微油冷炉点火和超低负荷稳燃燃烧技术

微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术

一、前言

微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术是用微量的油（20－40kg/h），通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉（2-10t/h）。该技术可以大幅度减少火力发电厂点火启动和助燃用油，降低发电成本，为企业创造巨大效益。

我国进口原油2005年突破1.4亿吨，对进口原油的依存度已达40％。石油现已成为关系我国经济安全的战略物资。

国务院总理温家宝在05年3月5日十届全国人大会议上作政府报告时强调，要注重能源资源节约和合理利用。温总理说，“缓解我国能源资源与社会经济发展的矛盾，必须立足国内，显著提高能源资源利用效率”。由国家发展和改革委员会，国家科学技术局，国家环境保护总局联合发布的2005年第65公告，将煤粉炉微油冷炉点火技术列为国家鼓励发展的技术。

微油冷炉点火技术是使微量油在特殊设计燃烧室内高强度燃烧，产生高温火焰。该火焰首先引燃少量煤粉，利用煤粉燃烧自身的热量再去引燃更多的煤粉，采用功率放大的原理，达到最终点燃大量煤粉的目的。该技术已完成实验室和工业性试验，已在38台锅炉上使用，其中200MW锅炉6台，135MW锅炉4台。目前已完成300MW－600MW锅炉微油燃烧系统设计，取得非常令人满意的效果，被电厂使用人员戏称为“神火”。

该技术具有下列突出优点：

●冷炉升炉节油率（以煤代油）可达95％以上。用微量油即可实

现超低负荷稳燃，经济效益非常显著。

●可靠性高。由于采用多级气膜冷却，燃烧器壁温不超过600℃。

大量工程实现表明，燃烧器不会发生结渣和烧坏。

●安全性好：微油点火逻辑设计可确保锅炉运行安全，不会发生

爆燃和二次燃烧，不加剧炉内结渣，不增加飞灰可燃物。

●操作方便：微油点火全过程自动监控、程控操作，不增加操作

工作量。

●煤质适应性广：对风速、煤粉浓度、煤质等参数变化无严格要

求，适应能力强。

●系统简单，基本无维护工作量，便于生产管理。

●由于微油燃烧时，不会发生燃油在除尘器极板上粘积，因此在

锅炉启动和停炉阶段，可投入电除尘。解决了电站锅炉在启停阶段的环保问题。

二、微油冷炉点火原理

微油冷炉点火燃烧器（图1）由高强度、小功率油（气）燃烧室，一级煤粉浓缩燃烧室，二级和三级燃烧室组成。二次风从二级和三级燃烧室的周向引入，通过多级环缝进入燃烧室内，并在壁面附近形成高速气流，起到防止壁面结渣和烧坏作用，同时补充燃烧所需要的氧量。下面对各个部分的功能作详细说明：

图1 微油冷炉点火燃烧器结构示意图

●高强度油燃烧室

高强度油燃烧室的作用是使燃油在很短的时间内发生剧烈燃烧，产生高温火焰，为点燃第一级燃烧室中的煤粉提供初始热源。

图2为高强度油燃烧室出口的火焰照片，可以看出，由于采用了气化燃烧原理，火焰刚性强，长度短，火焰根部呈白炽状态，燃烧强度很高，火焰平均温度可达1500℃－2000℃。温度高、长度短的油火炬为用微量油点燃第一级煤粉提供了充分保障。

图2 微油燃烧室出口火焰

●煤粉燃烧室

煤粉燃烧室分为一级、二级和三级燃烧室。经过浓缩以后的高浓

度煤粉进入第一级燃烧室，当煤粉颗粒进入高温油火焰中时，因受到迅速加热而膨胀破碎，这降低了煤粉着火所需能量，并迅速发生着火。着火的煤粉不断放出热量，从而引燃第二和第三级燃烧室煤粉。第一级、第二级和第三级煤粉的比例要视煤种着火性能而定。由于采用了高强度油燃烧室，煤粉浓缩，多级放大等原理，因而用微量的油即可点燃大量的煤粉。

●煤粉浓缩器

煤粉浓缩器的作用是使进入第一级燃烧室的煤粉浓度更高，从而减少点火能量。

●二次风（气膜冷却风）

二次风从二级和三级燃烧室的周向引入，通过多级环缝进入燃烧室内，并在壁面附近形成高速气流，起到防止壁面结渣和烧坏作用，同时补充燃烧所需要的氧量。

三、微油冷炉点火系统组成

微油冷炉点火系统由下面系统构成：1、燃油系统。2、风粉系统。3、煤粉燃烧器。4、自动控制系统。5、在升炉初期空气加热系统（对中速磨直吹式系统）

1．燃油系统

●燃油管路和减压系统，燃油减压系统的作用是为微油气化油枪

提供合适的压力。微油气化油枪

●高强度燃烧室

●压缩空气系统，为气化油枪提供雾化动力

●高能点火器和火焰监视器

●高压风系统，为油燃烧室提供冷却和氧量

2．风粉系统

●输粉系统由输粉管路、给粉机和混合器等组成。对于将微油点

火燃烧器作为主燃烧器情况，无需对原输粉系统作任何改动。

对于将微油点火燃烧器作为辅助燃烧器的情况，需增加输粉管路、给粉机和混合器等。

●一次风采用热风或乏气风均可。二次风（气膜冷却风）采用温

风，温风为由热风和自送风机出口引来的冷风混合而获得。3．煤粉燃烧器

由一级、二级和三级燃烧室，二次风（气膜冷却风）通道，煤粉浓缩器等组成。

4．自动控制系统

微油点火自动控制系统在DCS上实现，他由点火控制、火焰检测、自动保护、一次风速、给粉控制等组成。

●微油点火全过程自动监控、程控操作。

●微油点火逻辑设计可确保锅炉运行安全。

●基本不对原炉膛安全管理系统（FSSS）作修改。

●微油控制可在DCS上实现，也可使用可编程控制器。5．在升炉初期空气加热系统（对中速磨直吹式系统）

对于中速磨煤机直吹式系统，在锅炉点炉初期，由于磨煤机没有热风，故无法制粉。煤粉来源是微油点火的必要条件，因此、必

须在磨煤机前的管道中加加热器。在锅炉升炉时，利用加热器将热风温度加热到磨煤机可以启动的条件（一般为120－150℃）。磨煤机启动，制出合格煤粉后，微油燃烧系统即可投入运行。

冷炉制粉的热风来源有以下2个方案可供电厂选择：

●利用邻炉热风启动磨煤机。

●采用蒸汽加热器。拟由邻炉厂用蒸汽提供汽源，给一次风

加热。蒸汽加热器布置在磨煤机入口前冷风道上。

加热器可以布置在磨煤机入口前一次风道上，也可布置在主一次风道的旁路风道上，待磨入口一次风温度达到额定的一次风温后加热器退出运行切换到主风道。

四、现场改造范围

对于微油点火燃烧器为主燃烧器情况：

●利用原有的一次风管和给粉系统。

●将原燃烧器改为微油点火燃烧器（长约2米）。

●利用原有油系统，同时增设燃油减压装置，油管及调节装置。

●利用电厂原有压缩空气源，用金属软管将压缩空气引入微油油

枪中。

●从风机出口引出冷风管至炉前。

●在集控室加装火焰监视器，在DCS中增加操作画面。

对于中速磨煤机直吹式系统：

●对主燃烧器进行改造，每台炉至少要该装4个微油燃烧器。

●在锅炉升炉时，利用加热器将热风温度加热到磨煤机可以启