锅炉点火方案的应用与分析

1、锅炉点火方案的应用与分析山东电建二公司 徐立伟贾广明摘 要: 新建电厂锅炉目前常用的有三种点火方式：油枪点火、微油点火、等离子点火,本文针对近年国内多家电厂点火方案进行了对比、总结，由此，来简述三种方案的工作原理与经济性。关键词: 锅炉点火方案原理 方案对比 举例说明 1、 前言: 火力发电厂锅炉点火方式目前常用的有三种方案，传统上的点火和稳燃都是用油枪直接燃烧重油来实现的，但近年来，随着世界性的能源紧张，源油价格不断上涨，火力发电燃油愈来愈受到限制。因此锅炉点火和稳燃用油被作为一项重要的指标来考核，为了减少重油的耗量，又有了微油点火及等离子点火两种方案，微油点火是在原来油枪的基础上，增加一套

2、微油循环系统，通过小油枪点火来实现，同时要提高煤粉的细度，提高风粉混合物和二次风的预热温度；而等离子点火则是采用直流空气等离子作为点火源，增加一套相应的设备，在原有煤粉管道上进行改造，加装等离子点火装置，可点燃挥发份较低的（10%）贫煤，实现锅炉的冷态启动而不用一滴油，这是一套全新工艺，确保了点火过程的经济性，但需要较大投资,三种方案工作原理及其经济性如何呢？2、 方案之一:油枪点火 投产电厂：连云港扩建工程2*330 MW，云南滇东电厂一期工程4*600MW点火原理: 以330 MW机组为例，燃油采用#0轻柴油，简单机械雾化油枪，对燃油粘度的要求为4ºE。系统的容量是按锅炉的30%

3、BMCR负荷设定，最大流量为21吨，燃油母管进口压力为3.5MPa。吹扫介质采用压缩空气，压力为0.5-0.7 MPa。油枪分三层布置（共计12只油枪），作为暖炉、升压、引燃和稳燃相邻煤粉喷嘴及助燃用。该方案在新建锅炉的安装中，均设计了燃油系统，保证锅炉点火，实用较为普遍，其系统、管道安装等原理较为成熟，在此不在详述。3、 方案之二:微油点火 投产电厂：华能辛店电厂三期工程2*300MW 5、6炉3.1点火原理: 微油气化燃烧的工作原理是:利用机械雾化和压缩空气的高速射流将燃料油挤压、撕裂、破碎，产生超细油滴后通过高能点火器引燃，同时巧妙地利用燃烧产生的热量对燃油进行加热、扩容，使燃油在极短的

4、时间内蒸发气化。由于燃油是在气化状态下燃烧，可以大大提高燃油火焰温度，并急剧缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰传播速度快、火焰呈蓝色，中心温度高达15002000，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃一级煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。3.2但相比普通油枪点火，需要增加的设备如下:（1）煤粉燃烧器及微油气化油枪的安装煤粉燃烧器及微油气化油枪是微油点火专用的设备，该设备安装在锅炉最底层即A1层主燃烧器(#1#4角一次风喷口)上，所以原一次风喷口需从法兰至喷口段（2m左右）拆除，更换微油点火煤粉燃烧器。相对应的在A1层#1#4角微油点火煤粉燃烧器上，各安装一支微油气化油枪和一支辅助气化

5、油枪。油枪出力均为60kg/h。（2）油系统的安装微油点火油系统的安装包括:从原锅炉供油管快关阀后接出22×3的不锈钢管，该管绕炉一周后接入回油总管，回油管接入点为回油调节阀之前。在该管段上需安装燃油截止阀、回油截止阀、并联一级油过滤器组合、压力变送器、就地压力表接口等。在14角微油点火燃烧器附近，从22×3的油管上开口接出16×3的不锈钢管，接至微油气化油枪和辅助油枪，并联二级油过滤器组合、气动球阀组合、就地压力表接口和辅助油枪气动油阀、主、辅汽化油枪的金属软管等。（3）压力冷风系统的安装压力冷风从锅炉炉前冷一次风管开孔接出273×7的风管，通过219

6、×6风管绕锅炉3/4周，再通过133×4.5和89×4接至各角主、辅油枪附近。期间装有电动调节门、手动截止门、风量测量装置、手动风门、金属软管等，接入微油气化油枪和辅助油枪（4）电气部分4台微油点火控制柜在就地的安装以及电源线的拉放；从DCS到就地控制柜以及从就地柜到就地仪表之间的各种电缆的拉放和接线；微油点火控制逻辑在DCS系统上的组态；4套CCD工业电视监测系统的安装，包括拉放电源线、视频电缆，以及探头吹扫风的连接。3.3安装及调试注意事项:（1）由于微油枪出力很小，导致喷油口尺寸很小，因此需对燃油清洁过滤，防止燃油杂质堵塞喷油孔。（2）微油油枪的设计压力比原

7、燃油系统压力低，在利用原燃油的基础上，必须进行减压。（3）一次风速的高低对微油燃烧器煤粉的着火和燃烧影响较大，过高，导致着火推迟，偏低又容易造成风管积极粉管，所以，选择风速很重要。（4）给粉量适当的给粉量与风量，对所产生的温度有很大影响。4、 点火方案之三:等离子点火 投产电厂：济宁运河电厂二期2*300MW ，国电费县电厂一期2*650 MW，国电菏泽电厂三期2*300 MW4.1点火方案: 等离子燃烧器利用直流电流（280A350A）在介质气压0.010.03MPa的条件下接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体，该等离子体在燃烧器的一次燃烧筒中形成T>5000K的梯度极

8、大的局部高温区，煤粉颗粒在通过该等离子高温区时受到高温作用迅速释放出挥发份并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧。等离子燃烧器采用了多级燃烧结构，煤粉首先在中心筒中点燃，进入中心筒的粉量根据燃烧器的不同在500 800kg/h之间，这部分煤粉在中心筒中稳定燃烧，并在中心筒的出口处形成稳定的二级煤粉的点火源，并以次逐级放大，最大一只等离子点火器可点燃12T/H的粉量。4.2增加设备(1) 燃烧器及发生器的安装为了等离子点火的顺利进行，需投用专用燃烧器，此产品由厂家提供，将原位置燃烧器进行更换。等离子发生器的安装应在燃烧器及一、二次风管道安装完毕进行。根据现场情况将发生器安装板与燃烧器支承筒牢固焊接并

9、用筋在适当位置进行了加强，使发生器托架处于水平位置。发生器连同小车一起安装于托架上，前后推拉发生器，保证发生器阳极能够轻松进入支承筒内，否则须通过托架调整螺钉调节发生器位置，达到进退自如的目的。冷却水及压缩空气管路吹扫完毕后用制造厂提供的专用软管与发生器连接。（2）压缩空气：等离子点火系统要消耗一定量的压缩空气（要求发生器前压力保持在0.0150.1Mpa之间，每台发生器最大耗气量约为150 NM3/H）。为此，该系统设置两台等离子点火风机，布置在运转层，经母管通过管道分别送到各个等离子点火装置（3）冷却水系统的安装等离子发生器在拉弧过程中产生大量的热量，为冷却等离子发生器的阳极、阴极和线圈，

10、等离子装置中设计有专门的冷却水系统。要求发生器前水压维持在0.30.4Mpa之间，水温40。单台发生器冷却水消耗量约为810 T/H。冷却水系统采用无压闭式循环系统，为防止系统长时间结垢，冷却水为除盐水，系统设备及材料均选用不锈钢材质。两台管道泵布置在运转层，满足运行需要。（4）暖风器安装为了满足运行需要，保证一次风的温度在设计范围内，也为了煤粉有更好的着火点，所以在磨煤机入口的一次风道上加装了一套蒸汽暖风器，可将冷态时的磨入口风温加热至170左右，满足制粉要求。暖风器蒸汽汽源取自厂用辅汽联箱，疏水排至地沟。（5）控制系统等离子设有专门的控制室，内设有各种控制系统，同时，还与FSSS系统接口等

11、。4.3安装及调试注意事项（1）通过进行针对性的试验和初始燃烧率计算，从而合理控制燃料量为3-7T/h，一次风量为22-24m/s，并确定等离子点火装置投运时机和方式，合理控制机组启动初期投入等离子点火装置时锅炉升温、升压速率；（2）通过改变分离器挡板开度、磨煤机一次风量和准确的一次风量标定来实现磨煤机长期在小出力范围内安全稳定运行。合理控制锅炉燃烧率、有效降低磨煤机最小出力及进行必要的锅炉燃烧调整问题，从而保证在等离子投用期间锅炉炉膛出口烟温538以防止锅炉再热器干烧及管壁超温；（3）做好等离子运行方式与FSSS系统的接口问题，消除等离子燃烧器在正常运行中有电弧熄火的隐患，提高煤粉燃烧效率，

12、减少炉膛爆燃隐患。（4）通过气膜冷却风防止等离子点火燃烧器的结焦烧损，使设备兼顾主燃烧器、点火燃烧器两种功能，为机组等离子点火一次性成功打下基础。（5）等离子燃烧器在锅炉点火启动初期，燃烧的煤粉浓度较好的适用范围在0.32-0.5kg/kg，最低不得低于0.32kg/kg。等离子燃烧器的一次风速保持在19m/s22m/s为宜，热态或低负荷稳燃时，一次风速保持2426m/s为宜。5、 三种点火方案的对比点火方案油枪微油点火等离子点火增加设备正常的供油系统1、 煤粉燃烧器及微油气化油枪2、 油管道及冷却风3、 控制系统及工业电视监视系统1、 等离子引孤装置2、 增加风机、冷却水泵3、 安装暖风器4、 加装控制室对温度控制由于油量无法灵活控制，所以，炉膛内汽温与汽压波动较大微油点火比较容易控制，通过调节给粉量，能保证锅炉升温速度。燃烧过程中，直接燃烧煤粉，一般粉量比较大，所以，汽温与汽压波动也比较大。燃烧时介质蒸汽（或压缩空气）雾化热风与油冷风（压缩空气）与油热风与煤粉经济性供货时，油枪直接在合同中供，不需要再付费用除原有的油枪外，需要购置相应的燃烧器及时控制系统，价值约120万左右。除原有的油枪外，需要投资450万左右。以300MW吹管点火对比260吨油，约花费130万6吨油左右