火电厂锅炉微油等离子复合点火技术及其改造思路

刘　昕,周志权,李旭圆（　烟台龙源电力技术股份有限公司;　　华能烟台发电有限公司,山东　烟台　64006）



火电厂锅炉微油等离子复合点火技术及其改造思路

刘昕1,周志权1,李旭圆2
（1烟台龙源电力技术股份有限公司;2华能烟台发电有限公司,山东烟台264006）

摘 要：针对火电厂点火用煤供应不稳定，点火用煤煤质变化较大，煤质灰分增多、发热量低等问题，本文介绍了锅炉微油等离子复合点火改造技术，该技术适合煤种范围广，点火启动稳定性与安全性良好，综合效益显著，使火电厂锅炉运行能耗大幅度降低。

关键词：微油点火；等离子点火；微油等离子复合点火；点火方式；锅炉稳定性；节约成本

1　目前某火电厂锅炉运行概况

某大型火电厂装机容量为2100MW，配备一台300MW发电机组与三台600MW发电机组，为实现节省锅炉点火耗油量，对3号与4号锅炉进行了等离子点火系统改造。在运行初期，为保障锅炉点火顺利投运，使用了较好的烟煤，在机组启动过程中实现了零油耗，降低了锅炉每次启动时的运行成本。然而随着专用点火用煤供应不稳定，点火煤质出现了较大变化，特别煤质灰分增多、发热量低等问题突出，无法保证采用等离子点火启动锅炉。降低锅炉运行成本，进行锅炉点火技术改造，成为了锅炉运行研究的主要问题。

2　火电厂锅炉等离子点火技术与微油点火技术分析

等离子点火技术属于一种无油点火技术，其通过小能量等离子电弧直接点燃煤粉气流，煤粉燃烧取代了传统油点火方式，为启动锅炉节省了可观的运行成本，提高了锅炉启动的稳定性，在一定程度上保障了锅炉启动的全性和低负荷稳燃性。等离子点火技术研究始于上世纪六十年代，经过研究与实践，等离子点火技术逐渐成熟并获得推广应用。在该火电厂锅炉运行中采取等离子点火技术，实现了可观的经济价值。

微油点火技术是在等离子点火技术基础上发展而来，其点火原理类似等离子分级点燃与逐级放大原理，通过设置特殊结构微油枪装置，用极少量油，通过雾化燃烧实现油火焰取代等离子电弧，从而实现了煤粉气流点燃与稳燃的功能。在火电厂锅炉运行中采取微油点火技术，其设备结构简单，操作维护方便，应用成本较低，逐渐发展成了主要的锅炉点火方式。一般而言，微油点火技术其微油枪装置功率多设计为465.2KW，明显优于等离子发生器的100KW功率。此外，应用微油枪装置，其热功率通过技术优化还可以增加。因其热功率较高，从而打破了煤种限制。微油点火在应用中能够有效提高煤粉燃烧效率，在点火初期，煤粉燃尽率则达80%以上，燃烧稳定，运行安全。

3　火电厂锅炉微油等离子复合点火技术改造方案

考虑到电厂3号和4号锅炉应用了等离子点火方式，通过现有煤质进行点火其稳定性不足，进行微油点火技术改造成为了电厂所面临的实际问题。对于锅炉点火方式改造，技术研究提出两种方案，第一种方案为对下层燃烧器直接进行微油点火技术改造，其方案可以实现锅炉顺利点火目标，但其进行全部改造，其整体改造成本相对较高。第二种技术方案要求进行等离子发生器拆除，通过应用等离子燃烧器并安装微油点火装置。拆除等离子发生器后要求在调峰与停炉时进行投油作业，导致一定燃油消耗。综合考虑技术方案，决定在等离子燃烧器基础上进行微油点火改造，保留等离子发生器，采取微油等离子复合点火方式。

针对4号锅炉采取微油等离子复合点火技术改造，在改造过程中针对燃烧器本体、压缩空气系统、助燃风系统与燃油系统等进行了小范围改造，并对其装置及系统逻辑进行变更。改造重点在于等离子发生器与微油点火装置复合逻辑实现。其改造思路为：当锅炉两台微油枪灭火时磨煤机停止运行，避免出现炉膛爆炸事故。然而依据实践经验分析，在确保两台微油枪在同一时间灭火的基础上，等离子发生器处于投运状态，则可以确保燃烧稳定性，此时进行投油助燃操作，可以确保炉膛燃烧保持较高稳定性。

为确保改造后点火效果，在操作过程中采取水分高、热值低的煤质进行实验。在点火操作时，等离子发生器暂时处于备用状态，投入4台微油枪进行点火，进行炉膛压力波动值测试，发现其波动超出±300Pa，火焰呈现出棕红色，说明仅仅采取微油枪点火方式，其功率难以确保煤粉稳定燃烧。此后，投入四台等离子发生器，测试炉压力波动，结果显示炉膛压力波动值±200Pa，火焰颜色表现为亮色，说明复合点火方式产生了一定作用。此后，运行人员在分析炉膛出口温度与炉内燃烧状态的基础上，逐渐停止微油枪运行，最后仅保持两台微油枪与四台等离子发生器进行助燃操作，机组顺利启并网，锅炉升温升压过程稳定性良好，满足了设计要求。采取复合点火方式，整套机组启动花费14.05h，共计耗油量为11.4t，相对等离子伴大油枪点火方式节约了大约46吨油。

4号锅炉实现微油等离子复合点火技术改造后，效果良好且达到了设计要求，进行3号锅炉改造作业。3号锅炉改造初期进行微油枪出力参数设定，设计为150kg/h，选择常规煤质进行点火作业。试验发现改造后其锅炉点火燃烧不够充分，采取技术改造进行雾化片改造，微油枪出力参数达到220kg/h，点火操作实现了机组平稳启动并网。

在完成锅炉微油等离子复合点火技术改造后，为进一步提高节油效果，在机组低负荷助燃与停机操作过程中，运行人员在操作过程中尽量应用等离子发生器，在一定程度上降低了微油点火耗油量，改造后机组在长时间运行中为电厂节约了大量燃油。

4　结论

火电厂锅炉点火方式直接关系着锅炉启动并网的稳定性与安全性，应用传统点火方式耗油量较大，为切实降低机组启动耗油量，提高火电厂锅炉运行综合效益，对火电厂锅炉新型点火技术需要不断的探索。简单应用等离子点火方式已难以满足点火燃烧的设计要求，结合案例，提出微油等离子复合点火技术改造，并对改造思路和改造方案进行了详细研究与分析，实践证明，通过微油等离子复合点火技术改造，电厂锅炉运行能耗大幅度降低，点火启动稳定性与安全性良好，综合效益显著。

参考文献：

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[3]张萌萌,邓朝旭,曹海波.微油点火技术在300MW机组锅炉的应用[J].华电技术,2010(05).

作者简介：刘昕（1977），女，甘肃嘉峪关人，硕士研究生，工程师，主要从事:锅炉点火技术的研发及设计应用。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.146