趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

汕尾電廠氣化微油點火技術(shù)節(jié)能改造的應用

趙 健

（廣州瑞明電力股份有限公司，廣州 510700）

我國是一個石油消耗和進口大國，國家鼓勵推廣節(jié)油和以煤代油技術(shù)。汕尾電廠2×600 MW超臨界機組采用傳統(tǒng)的輕柴油點火和低負荷投油助燃技術(shù)，這種方式需要耗用大量的柴油，隨著國際油價不斷攀升，給電廠帶來很大的經(jīng)濟壓力，也不符合國家節(jié)約能源的基本國策。冷爐啟動初期由于電除塵不能及時投入而造成煙塵對環(huán)境的污染，為此，汕尾電廠對點火系統(tǒng)進行改造，采用氣化微油點火技術(shù)，節(jié)約能源，取得了巨大的經(jīng)濟效益，同時也降低了污染，保護了電廠周邊的生態(tài)環(huán)境。

1 設(shè)備概況

廣東汕尾紅海灣發(fā)電有限公司1、2號機組鍋爐采用單爐膛，∏型布置，平衡通風，一次中間再熱，前后墻對沖燃燒，尾部雙煙道，再熱汽溫采用煙氣擋板調(diào)節(jié)，復合變壓運行，超臨界本生直流爐。電廠燃煤設(shè)計煤種為神府東勝煤，校核煤種為晉北煙煤。鍋爐設(shè)計參數(shù)見表1，煤質(zhì)參數(shù)見表2。成。在負荷≥28%B?MCR后，直流運行，一次上升，啟動分離器入口具有一定的過熱度。

表1 鍋爐的參數(shù)表

表2 煤質(zhì)參數(shù)表

燃燒器采用前后墻對沖分級燃燒技術(shù)。在爐膛前后墻各分3層布置低NOx旋流式HT?NR3煤粉燃燒器，每層布置6只燃燒器，全爐共設(shè)有36只燃燒器。在最上層燃燒器的上部布置了燃盡風噴口（AAP）。其中鍋爐前墻中、下層和鍋爐后墻中層共裝有18只啟動油槍用于暖爐和低負荷穩(wěn)燃，單只油槍出力是2.2 t/h，前墻中層作為備用，用于啟動和維持低負荷熱量提供。油槍總輸入熱量相當于30%B?MCR鍋爐負荷。

制粉系統(tǒng)：采用中速磨直吹式制粉系統(tǒng)。配6臺HP型磨煤機和6臺電子稱重給煤機。煤粉細度的設(shè)計值R90為25%。

給水系統(tǒng)：機組配置2×50%B?MCR調(diào)速汽動給水泵和1臺30%B?MCR容量的電動調(diào)速給水泵。電動給水泵參數(shù)：流量586 t/h，揚程3 196 m，出水壓力29.51 MPa。電動給水泵電動機額定電壓6 000 V，額定電流910 A，額定功率8 200 kW，轉(zhuǎn)速1 490 r/min。

汽輪機旁路系統(tǒng)：按40%B?MCR容量的啟動旁路考慮。

2 微油系統(tǒng)設(shè)備概況

汕尾電廠1號爐改造方案為將后墻下層燃燒器（A1～A6）改造成氣化微油點火煤粉燃燒器。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。

微油點火系統(tǒng)主要包括3部分，其中氣化微油點火系統(tǒng)由燃油、壓縮空氣、燃燒器、助燃風、壁溫監(jiān)測、火檢系統(tǒng)等組成；一次風加熱系統(tǒng)由暖風器、風門、支吊架等組成；控制系統(tǒng)對點火系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)進行控制，保證鍋爐安全、穩(wěn)定、可靠運行。氣化微油點火方式下燃燒器主要設(shè)計參數(shù)見表3。

表3 氣化微油點火方式下燃燒器主要設(shè)計參數(shù)

氣化微油點火油系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)如下：最低工作油壓0.5 MPa；最高工作油壓2.5 MPa；消耗量（單支油槍）40～60 kg/h。

暖風器設(shè)計參數(shù)如下：空氣進/出口溫度20℃/150℃；空氣進/出口壓力阻力小于300 Pa；空氣流量80 t/h；蒸汽進口溫度300℃；蒸汽進口壓力1.0 Mpa；蒸汽耗汽量4 800 kg/h。

微油燃燒器由彎頭、油燃燒室、煤粉一級燃燒室、煤粉二級燃燒室，煤粉三級燃燒室等組成；圖1為氣化微油煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 氣化微油煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為微油及暖風器系統(tǒng)圖。

圖2 微油及暖風器系統(tǒng)

3 試運行情況

2007年5月16日，系統(tǒng)吹掃和系統(tǒng)漏點檢查試驗完成后，根據(jù)“二十五項反措”要求進行每個微油槍的燃油霧化試驗，發(fā)現(xiàn)微油槍在壓力大于0.8 MPa以上即可霧化，但在1.2～1.5 MPa之間霧化效果比較好，此時壓縮空氣壓力控制在0.25 MPa左右，建議正常運行期間每個微油槍前壓縮空氣手動門的開度調(diào)好后保持不變，燃油壓力控制在1.2～1.5 MPa之間。

2007年5月17日，為了確保下一步工作的順利開展，微油槍霧化試驗結(jié)束后，對微油槍進行試點火，每個微油槍均能正常點燃。圖3為單獨點燃微油槍從看火孔拍攝的圖片。

圖3 單獨點燃微油槍

2007年5月19日，1號爐首次點火，煤粉點燃正常，爐膛負壓穩(wěn)定。A磨煤機給煤量小于27 t/h時，從火焰電視上看，爐膛火焰比較暗，這主要是由于點火初期爐膛溫度比較低，爐內(nèi)黑煙比較多，影響火焰探頭獲取的圖像效果，從現(xiàn)場的觀火孔看，燃燒器噴口出火焰呈桔紅色，燃燒比較穩(wěn)定。當A磨煤機給煤量增至35 t/h以上時，從火焰電視上可以看到明亮的火焰（見圖4）。

圖4 爐膛火焰情況

點火80 min后，鍋爐中間點溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min，符合運行規(guī)程中規(guī)定的標準：溫升不大于2℃/min。

從電除塵一電場下取飛灰進行分析，點火初期飛灰含碳量在25%～30%；當給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當2臺磨煤機運行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

當A磨煤機給煤量大于34 t/h后，啟動C磨煤機，C磨煤機能夠正常被點燃，火檢返回正常，而且爐膛負壓在正常范圍內(nèi)波動，波動幅度不超過200 Pa。

從運行過程參數(shù)看，A磨煤機的最大給煤量應控制在42 t/h以下，最小出力應該不低于15 t/h（主要是根據(jù)火檢強度和磨煤機的運行電流確定）。

2臺磨煤機運行能夠滿足機組沖轉(zhuǎn)要求，2007年5月20日，1號機組首次利用微油系統(tǒng)直接引燃煤粉來達到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)，沖轉(zhuǎn)參數(shù)見表4。

4 性能試驗

4.1 氣化微油燃燒器引燃煤粉性能試驗

通過1號機組的幾次點火證實，氣化微油燃燒器能夠直接引燃煤粉，爐膛負壓在正常范圍內(nèi)波動，尾部煙道、干除灰系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)未發(fā)生過自燃現(xiàn)象。當A磨煤機給煤量大于34 t/h后，啟動C磨煤機，C磨煤機能夠正常被點燃，火檢返回正常狀態(tài)，而且爐膛負壓在正常范圍內(nèi)波動，波動幅度不超過200 Pa。

4.2“微油模式”下煤粉燃燒情況分析

在“微油模式”下直接投入煤粉，鍋爐各運行參數(shù)正常，從電除塵一電場下取飛灰進行分析，點火初期飛灰含碳量在25%～30%；當給煤量大于25 t/h后，飛灰含碳量在15%以下；當2臺磨煤機運行后飛灰含碳量在6%～8%。燃盡率比較好。

4.3 燃燒器的安全性能測試

微油燃燒器設(shè)計溫度是500℃。在微油槍單獨運行的情況下，燃燒器壁溫度最高達300℃，在設(shè)計范圍內(nèi)；當投入煤粉后，燃燒器壁溫度在50～100℃，能夠長期穩(wěn)定運行。因此為了保護微油燃燒器，建議不要在只投微油槍的情況下長期運行。

4.4 鍋爐的升溫升壓測試

點火80 min后，鍋爐中間點溫度升高了125℃，壓力升高了2.35 MPa，即1.56℃/min和0.029 MPa/min。符合運行規(guī)程中規(guī)定的標準：溫升不大于2℃/min。即利用微油燃燒器直接引燃煤粉能夠滿足鍋爐的升溫升壓曲線要求。

4.5“微油模式”下邏輯保護的可靠性

經(jīng)過幾次點火啟動證實，“微油模式”下邏輯保護比較可靠，沒有發(fā)生異常保護誤動，也沒有因為邏輯問題引發(fā)設(shè)備故障。

4.6 氣化微油燃燒器作為主燃燒器的性能測試

在機組整套啟動過程中，微油燃燒器作為主燃燒器運行能夠滿足機組帶額定負荷穩(wěn)定運行、升降負荷的要求，爐膛負壓、排煙溫度、過熱器和再熱器減溫水在正常范圍內(nèi)。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

汕尾電廠1、2號爐成功應用氣化微油點火技術(shù)實現(xiàn)了冷爐啟動，為電廠節(jié)約了大量燃油，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。與未實施微油改造鍋爐啟動相比，經(jīng)濟效益非常明顯。以2號爐吹管為例，具體分析其經(jīng)濟效益，見表5。微油系統(tǒng)油管路及微油燃燒器分別如圖5、圖6所示。

表5 經(jīng)濟效益分析

圖5 微油系統(tǒng)油管路

圖6 微油燃燒器

表6為按照機組各項啟動曲線及考慮機組實際情況，微油改造前后機組估計啟動用油量比較及節(jié)約費用（不考慮啟動鍋爐用油、不考慮過程中出現(xiàn)缺陷耽擱時間的油量消耗）。

表7為按照機組各停運曲線及考慮機組實際情況，微油改造前后機組估計停運用油量及節(jié)約費用比較（不考慮啟動鍋爐用油、不考慮過程中出現(xiàn)缺陷耽擱時間的油量消耗）。

表6 改造前后機組啟動用油量比較及節(jié)約費用

表7 微油改造前后機組估計停運用油量及節(jié)約費用比較

考慮機組大、小修及非計劃停運次數(shù)，按照2008年紅海灣電廠上報計劃：2號機組1次小修，1號機組2次小修，2008年1、2號機組非計劃停運為10次（考慮到新機組的情況），每次非計劃停運均按照熱態(tài)或極熱態(tài)啟動考慮，不考慮其他非正常因素影響，和微油改造前比較，全年機組可以節(jié)省燃油1 125.7 t，節(jié)省費用342.3萬元。

5.2 環(huán)保效益

采用氣化微油點火技術(shù)啟動鍋爐，由于微油點火煤粉燃盡率高，鍋爐啟動初期即可投入電除塵，取得了很好的環(huán)保效益。按照常規(guī)的運行方式，機組在低負荷運行時，鍋爐必須油煤混燒，避免未燃盡的油滴粘污電極，鍋爐電除塵器無法正常投入，大量煙塵直接排放到大氣中，給環(huán)境帶來嚴重的污染，同時煙氣中的粉塵會對鍋爐引風機葉片造成磨損，這些均給電廠帶來間接的經(jīng)濟損失。而采用氣化微油點火方式啟動鍋爐，啟動初期煤粉燃盡率高，能有效控制鍋爐冷爐點火初期冒黑煙現(xiàn)象，大大減少粉塵的排放。另外，由于油槍油量小且氣化燃燒完全，啟動初期即可投入電除塵，解決了投大油槍時煙囪“冒黑煙”的問題，有效降低了鍋爐啟動初期的污染物排放，避免了對環(huán)境污染，給電廠帶來顯著的環(huán)保效益和社會效益。

Shanwei powerplant micro?oil gasification ignition technological transformation

ZHAO Jian
（Guangzhou Ruiming Power Stock Co.Ltd.,Guangzhou 510700,China）

1009-1831（2012）02-0037-04

F407.61；TK018

E

2011-10-14

（

孫 晶）