现不同煤质，不同一次风速下的应用，适应性强。 5、制造材料方便易得，造价较低，经济性高。 6、自动控制系统由小型dcs系统、火焰图象监视系统和测量部件组成，可以实现较高程度的自动控制。 7、该技术产品寿命较长，可靠性高，更换方便，安全性高。,高温空气无油点火应用前景,抚顺发电有限公司工程应用表明成套技术投资费用30元/千瓦，用于工程的关