微油点火技术介绍

1、微油点火、复合点火技术简介艾佩克斯科技（北京）有限公司艾佩克斯科技（北京）有限公司Apexview Technology (Beijing) Ltd. 目 录1、煤粉锅炉的点火技术；2、目前微油点火技术出现的类别；3、艾佩克斯公司点火技术的优势；4、上都#2锅炉微油等离子复合点火介绍。1、煤粉锅炉的点火技术1.1常规油点火；1.2预燃室点火；1.3一次风小油枪少油点火；1.4等离子点火；1.5工频感应高温空气点火；1.6微油点火技术； 1.1燃煤锅炉常规油点火n一般按锅炉额定负荷的30%设计燃油量和油枪配置；n油枪加热对象是整个锅炉炉膛，使炉膛温度达到所燃煤质的着火温度，而后投煤燃烧。n四角燃

2、烧锅炉，点火油枪一般布置在下二次风口和上二次风口中；前后墙对冲燃烧锅炉，点火油枪布置在旋流燃烧器的芯管中。n这些点火油枪的单支油枪出力较大，整体耗油量大。 1.2预燃室点火 预燃室点火技术是上世纪80年代国内兴起的节油点火技术 预燃室点火50MW四角炉无烟煤直流燃烧器 l不能作为主燃烧器使用不能作为主燃烧器使用l预燃室易结焦预燃室易结焦l系统复杂系统复杂l改造工作量大改造工作量大 一种预燃室点火燃烧器1一次风进口管；2锥形管；3套管；4旋转叶片；5燃烧筒外壳；6外层风套；7内层风套（二次风引入螺旋形风套被加热再通过风嘴喷出） ；8抛物线形内衬；9二次风嘴；10吹灰喷嘴；11隔板（它把风套分隔成

3、前后两部分便于分别调整风量） 1.3一次风小油枪少油点火小油枪点火300MW四角炉贫煤直流燃烧器 l 对一次风气对一次风气流直接加热流直接加热l 油煤混烧适油煤混烧适应多种煤质应多种煤质l 比传统方式比传统方式节油节油50%50%以上以上l 点火位置在点火位置在一次喷口内一次喷口内l 点火初期燃点火初期燃尽度较低尽度较低 小油枪直接点燃一次风是上世纪90年代中期出现的节油点火技术 等离子发生器等离子燃烧器一次风二次风箱二次风1.4等离子点火等离子无油点火技术在我国2000年后刚进入工业应用推广 l分级燃烧l适应煤种范围窄l改造工作量和费用大 等离子发生器示意图n等离子体无油点火技术适用于高挥发

4、份烟煤、褐煤，但其存在系统复杂，投资大，发火部件易污染、烧损等缺点；目前等离子点火技术受到点火能量的制约，很难增大。现阶段等离子发生器的最大功率为300 kw/h，而且目前还不适用于贫煤、无烟煤等低挥发份煤种。 1.5工频感应高温空气点火 高温空气无油点火技术近年来在高挥发份烟煤的锅炉上进行了应用 高温空气点火50MW四角炉烟煤直流燃烧器 l分级燃烧分级燃烧l煤燃尽度低煤燃尽度低l适应高挥发份适应高挥发份 烟煤烟煤l系统复杂系统复杂l加热电能的有加热电能的有 效利用效利用 率低率低 1.6微油点火技术 国内，从上世纪90年代开始，小油枪少油点火技术已在锅炉上得到较为广泛的应用，设备投资少，可靠

5、性高，实用性强。微油气化点燃煤粉技术是小油枪点火技术的进一步发展。最近几年，由于能源形势和市场的推动作用，该技术得到了飞速推广，气化燃油的燃烧温度更高，点火时提高了对煤粉的热解作用，点燃煤粉时更省油。 1.6.1、目前微油点火技术的特点 微油气化点火和原小油枪少油点火的 最本质区别在于：小油枪少油点火是在一次风火嘴的口部，而微油气化点火是在深入一次风管内部适当距离，是绝热燃烧过程，更省油。深入一次风管内部点火，绝热燃烧，防止一次风管和燃烧器烧坏的基本技术是气膜冷却技术。微油燃烧器结构示意图高强度油（气）燃烧室一级煤粉浓缩燃烧室二级燃烧室三级燃烧室二次风气膜 微油燃烧器工作示意图1.6.2点火燃

6、油气化燃烧 利用有效的技术方法将燃料油粉碎，首先达到良好的雾化状态，雾化成超细油滴进行燃烧，采用燃油初期预热和后期加热气化技术，气化燃油的燃烧温度更高，可瞬间获得达2000左右气化燃油火焰，点火时提高了对煤粉的热解作用，点燃煤粉时更省油 。微油气化燃烧火焰1.6.3气膜冷却技术，n燃烧器一般采用多级气膜冷却方式，并有一次风冷却气膜、二次风冷却气膜。根据需要选用一种方式，或两种方式配合运用。 2、目前微油点火技术形成的类别 综合国内出现的微油点火技术，初步划分： （1）采用一次风内风膜冷却，气泡雾化小油枪轴向插入布置、小比例油气化燃烧。（2）采用二次风外风膜冷却，两只部分气化燃烧的、气泡雾化小油

7、枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置。（3）采用二次风外风膜冷却，两只部分油气化燃烧的、气泡雾化小油枪对侧和煤粉燃烧器轴线交角布置。（4）采用一次风内风膜冷却，两只机械雾化小油枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置（主油枪完全气化燃烧，辅油枪雾化燃烧）；也采用二次风外风膜冷却，两只机械雾化小油枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置（主油枪完全气化燃烧，辅油枪雾化燃烧）。 2.1气泡雾化小油枪轴向插入布置、小 比例油气化燃烧的点火燃烧器2.2两只部分气化、气泡雾化小油枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置2.3两只部分油气化燃烧的、气泡雾化油枪对侧和煤粉燃烧器轴线交角布置1.一次风 2.油配风 3.油燃烧器 4.气膜风 5.

8、气膜风管 6.环形浓淡2.4两只机械雾化小油枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置 采用一次风内风膜冷却，也采用二 次风外风膜冷却，两只机械雾化小油枪同侧和煤粉燃烧器轴线交角布置（主油枪完全气化燃烧，辅油枪雾化燃烧）。2.4.1中心浓缩点火煤粉燃烧器中心浓缩点火煤粉燃烧器 点火煤粉燃烧器由一次燃烧室、二次燃烧室、周界冷却风等组成的，点火煤粉燃烧器的结构见下图。经浓缩的浓相煤粉进入一次燃烧室，与油枪火焰混合并着火燃烧，然后与进入二次燃烧室的稀相煤粉混合，点燃稀相煤粉。 2.4.2水平浓淡点火煤粉燃烧器n煤粉由燃烧器后部经百叶窗浓缩器将煤粉分成浓稀两相进入燃烧器，浓相煤粉首先在一次燃烧区与油枪火焰混合，并

9、着火燃烧，然后进入二次室与稀相煤粉混合，将稀相煤粉点燃。3、艾佩克斯公司点火技术的优势n3.1形成了一系列自主知识产权，拥有多项国家专利;n3.2微油点火技术的自有特点;n3.3有特色的工程案例；n3.4相互配套、支持的系列技术;n3.5等离子微油复合点火专利技术。3.1形成了一系列自主知识产权， 拥有多项国家专利n 宽煤种微油点火燃烧器；n 多级雾化旋流微油枪；n 多级雾化旋流液体喷嘴；n 微油枪伸缩机构；n 冷磨启动风道加热系统；n 长尾楔式煤粉浓缩装置；n 低NOx、高稳燃主煤粉燃烧器；n 钝体微油气化点火燃烧器；n 循环流化床微油点火方法；n 微油、等离子复合点火方法。3.2微油点火技

10、术的自有特点n 节油显著：节油率可达95%以上；n 稳燃性好：具有超低负荷稳燃能力；n 安全可靠：自动控制，灭火保护，油、煤火焰双重火检，燃烧器壁温实时监测；n 适应性强：对煤质、风速、煤粉细度等参数变化适应能力强；n 抗污力强：独特的微油枪伸缩机构，使微油枪在备用期间免受高温辐射及烟尘污染；n 维护量小：系统结构简单，维护工作量极小；n 运行费低：综合运行成本低，仅为原燃油费用的20%左右。n 绿色环保：微油枪点火，即可投电除尘器，减少大气污染。3.3有特色的工程案例n保留钝体的微油点火燃烧器600MW微油点火煤粉燃烧器微油点火煤粉燃烧器安全可靠的风道加热系统n安全，适用煤种宽，所占空间小，

11、好布置。3.4相互配套、支持的系列技术n多级雾化旋流微油枪多级雾化旋流微油枪n多级旋流雾化喷嘴多级旋流雾化喷嘴n低压高效雾化油枪低压高效雾化油枪n微油枪伸缩机构微油枪伸缩机构n浓淡型微油点火燃烧器（直流燃烧器）浓淡型微油点火燃烧器（直流燃烧器）n风道加热系统风道加热系统n风粉在线燃烧优化系统风粉在线燃烧优化系统n飞灰在线测碳系统飞灰在线测碳系统4、上都#2炉微油等离子复合点火此距离内方变圆注：所有支撑筋焊接方式均为：n4.1、微油等离子复合点火燃烧器 在采用分级燃烧、气膜冷却技术的煤粉点火燃烧器中，微油点火燃烧器和等离子发生器同设在一级煤粉燃烧室中，且等离子发火器设置在煤粉气流的上游位置，微油

12、点火器设置在等离子的下游位置，两种点火器可以形成合理、有效的配合，微油点火器可以利用等离子火焰进行点燃、燃烧并增加能量；等离子发火器处于上游位置，不会受油火焰的污染和威胁。微油点火器可以和等离子配合，又可独立运行，满足微油点火的需要。 n之前，#2锅炉A层4只煤粉燃烧器为等离子煤粉燃烧器，由于等离子发生器功率恒定，在煤质变差时适应性差，不能满足电厂生产实际的需要。n这次对原等离子煤粉点火燃烧器的改造，是采用艾佩克斯科技（北京）有限公司的微油等离子复合点火方法的发明专利技术，进行改造的。由于原来等离子煤粉点火燃烧器投用时间还不长，还有使用价值，估计还应有一个大修期的使用寿命；同时，其基本构造也满

13、足微油等离子复合点火技术的要求。因此，这次改造没有采用重新制作微油等离子复合点火燃烧器的方案。n本次改造是将微油点火系统加装在A层4只等离子煤粉燃烧器上，形成微油离子复合点火燃烧器，以克服等离子点火燃烧器对煤种变化适应能力差的缺点，锅炉启动时微油煤粉燃烧器作为点火燃烧器使用，且具有超低负荷稳燃能力，正常运行时作为主燃烧器使用。n微油等离子点火系统采用煤粉分级点燃、燃烧能量逐级放大的原理，将微量燃油采用低压高效雾化技术燃烧，可使燃油瞬间气化燃烧，产生高温火焰，使少量的一次室煤粉颗粒温度急剧升高，释放出大量的挥发份迅速着火燃烧。然后由已着火燃烧的煤粉在二次室内与其它煤粉混合并点燃，达到点火并加速煤

14、粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需的引燃能量，满足锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。4.2、微油枪n艾佩克斯微油枪采用自主研发的技术，微油枪雾化性能优越、点火启动响应时间短、抗风性能好、燃烧稳定等特点。n微油枪采用低压油膜破碎技术，仅需要较低的燃油压力（0.5MPa左右），在特定的装置中，巧妙利用气液两相流中的空气（或汽体）动力特性将油膜粉碎，就可获得超细微小的雾化油滴（40m，可达20m）。在雾化过程中，充分、有效的利用了气（汽）体能量，运用了气泡油膜破碎、横向气流二次粉碎等多种技术方法，实现了最佳的雾化效果，而且所需能量较小。如此良好的雾化效果，配合相关气化技术，使燃油高强度充分燃烧。n通过低

15、压油膜破碎技术处理后，形成颗粒直径非常微小，粒度非常均匀的液雾，首先就增加了燃油与空气的接触面积，提高了蒸发速度。当良好雾化的燃油粒度极细微，燃油蒸发汽化的速度极迅速，更利于快速气化，强烈燃烧，形成剧烈的高温火焰。n低压油膜破碎技术是燃油和空气（蒸汽）两相流巧妙配合的过程、相随相伴的过程，充分提前预混和的过程。当油液点火燃烧时，能够及时地补给氧气，由于及时地氧量补给，使超细微小雾化的燃油雾滴，迅速剧烈的气化燃烧，形成温度较高的1500-2000 火焰，。n微油枪点火油枪由进油管、进气管、高压风旋流室、油喷嘴等装置组成。辅助油枪由多级雾化旋流喷嘴、油气导管等组成。壳体上设有高压风口，在雾化油燃烧

16、过程中进一步补充氧气，使燃油燃烧更充分、燃烧后的产物更清洁。首先使燃油雾化、再使空气与雾化的燃油进一步混合，因此使雾化油流与空气混合更加均匀，并进一步加强雾化效果；而液体喷嘴外侧所设有的螺旋通道、空气喷嘴设有的螺旋通道，使空气在流动过程中形成扰动气流，使燃油、空气混合更加均匀，燃油燃烧更充分、更清洁。n点火微油枪出力：10kg/h155kg/h 4.3、燃油系统n微油点火煤粉燃烧器燃油系统依据有关规定和微油点火技术产品设计规范进行设计，系统一定要保证油压的稳定,并且保证油质的清洁，防止堵塞。燃油系统由炉前轻柴油供油管路引出，包括截止阀、分流过滤器、平衡稳压罐、燃油流量计、二级油过滤器、电磁气动

17、阀、就地压力表和压力变送器、不锈钢管道、高压油软管等组成。n燃油系统压力参数如下： 最低油压：0.35MPa 最高油压：0.55MPa4.4、压缩空气系统n压缩空气作为微油枪雾化气源，利用全厂公用压缩空气气源即可。微油点火燃烧器所需压缩空气，取自现场杂用压缩空气气源，经减压、过滤，确保气源压力稳定、清洁，系统可根据现场情况布置。压缩空气经母管和平衡稳压罐上部，再经支管分别送至锅炉四角微油点火煤粉燃烧器，其管路应设有过滤器以及压力变送器、手动阀门、电磁气动阀和相关仪表。n压缩空气压力参数如下： 最低压力：0.55MPa 最高压力：0.6MPa4.5、高压风系统n高压风从冷一次风管接入，为微油枪提

18、供使油完全燃烧所需要的部分氧量，并对微油枪进行冷却和清洁。n高压风系统压力参数如下： 高压风压头：4000Pa 风温：常温4.6、控制系统n控制系统对运行过程控制及过程参数（压力、温度等）采集与监测，实现炉膛和设备安全保护与联锁，确保系统安全运行。记录过程参数历史数据，便于分析和研究系统的运行情况。该系统接入DCS系统。n微油点火系统监控系统由DCS系统、就地控制箱及外延设备等组成。控制系统结构见图4-2。n控制室的操作站可实现对就地被控设备的远方监控，并根据锅炉运行情况实现相应逻辑联锁和保护。 就地控制柜n4个就地控制柜分别安装于对应燃烧器就地各角，每个就地控制柜控制对应角的微油点火煤粉燃烧

19、器。外形尺寸：760mm600mm275mm。n在就地控制柜操作盘面装有点火器点火启停、压缩空气阀开启和关闭、燃油阀开启和关闭、油路吹扫阀开启等按钮和对应的状态指示灯，可实现所对应微油枪点火的就地控制。还装有火焰检测指示灯、就地/DCS操作转换开关及指示灯。n达到IP56标准，防尘，防水，双层门体。 4.7、外延设备点火杆压缩空气雾化电磁气动阀DCS系统就地控制柜燃油电磁气动阀压缩空气吹扫电磁气动阀高能点火器 4.7.1 高能点火器n高能点火器包括高能发生器、电极、高压电缆等。高能发生器控制箱单独安装在点火油枪附近，在就地或控制室CRT操作点火器启动后，高能发生器通电，产生高压电，在点火油枪上安装的点火电极，产生强电弧点火。点火延时一段时间后自动停止，延时时间由DCS设定，延时范围为030秒。n高能点火器具有很好的抗污染能力，可在下一次点火时，利用发火电弧自行清除点火杆前端电极周围的粉尘和油污。 4.7.2 电磁气动阀n微油枪燃油供给由电磁气动阀控制，在就地或控制室CRT操作电动阀开启和关闭, 并可监视阀位状态。在点火初期，经延时一段时间后（延时范围由DCS在0-60秒内设定），如仍然无火，则为点火失败，电磁气动阀自动关闭。n雾