大型煤电机组不同点火方式对锅炉设备的影响

1、大型煤电机组不同点火方式对锅炉设备的影响摘 要：在国家能源发展政策的要求下， 高效、 节能、 环保得到电力行业特别是燃煤电厂的重视，煤粉锅炉的点火 方式也从全油、少油点火方式发展到微油、无油点火方式， 现今的煤电机组基本都达到了 0 排放的要求，但是影响锅炉 设备安全稳定运行的问题还是时有发生，都需要我们重视、 分析和解决。关键词：锅炉点火； 微油点火； 无油点火；等离子点火； 大油枪；小油枪Abstract ： At the request of the national energy policy development ， energy-efficient and environment

2、al protection do not get the power industry is the emphasis on coal-fired power plants ， ignition of pulverized coal boiler from the development of the whole oil ， less oil ignition to the micro-oil ， oil-free ignition ， today the coal units basically reached the requirements 0 emissions ， but the i

3、mpact of security and stable operation of the boiler equipment still occur ， we need to pay attention to ， analyze and solve.Keywords： boiler ignition ； Micro oil ignition ； Oilless ignition ； Plasma ignition ； Big oil gun； Small oil gun中图分类号： TK227 文献标识码： A0. 引言随着中国煤电行业的发展和环境问题的日趋严峻，高效、 节能、环保已经越来越受

4、到重视，同时中国燃煤发电量占全 国总发电量的 70%左右，煤电机组大多担任调峰调频任务， 并且使用燃料油点火的花费越来越高，燃料油也越来越紧缺； 这些现状都驱使着中国的煤电机组点火方式向着少油、无油、 快速启动的方向发展。本文在介绍电站大型煤粉锅炉常用点 火方式特点的同时也着重指出，使用先进高效的点火方式同 样要注意锅炉设备的承受能力，不能只注意效率而损坏锅炉 设备，造成不必要的损失。1. 大型燃煤发电机组常用的点火启动方式 当前国内燃煤发电机组点火方式按燃油量大约可分为 四类：全油点火技术、少油点火技术、微油点火技术和无油 点火技术。具体的点火方式选择与锅炉设备形式、燃用煤种 和其他可利用条

5、件有很大关系。1.1 全油点火技术 目前通用的是大油枪点火技术：燃料油通过油枪管经过 简单机械雾化或蒸汽雾化直接喷入炉膛，经高能电火花点燃 后直接在炉膛内燃烧，待炉膛温度超过燃煤燃点后再投入燃 煤，进而点燃燃煤。此种点火方式油枪管布置在二次风口， 燃料油一般使用 #0 轻柴油或重油，一般需要黏度系数在 4 E 以下，以 600MW 等级切圆燃烧超临界机组为例，燃油负 荷25%BMCR,油枪4角3层布置，每只油枪额定出力 3100kg/h , 最大耗油量 37200kg/h 。1.2 少油点火技术一般是采用单支出力在 300kg/h500kg/h的小油枪， 布置在下层一次风煤粉喷口中心的方式，点

6、火时燃料油直接 在煤粉中心燃烧，产生的热量直接作用于一次风和煤粉的升 温，能够直接快速点燃煤粉。1.3 微油点火技术在微油燃烧器内，燃料油通过气泡雾化、压缩空气射流 或机械雾化等方式，雾化成超细液滴燃烧，燃烧产生的热量 同时又对超细油滴进行加热气化，从而使微油燃烧器直接燃 烧气态燃油，极大地提高了燃烧效率和火焰温度，火焰中心 温度可达1500C以上，煤粉颗粒在燃烧器内接触到高温火焰 后，挥发份迅速析出并裂解燃烧，燃烧产生的热量再次点燃 其他煤粉颗粒，因此能够实现冷炉直接投煤粉启动。1.4 无油点火技术 现在应用最多最成熟的无油点火技术是等离子点火技术，原理是在一定的气压条件下利用直流电流，并在

7、强磁场 作用下获得稳定的高温空气等离子体，煤粉颗粒通过高温等 离子体时，在极短的时间内迅速挥发并破裂粉碎燃烧，从而 实现煤粉锅炉无油点火启动的目的。此外无油点火技术还有：感应加热无油点火技术、高温空气无油点火技术、煤粉富氧 点火技等，目前应用较少。2. 常用点火启动方式的特点 大油枪点火技术结构简单，煤种适用性强，点火初期可 以单支投入油枪，调节方便；但是冷炉点火启动时间长，耗 油量大，费用高。小油枪点火技术结构相对简单，对于湿度 大和低挥发份的煤种点火困难，切圆燃烧锅炉点火初期需要 投入一层四角 4 只燃烧器，煤粉燃尽率不高，为了提高燃尽 率需要投入辅助油枪和一次风暖风器；但点火初期就可以油

8、 煤混烧，能够减少耗油量节省部分费用。由于大油枪和小油 枪点火初期未燃尽油滴粘度大，会粘滞污染空气预热器、脱 硝设备和除尘设备等，因此点火初期不能投用脱硝设备和除 尘设备，烟气只能走旁路烟道直接排放，不符合现今的环保 要求。微油点火技术和等离子点火技术结构相对复杂，不适用 湿度大和低挥发份的煤种，由于磨煤机最小出力原因，点火 初期未燃尽煤粉较多且热负荷大不利于调节锅炉温升速度， 增加一次风暖风器可以提高煤种适用范围和煤粉燃尽率；设 备投入费用较高，但点火时耗油量极低或0 耗油，点火费用低，启动速度快。微油点火技术燃油燃尽率极高，等离子点 火技术更是 0 耗油，因此点火初期即使有未燃尽的煤粉颗粒

9、， 也不会黏滞污染空气预热器、脱硝设备和除尘设备等，只要及时吹扫和清理，点火初期就可以投用脱硝设备和除尘设备， 非常适用现今的环保要求。 3. 不同点火启动方式对 锅炉设备的影响大油枪点火技术应用已经非常成熟，但点火初期未燃尽 的燃料油沾染除渣设备和空气预热器的问题依然存在，特别 是燃用重油点火启动的锅炉，由于燃点高黏度大沾染除渣设 备严重，需要经常清理；空气预热器设备也需要时刻密切监 控，防止着火，每次停炉基本都需要用清洗水进行清洗。小 油枪点火技术由于燃油和煤粉的混合，更容易黏滞在空气预 热器设备中，着火和爆燃的危险更高。微油点火技术和等离子点火技术点火初期的未燃尽煤 粉颗粒，同样存在沉积

10、着火和爆燃危险，应时刻注意；冷炉 启动初期，由于磨煤机出力和煤粉着火浓度流量的需要，所 给的燃料量较高，锅炉设备升温速率不如油枪易于调节和控 制，过快的升温速度容易造成锅炉受热面设备受热不均承受 较大的热应力而损坏，参数越高容量越大的锅炉此问题表现 得越明显；同时高参数的锅炉受热面大量的使用了不锈钢管 子，过快的温度变化会引起不锈钢管子氧化皮脱落，阻塞管 子引起超温爆管。对于微油点火技术和等离子点火技术，发电厂为了提高 点火初期的煤粉燃尽率和减少入炉煤量，通常使用低挥发份 煤种和高挥发份煤种混烧的办法，虽然可以提高煤种适用范围，增强点火初期的可调节性和提高煤粉燃尽率，但是不同 的煤种的灰熔点和

11、燃点不同容易引起受热面结焦和火焰中 心不稳，影响受热面的吸热引起受热面温度偏差和超温等问 题；通过分析总结，不同煤种的分燃烧器混烧能缓解此类问 题，既是，不同的煤种不同的煤仓入煤，刚点火时点燃易燃 的高挥发份煤种，待炉膛温度升高到一定温度后，再点燃难 燃的低挥发份煤种。结语 锅炉点火初期的爆燃、空气预热器和尾部灰斗的着火是 锅炉一直存在的问题，随着技术发展、经验总结和运行规程 的完善，发生此类问题的可能性已经很低，但是由于调峰调 频的需要，锅炉机组启停频繁，且要求快速启停，稍有疏忽 就会造成此类事故发生。对于微油点火技术和等离子点火技 术等高效、节能、环保的新型点火技术应用而引发的锅炉设 备存在的问题，通过经验总结和严格执行运行规范能够得到 基本解决，同时也需要通过新材料的研发、设计改进、规程 完善等方面彻底解决存在的问题，达到真正的高效节能环保。参考文献1 朱成章试论煤电在中国的不可替代性J中外能源，2016，21（2）：14-18.2 徐立伟，贾广明.锅炉点火方案的应用与分析C.山东:山东电机工程学会第六届发电专业学术交流会论文集，2007:17-20.3 董见峰.锅炉点火方式的比较J科技展望，2014( 17):