李吉鋒（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江　哈爾濱　150046）

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大型煤電機(jī)組不同點(diǎn)火方式對(duì)鍋爐設(shè)備的影響

李吉鋒
（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150046）

摘要：在國(guó)家能源發(fā)展政策的要求下，高效、節(jié)能、環(huán)保得到電力行業(yè)特別是燃煤電廠的重視，煤粉鍋爐的點(diǎn)火方式也從全油、少油點(diǎn)火方式發(fā)展到微油、無(wú)油點(diǎn)火方式，現(xiàn)今的煤電機(jī)組基本都達(dá)到了0排放的要求，但是影響鍋爐設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題還是時(shí)有發(fā)生，都需要我們重視、分析和解決。

關(guān)鍵詞：鍋爐點(diǎn)火；微油點(diǎn)火；無(wú)油點(diǎn)火；等離子點(diǎn)火；大油槍；小油槍

0. 引言

隨著中國(guó)煤電行業(yè)的發(fā)展和環(huán)境問(wèn)題的日趨嚴(yán)峻，高效、節(jié)能、環(huán)保已經(jīng)越來(lái)越受到重視，同時(shí)中國(guó)燃煤發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的70%左右，煤電機(jī)組大多擔(dān)任調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)，并且使用燃料油點(diǎn)火的花費(fèi)越來(lái)越高，燃料油也越來(lái)越緊缺；這些現(xiàn)狀都驅(qū)使著中國(guó)的煤電機(jī)組點(diǎn)火方式向著少油、無(wú)油、快速啟動(dòng)的方向發(fā)展。本文在介紹電站大型煤粉鍋爐常用點(diǎn)火方式特點(diǎn)的同時(shí)也著重指出，使用先進(jìn)高效的點(diǎn)火方式同樣要注意鍋爐設(shè)備的承受能力，不能只注意效率而損壞鍋爐設(shè)備，造成不必要的損失。

1. 大型燃煤發(fā)電機(jī)組常用的點(diǎn)火啟動(dòng)方式

當(dāng)前國(guó)內(nèi)燃煤發(fā)電機(jī)組點(diǎn)火方式按燃油量大約可分為四類：全油點(diǎn)火技術(shù)、少油點(diǎn)火技術(shù)、微油點(diǎn)火技術(shù)和無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)。具體的點(diǎn)火方式選擇與鍋爐設(shè)備形式、燃用煤種和其他可利用條件有很大關(guān)系。

1.1全油點(diǎn)火技術(shù)

目前通用的是大油槍點(diǎn)火技術(shù)：燃料油通過(guò)油槍管經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單機(jī)械霧化或蒸汽霧化直接噴入爐膛，經(jīng)高能電火花點(diǎn)燃后直接在爐膛內(nèi)燃燒，待爐膛溫度超過(guò)燃煤燃點(diǎn)后再投入燃煤，進(jìn)而點(diǎn)燃燃煤。此種點(diǎn)火方式油槍管布置在二次風(fēng)口，燃料油一般使用#0輕柴油或重油，一般需要黏度系數(shù)在4°E以下，以600MW等級(jí)切圓燃燒超臨界機(jī)組為例，燃油負(fù)荷25%BMCR，油槍4角3層布置，每只油槍額定出力3100kg/h，最大耗油量37200kg/h。

1.2少油點(diǎn)火技術(shù)

一般是采用單支出力在300kg/h～500kg/h的小油槍，布置在下層一次風(fēng)煤粉噴口中心的方式，點(diǎn)火時(shí)燃料油直接在煤粉中心燃燒，產(chǎn)生的熱量直接作用于一次風(fēng)和煤粉的升溫，能夠直接快速點(diǎn)燃煤粉。

1.3微油點(diǎn)火技術(shù)

在微油燃燒器內(nèi)，燃料油通過(guò)氣泡霧化、壓縮空氣射流或機(jī)械霧化等方式，霧化成超細(xì)液滴燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量同時(shí)又對(duì)超細(xì)油滴進(jìn)行加熱氣化，從而使微油燃燒器直接燃燒氣態(tài)燃油，極大地提高了燃燒效率和火焰溫度，火焰中心溫度可達(dá)1500℃以上，煤粉顆粒在燃燒器內(nèi)接觸到高溫火焰后，揮發(fā)份迅速析出并裂解燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量再次點(diǎn)燃其他煤粉顆粒，因此能夠?qū)崿F(xiàn)冷爐直接投煤粉啟動(dòng)。

1.4無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)

現(xiàn)在應(yīng)用最多最成熟的無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)是等離子點(diǎn)火技術(shù)，原理是在一定的氣壓條件下利用直流電流，并在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下獲得穩(wěn)定的高溫空氣等離子體，煤粉顆粒通過(guò)高溫等離子體時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)迅速揮發(fā)并破裂粉碎燃燒，從而實(shí)現(xiàn)煤粉鍋爐無(wú)油點(diǎn)火啟動(dòng)的目的。此外無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)還有：感應(yīng)加熱無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)、高溫空氣無(wú)油點(diǎn)火技術(shù)、煤粉富氧點(diǎn)火技等，目前應(yīng)用較少。

2. 常用點(diǎn)火啟動(dòng)方式的特點(diǎn)

大油槍點(diǎn)火技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤種適用性強(qiáng)，點(diǎn)火初期可以單支投入油槍，調(diào)節(jié)方便；但是冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，耗油量大，費(fèi)用高。小油槍點(diǎn)火技術(shù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于濕度大和低揮發(fā)份的煤種點(diǎn)火困難，切圓燃燒鍋爐點(diǎn)火初期需要投入一層四角4只燃燒器，煤粉燃盡率不高，為了提高燃盡率需要投入輔助油槍和一次風(fēng)暖風(fēng)器；但點(diǎn)火初期就可以油煤混燒，能夠減少耗油量節(jié)省部分費(fèi)用。由于大油槍和小油槍點(diǎn)火初期未燃盡油滴粘度大，會(huì)粘滯污染空氣預(yù)熱器、脫硝設(shè)備和除塵設(shè)備等，因此點(diǎn)火初期不能投用脫硝設(shè)備和除塵設(shè)備，煙氣只能走旁路煙道直接排放，不符合現(xiàn)今的環(huán)保要求。

微油點(diǎn)火技術(shù)和等離子點(diǎn)火技術(shù)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，不適用濕度大和低揮發(fā)份的煤種，由于磨煤機(jī)最小出力原因，點(diǎn)火初期未燃盡煤粉較多且熱負(fù)荷大不利于調(diào)節(jié)鍋爐溫升速度，增加一次風(fēng)暖風(fēng)器可以提高煤種適用范圍和煤粉燃盡率；設(shè)備投入費(fèi)用較高，但點(diǎn)火時(shí)耗油量極低或0耗油，點(diǎn)火費(fèi)用低，啟動(dòng)速度快。微油點(diǎn)火技術(shù)燃油燃盡率極高，等離子點(diǎn)火技術(shù)更是0耗油，因此點(diǎn)火初期即使有未燃盡的煤粉顆粒，也不會(huì)黏滯污染空氣預(yù)熱器、脫硝設(shè)備和除塵設(shè)備等，只要及時(shí)吹掃和清理，點(diǎn)火初期就可以投用脫硝設(shè)備和除塵設(shè)備，非常適用現(xiàn)今的環(huán)保要求。

3. 不同點(diǎn)火啟動(dòng)方式對(duì)鍋爐設(shè)備的影響

大油槍點(diǎn)火技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，但點(diǎn)火初期未燃盡的燃料油沾染除渣設(shè)備和空氣預(yù)熱器的問(wèn)題依然存在，特別是燃用重油點(diǎn)火啟動(dòng)的鍋爐，由于燃點(diǎn)高黏度大沾染除渣設(shè)備嚴(yán)重，需要經(jīng)常清理；空氣預(yù)熱器設(shè)備也需要時(shí)刻密切監(jiān)控，防止著火，每次停爐基本都需要用清洗水進(jìn)行清洗。小油槍點(diǎn)火技術(shù)由于燃油和煤粉的混合，更容易黏滯在空氣預(yù)熱器設(shè)備中，著火和爆燃的危險(xiǎn)更高。

微油點(diǎn)火技術(shù)和等離子點(diǎn)火技術(shù)點(diǎn)火初期的未燃盡煤粉顆粒，同樣存在沉積著火和爆燃危險(xiǎn)，應(yīng)時(shí)刻注意；冷爐啟動(dòng)初期，由于磨煤機(jī)出力和煤粉著火濃度流量的需要，所給的燃料量較高，鍋爐設(shè)備升溫速率不如油槍易于調(diào)節(jié)和控制，過(guò)快的升溫速度容易造成鍋爐受熱面設(shè)備受熱不均承受較大的熱應(yīng)力而損壞，參數(shù)越高容量越大的鍋爐此問(wèn)題表現(xiàn)得越明顯；同時(shí)高參數(shù)的鍋爐受熱面大量的使用了不銹鋼管子，過(guò)快的溫度變化會(huì)引起不銹鋼管子氧化皮脫落，阻塞管子引起超溫爆管。

對(duì)于微油點(diǎn)火技術(shù)和等離子點(diǎn)火技術(shù)，發(fā)電廠為了提高點(diǎn)火初期的煤粉燃盡率和減少入爐煤量，通常使用低揮發(fā)份煤種和高揮發(fā)份煤種混燒的辦法，雖然可以提高煤種適用范圍，增強(qiáng)點(diǎn)火初期的可調(diào)節(jié)性和提高煤粉燃盡率，但是不同的煤種的灰熔點(diǎn)和燃點(diǎn)不同容易引起受熱面結(jié)焦和火焰中心不穩(wěn)，影響受熱面的吸熱引起受熱面溫度偏差和超溫等問(wèn)題；通過(guò)分析總結(jié)，不同煤種的分燃燒器混燒能緩解此類問(wèn)題，既是，不同的煤種不同的煤倉(cāng)入煤，剛點(diǎn)火時(shí)點(diǎn)燃易燃的高揮發(fā)份煤種，待爐膛溫度升高到一定溫度后，再點(diǎn)燃難燃的低揮發(fā)份煤種。

結(jié)語(yǔ)

鍋爐點(diǎn)火初期的爆燃、空氣預(yù)熱器和尾部灰斗的著火是鍋爐一直存在的問(wèn)題，隨著技術(shù)發(fā)展、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和運(yùn)行規(guī)程的完善，發(fā)生此類問(wèn)題的可能性已經(jīng)很低，但是由于調(diào)峰調(diào)頻的需要，鍋爐機(jī)組啟停頻繁，且要求快速啟停，稍有疏忽就會(huì)造成此類事故發(fā)生。對(duì)于微油點(diǎn)火技術(shù)和等離子點(diǎn)火技術(shù)等高效、節(jié)能、環(huán)保的新型點(diǎn)火技術(shù)應(yīng)用而引發(fā)的鍋爐設(shè)備存在的問(wèn)題，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行規(guī)范能夠得到基本解決，同時(shí)也需要通過(guò)新材料的研發(fā)、設(shè)計(jì)改進(jìn)、規(guī)程完善等方面徹底解決存在的問(wèn)題，達(dá)到真正的高效節(jié)能環(huán)保。

參考文獻(xiàn)

［1］朱成章.試論煤電在中國(guó)的不可替代性［J］.中外能源，2016，21（2）：14-18.

［2］徐立偉，賈廣明.鍋爐點(diǎn)火方案的應(yīng)用與分析［C］.山東：山東電機(jī)工程學(xué)會(huì)第六屆發(fā)電專業(yè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2007：17-20.

［3］董見峰.鍋爐點(diǎn)火方式的比較［J］.科技展望，2014（17）：203-204.

［4］王志飛，劉為民，等.氣化微油點(diǎn)火技術(shù)600MW四角切圓燃燒鍋爐上的應(yīng)用［J］.浙江電力，2007（4）：24-26.

［5］段江.無(wú)油點(diǎn)火燃燒器狀況分析［J］.西北電力技術(shù)，2004（2）：29-30.

［6］聶欣，周俊虎，汪洋，岑可法.我國(guó)電站鍋爐煤粉直接點(diǎn)火技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)狀［J］.熱能動(dòng)力工程，2008，23（4）：333-337.

中圖分類號(hào)：TK227

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract:Attherequestofthenationalenergypolicydevelopment，energy-efficientandenvironmentalprotectiondonotgetthe powerindustryistheemphasisoncoal-firedpowerplants，ignitionofpulverizedcoalboilerfromthedevelopmentofthewhole oil，lessoilignitiontothemicro-oil，oil-freeignition，todaythecoalunitsbasicallyreachedtherequirements0emissions，butthe impactofsecurityandstableoperationoftheboilerequipmentstilloccur，weneedtopayattentionto，analyzeandsolve.

Keywords:boilerignition；Microoilignition；Oillessignition；Plasmaignition；Bigoilgun；Smalloilgun