大型煤电机组不同点火方式对锅炉设备的影响

李吉锋（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江　哈尔滨　150046）



大型煤电机组不同点火方式对锅炉设备的影响

李吉锋
（哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046）

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

0. 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/h～500kg/h的小油枪，布置在下层一次风煤粉喷口中心的方式，点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1500℃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，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）：203-204.

［4］王志飞，刘为民，等.气化微油点火技术600MW四角切圆燃烧锅炉上的应用［J］.浙江电力，2007（4）：24-26.

［5］段江.无油点火燃烧器状况分析［J］.西北电力技术，2004（2）：29-30.

［6］聂欣，周俊虎，汪洋，岑可法.我国电站锅炉煤粉直接点火技术的发展以及现状［J］.热能动力工程，2008，23（4）：333-337.

中图分类号：TK227

文献标识码：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