微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术在电力运行中的运用研究

1、微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术在电力运行中的运用研究摘要：随着我国社会经济发展的快速推进，我国能源资源与社会经济发展的矛盾日益突出，提高能源资源的利用效率，已经成为这一矛盾的关键。为此，国家环境保护总局将煤粉炉微油冷炉点火技术列为国家鼓励发展的技术项目。本文就微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术在电力运行中的运用进行了深入研究，提出了可行性方案。关键词：微油冷炉点火；超低负荷稳燃技术；电力运行；运用研究 一、微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术的特点燃煤机组锅炉的点火及低负荷稳燃过程中需要消耗大量的燃料油,是火力发电厂燃料成本的重要组成部分。降低这部分成本，是火电企业提高能源效率的重要组成部分。微油冷炉点

2、火和超低负荷稳燃技术是用微量的油（2040kg/h），通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉（212t/h），从而达到锅炉冷炉微油点火、低负荷和超低负荷稳燃的目的。在火电企业引入这项技术，将是提高能源效率较为理想的方法。微油冷炉点火技术具有冷炉升炉节油率（以煤代油）可达97的显著经济效益；采用多级气膜冷却使燃烧器壁温不超过400的高可靠性；微油点火逻辑设计，不发生爆燃和二次燃烧，不加剧炉内结渣，不增加飞灰可燃物可确保锅炉安全运行；微油点火全过程自动监控、程控操作，减小工作量；对风速、煤粉浓度、煤质等参数变化适应能力强；系统简单便于生产管理等特点，一般火电企业均可实施。二、微油冷炉点火技术设计原理

3、1、微油冷炉点火技术原理（1）微油燃烧技术的组成：微油燃烧技术由微油气化油枪和微油冷炉点火燃烧器组成。其工作原理是利用机械雾化和压缩空气的高速射流将燃料油挤压、撕裂、破碎，产生超细油滴后通过高能点火器引燃，同时巧妙地利用燃烧产生的热量对燃油进行加热，使燃油在极短的时间内蒸发气化，在此状态下燃烧，大大提高燃油火焰温度，中心温度高达18002000，作为高温火核在煤粉燃烧器内快速点燃一级煤粉。（2）冷炉微油点火燃烧器的工作原理：把微油气化油枪产生的高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区，当浓相煤粉通过气化燃烧高温火核时，煤粉温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发份，并迅速着火燃烧。已着火燃烧的浓相煤

4、粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大幅度减少煤粉燃烧所需的引燃能量。2、微油冷炉点火技术设计方案为了减少改造的工作量，完全可以利用原有的输粉系统，同时要发挥微油点火燃烧器是冷炉点火燃烧器和主燃烧器的双重功能。而微油冷炉点火技术是由微油冷炉点火燃烧器、微油气化油枪及辅助系统组成。它的辅助系统又是由油系统、压缩空气系统、气膜冷却风系统和自动控制系统组成。其中油系统的主要作用是为微油枪提供清洁的燃油，同时在微油燃油系统中需加电动油阀，以实现程控操作。还要设计压缩空气系统，其作用是为微油气化油枪提供雾化动力。气膜冷却风的作用

5、是防止燃烧器高温烧毁。设计的控制系统的作用是实现微油燃烧技术的程控操作，实现炉膛安全保护与连锁，以及过程参数的采集与监测。3、微油燃烧调整试验（1） 一次风速对微油燃烧的影响。 经过实验发现，合理选择点火一次风速，对微油燃烧器的稳定燃烧较为重要。因为，一次风速过高将导致煤粉着火推迟，偏低又容易造成一次风管积粉甚至堵管，应该保持给粉机转速350r/min、气膜风开度10%。从试验数据和火焰观察结果来看，在一次风风速从20m/s提升到27m/s的过程中，系统运行正常，虽然火焰温度和燃烧室温度均略有降低，但火焰依然明亮，煤粉燃烧稳定。（2）给粉机转速（煤粉浓度）对微油燃烧的影响。在一次风速24m/s

6、和气膜风开度10%时进行改变给粉机转速试验。试验结果显示，随着给粉机转速提高，微油燃烧器出口温度略微增加。（3）气膜风开度对微油燃烧的影响。在较高锅炉负荷（40MW）下，进行气膜冷却风和燃烧器壁温试验，试验数据显示，气膜冷却风能够起到保护燃烧器不烧坏和防止结渣的作用。（4）启动过程中的升温升压速率。微油冷炉点火燃烧器升温升压速率控制比大油枪具有更大的优势。大油枪油量无法灵活控制，每次投运都会带来机组燃料量的大幅变化，汽温、汽压变化也较大；微油点火启动通过调整给粉机转速实现燃料量的平稳增加，汽温、汽压变化也会变得比较平缓。（5）微油冷炉点火过程中煤粉燃烧效率的变化。由于冷炉点火时炉膛温度和一、二

7、次风温均很低，不利于煤粉的燃尽。使用微油冷炉点火技术，在微油枪投用后即投入煤粉，由于燃烧器设计合理，在冷炉启动后1小时，煤粉燃烧效率达到79；随着运行时间的增加、炉膛温度及一、二次风温的提高，煤粉燃烧效率逐步提高到84.33，煤粉燃烧效率的变化十分明显，经济效益非常可观。采用微油点火技术，在冷炉状态下可以方便、快速、稳定地点燃煤粉，实现以煤代油，节油率达到97%。实践表明，微油点火系统具有投资少、系统简单、使用安全可靠等一系列优点，经济效益非常可观，在火电企业推广使用这项技术，可以大幅提升节油效果，降低发电成本。但也要注意以下几个问题。保持给粉机转速300650r/min、一次风速2030m/

8、s，燃烧器出口火焰温度可控制在8001000。在这一温度范围内，微油点火技术对一次风速和煤粉浓度的适应性较好。在锅炉启动初期，气膜风可不开或小开度，随着负荷的提升，可适当调整气膜风开度以控制燃烧器壁温。注意灵活调整入炉燃料量，以更好地提升锅炉的升温、升压过程控制，避免出现超温现象。在微油启动过程中，煤粉燃烧尽可能保持理想状态，以避免在冷炉状态下造成尾部受热面的二次燃烧。参考文献：1 李秋白，马坤祥，池作和，微油冷炉点火技术在双炉膛煤粉炉上的应用J，热力发电2008年第07期2 毕德刚，煤粉炉运行节能措施探讨J,宁夏电力2010年第02期3 韩飞,浅析火电厂锅炉运行节能措施J,科学之友2011年第14期4 陈磊,煤粉炉少油点火