锅炉微油点火系统改造分析.pdf

上海电力 锅炉微油 点火系 统改造分析 屠志球 ， 颜 海宏 ( 上海电力股份有限公司 上电漕泾发电有限公司， 上海2 0 1 5 0 7 ) 摘要： 锅炉微油点火技术以煤代油具有良好的经济效益和社会效益， 介绍了微油点火中存在的几个问题 ： 如点火 不着、 点火着后不能稳燃、 暖风器容量不足等 ， 介绍了解决方法。 关键词： 微油点火； 油枪； 点火枪； 稳燃 中图分类号： T K 2 2 3 文献标志码： B 0 引言 气化微油冷炉点火技术和超低负荷稳燃技 术是用微量的油在特殊设计燃烧室内高强度燃 烧 ， 产生高温火焰， 该火焰首先引燃少量浓缩的 煤粉 ， 利用这部分煤粉自身燃烧的热量再去引燃 更多的煤粉， 采用功率放大的原理， 达到最终点 燃大量煤粉的目的。该技术可以大幅度减少火力 发电厂点火启动和助燃用油 ， 以煤代油 ， 降低发 电成本， 为企业创造经济效益。同时该技术符合 国家环保政策， 具有良好的社会效益。 上海上电漕泾发电有限公司于 2 0 1 0 年投产 的 21 0 0 0 MW 机组 锅炉采用微 油点火系统 ， 由 于初次用于这样的大机组和时间仓促在设计 、 安 装上不免有些问题， 使得每次点火总有几根油枪 点不着 和点着后不能稳燃 ， 不得不用大油枪来点 火， 没有充分发挥微油点火的作用。 1 设备概况 微油枪油压为 0 50 7 MP a ；单只微油枪 出 力为 9 0 1 2 0 k g h ； 压缩空气压力为 0 5 MP a ； 压缩 空气流量为 0 6 N m 3 m i n 左右； 油枪高压助燃风风 压 为 1 0 0 0 P a左右 ；微油枪火 焰 中心 温度为 1 5 0 0 1 8 0 0 。 1 1 微油枪压缩空气系统 微油枪所用压缩空气 ， 由锅炉本体周围的压 缩空气主管处引出， 通过截止阀、 调整阀、 过滤调 压器、 逆止阀等接至稳压储能罐上 口， 再由稳压 储能罐上口引至锅炉四角 ， 经过手动球阀、 电磁 阀、 分路手动球阀、 金属软管等接至微油枪。 1 _ 2微油枪油系统 微油枪油系统由主燃油系统管路某一处引 出， 通过截止阀、 气动液位保护阀、 气动液位调整 阀 、 双路滤油器等 引至稳压 储能罐 ， 再 由稳压储 能罐下出口引至锅炉四角， 经过手动球阀、 气动 球阀、 分路手动球阀、 金属软管等接至气化小油 枪。稳压蓄能罐上设有三个液位( 低 、 高、 高高) ， “ 低” 为进油、 “ 高” 为停止进油、 “ 高高” 为保护( 切 断进油) 。减、 稳压原理为： 罐内“ 低” “ 高” 液位之 间有 5 0 L 左右的容积， 由于罐上 口与压缩空气相 通， “ 低” 液位需进油时， 气动液位调整阀打开 ， 开 始进油， 由于沿程阻力油罐进油压力略高于罐内 压力 ， 罐内气体受压缩， 利用压缩空气系统吸收 这部份能量 ； 当罐内油位达“ 高” 液位时， “ 高” 液 位接点打开， 指令关闭气动液位调整阀， 停止进 油后罐内维持压缩空气压力， 气化小油枪点火用 油时， 压缩空气系统施放部份能量， 气化小油枪 达到极为稳定的连续低压供油。 1 3微油枪高压助燃风 系统 助燃风系统设计用来为气化微油油枪提供 一 定的后期燃烧的氧量， 为气化微油枪及油燃烧 室提供冷却以及在气化微油系统停运时保持油 燃烧室的清洁， 防止管道内煤粉进人污染油枪及 火检 ， 微油枪投用时控制阀后风压 1 0 0 0 P a 左右 ， 停用时控制阀后风压 5 0 0 P a 左右。 1 4微油暖风器 一 49 上海电力 微油暖风器用以解决制粉用热风 ， 保证锅炉 冷态启动时， 磨煤机入口风温满足磨煤机干燥出 力 的要求。 2 微油系统点火存在的问题及原因分析 2 1 2号炉点火启动过程 中微油枪情况 BI 】 3 ： 1 0 点 3 - l 8 3 ： 2 2 火火败 点火 点火 失败 成功 Bl 2 3 ： I 1 点 火成功 B J 3 3 ： l 4点 清理 3 ： 5 2 4 ： 0 4 4 ：0 5点 热 j 4 ： 4 1 火失败 油枪 点火 点火 火失败 处理 点火 去除 失败 失败 点火 成功 垃圾 枪 B 1 4 31 I 、 清理 3 ： 5 1 吏换 6 ： 0 O 、 6 ： I 8 更换 6 ： 4 9 6 5 0 7 ： 0 8 9 ： 3 0 3 ： 2 3 、 徽油 点火 徽油 6 ： l 5点 点火 微油 熄火 点火 点火 右 3 ： 2 5点 枪 、 去 失败 枪 火失败 成功 雾化 后点 7次 4次 点火 火失败 除垃 头 火失 失败 失败 战功 圾 败 ( 助 燃风 管松 动 ， 助 燃风 压过 低 调 高风 压点 火成 功) B 2 1 3 ： 2 0 、 清理 4 ： 0 3 3 ： 2 2 、 汕枪 点火 3 ： 2 4 、 去除 成 功 3 ： 2 7点 垃圾 火失败 B 2 2 3 ： 1 6 、 清理 5 ： 1 6 5 I 7 7 ： 2 4熄 7 ： 3 I 3 ： 2 3 、 汕枪 点火 点火 火后点 点火 3 ： 2 5 点 去除 失败 成功 火失败 成功 火失败 垃圾 B 2 3 3 ： 2 0点 火成功 2 2点火不着的原因分析 1 ) 微油枪雾化芯有杂质 在新机组上来时 由于油管道安装杂 质和铁 锈、 铁屑， 在冲管中未冲清， 取出的油样很黑， 油 库中的油杂质很多， 而这些脏物就积累在微油枪 雾化芯上堵塞了使油枪点不着。 2 ) 点火枪器故障 点火枪头发火头绝缘插入深度不够 ，渗油 进枪头内影响打火；点火枪头结焦污染导致打 不着火。 3 ) 点火枪位置和油枪位置配合误差 正 常 位 置 点 火 枪 枪 头 在 油 枪 枪 头 前 2 0 3 0 m m 由于点火枪和油枪没有卡口， 其相对位 置固定困难， 每拆动一次点火枪和油枪该相对位 置就要动掉， 导致点不着火。 4 ) 油枪压缩空气雾化阀未打开 由于压缩空气电磁阀阀芯堵和电磁阀线圈 有问题， 导致动作不可靠。 5 ) 就地点着了， 远方的四画面分割器未显示 点着 一 5 0一 由于 四画面分割器 电源容易坏导致未显示 点着 ， D C S认为未点着程控走不下去 ，延迟后关 油 阀从新开始吹扫。 6 ) 支路管路油压偏低， 导致管道最长的一、 二支油枪有时点不着火 。 7 ) 燃烧筒结焦或烧损 油枪插入深度偏浅( 定位不够) ， 气化小油枪 停用时燃烧筒高压助燃风偏低( 或关闭) 2 3点火着后不能稳燃原因及分析 1 ) 运行参数未控制在应控制的范围内 B层 1 4号角雾化空气工作压力 0 2 8 0 3 5 mp a； B层 1 4号角高压助燃风工作压力 1 0 0 0 p a； 炉前 c形高压助燃风母管( 投 自动时) 工作 压力为 3 2 o k P a 。 B层煤粉燃烧器壁温 “ 4 5 0 2 ) “ 锅炉微油点火及稳燃装置”未维护好 锅炉启动前应对小油枪雾化头、 雾化芯检查 清污检查确保畅通； 锅炉启动前热控应对小油枪火检、 点火枪及 控制回路进行试验； “ 锅炉微油点火及稳燃装置”定期( 盛随同 锅炉检修进行 ) 应对油 气管路进全面。吹扫、 油过滤器全检查清污工作确保系统安全可靠 运行 。 2 4微油点火 系统暖风器容量不足原因分析 由于锅炉冷态点火在冷天暖风器入 口温度 ( 大气温度) 往往低于原设计人 口温度 2 0 ， 极端 气温低于 一 5 ， 造成暖风器出口温度达不到设计 温度 1 6 0 ， 往往 只有 1 1 0 及 以下 ， 满足不了磨 煤机干燥出力的要求， 不得不投 6 根以上大油枪 来提高炉膛烟气温度来加热磨煤 机入 口风温 ， 使 微油点火起不到应有作用， 每次锅炉冷态点火燃 烧掉约 6 0 t “ 0 ” 号柴油 ， 经济效益受损， 并使点火 期间和低负荷时不能投电除尘器( 投着大油枪 ) ， 影响环保。 3 微油点火系统改进 3 1 燃油、 压缩空气系统 微油系统的油管路使用原系统的油管路， 但 局部管路结构需调整 上 海电力 1 ) 在油和气 4角加装压力表， 以监视炉膛 4 角的油、 气压力变化是否满足要求 ， 并可根据其 为依据对4角的油、 气压力进行调整。 2 ) 滤网改为不锈钢， 以解决油中铁锈杂质。 3 ) 压缩空气电磁 阀换成气动球 阀， 以解决原 压缩空气电磁阀阀芯堵 和电磁阀线圈的问题 。 4 ) 点火器使用南京康达能点火器， 以解决原 点火枪头发火头绝缘插人深度不够， 渗油进枪头 内影 响打火 。 5 ) 更换四画面分割器电源。 3 2助燃风 系统 使用原系统的管路， 但 4 角的阀门改为可定 位的调节阀门， 以保证 4角助燃风调平试验后定 死位置， 不会轻易动位。 3 3微油暖风器 在原暖风器基础上扩容 ， 即在原设计 4组受 热面基础上再增加 2 组受热面， 另增加一路加热 蒸汽， 蒸汽耗量从 7 8 5 1 5 t h 增加到 1 1 t h ； 整只 加热器高宽不变 ( 3 0 0 0 * 3 0 0 0 ) ，长度由原来 的 2 6 o 0增加到 3 2 0 0 。 3 4运行和维护 运行进行调整 ， 4角的油压、 雾化气压 、 助燃 风压进行调平 ， 使运行参数控制在应控制的范围 内， 定期对小油枪火检、 点火枪及控制回路进行 试验 。 定期( 或随同锅炉检修进行) 对油 气管路进 全面吹扫、 油枪拆洗、 油过滤器全检查清污工作 ， 对小油枪火检、 点火枪及控制回路进行检查确保 系统安全可靠运行 。 锅炉初期投入的燃料量计算出两种燃料的 低位热值分别为： 启动方式一， 小油枪直接点燃煤粉计算出煤 的低 位 发热 量 =2 2 4 91 0 0 02 2 1 2 06 5 = 3 2 3 3 6 1 2 2 0 k J k g 。 ( 注 ： 2 2 4 9 t h为一台磨煤机的最小出力 、 2 2 1 2 0 k j k g 为锅炉设计时校核后煤种的低位热 值 ， 6 5 为锅炉初期投粉时煤粉燃烬率) 启动方式二， 采用大油枪( 点火 ) 加热计算出 油 的低 位 热值 - - 6 81 0 0 0 4 6 1 5 8 9 8 = 3 0 7 5 9 6 9 1 2 k J k g 。 6 8 t l 为锅炉点火初期投用的油量 ( 此油量 依据 2 0 1 1 年 6 月 1 9 13 2 3 ：0 0 I 号炉 c修后锅炉 冷态启动时一次投用 4 支油枪油量) 、 4 6 1 5 8 k J & g 为锅炉设计时轻柴油的低位热值、 9 8 为锅炉点 火初期油的燃烬率。 从以上两组数据不难看出， 煤和油在锅炉点 火初期所释放的热量相差并不大。由于煤和油的 燃烧时的特定性是： 煤燃烧时形成火焰较长且火 焰区相对比较大且温和有利于锅炉点火初期锅炉 受热面的加热， 水冷壁金属温升较好控制( 锅炉点 火至汽机冲转前的金属温升一般为 0 5 1 0 C) ； 而油燃 烧时相对火焰较短且火焰较为集 中和强 烈，形成的炉内温度场远小于煤燃烧时形成的温 度场， 且局部热偏差相 比较大远不如煤粉加热 的 均匀。 采用锅炉纯微油点火方式 ，可使点火期间 和低负荷时能投电除尘器( 不投大油枪 ) ， 不影 响环保 。 4 锅炉微油点火直接点燃煤粉完成锅炉 5 结语 冷态启动的探讨 锅炉纯微油点火方式主要考虑直接投粉对 锅炉水冷壁热冲击较大而引发焊口应力拉伤 ( 因 水冷壁管材 为 T 2 3 ，此材质对 温差特性 比较敏 感) ， 且磨煤机的最小出力为 2 2 4 9 t l 1 锅炉点火初 期不宜控制等因素； 因此，采用了大油枪先加热 的方式来实现锅炉冷态启动。 其实这样的担心是可以消除的， 因为我公司 的锅炉为变压直流炉， 锅炉水冷壁采用螺旋布置 方式 ，其有效地消除燃烧不均所产生的热偏差， 从锅 内得到改善。 公 司锅炉