火电厂等离子与微油点火技术的节能降耗效益

火电厂等离子与微油点火技术的节能降耗效益目前我国能源问题的重要议程之一就是节能降耗，在电力行业里火电厂机

组的启动是用油量比较大的，因而，电力行业如何在能源使用中进行节能降耗成为工作的焦点。在电厂的锅炉等离子点火系统中，用煤粉替代燃油用于锅炉启动前的预热是一种核心技术，既可以降低燃油资源节省费用，还可以减少有害废弃物的排放优化环境。本文就结合具体的安徽大唐电厂实例，对等离子点火和机组微油点火技术进行阐述，为电厂机组改进提供一些可以借鉴的材料。

标签：火电厂等离子点火微油点火节能降耗

引言

为了缓解能源紧张的局势，世界各国的火电企业都进行燃煤锅炉的节油技术改进，我国也是开发了很多的节能降耗技术。比如，劣质煤燃烧技术的推广、以煤代油的技术等。总之，这些节能技术的应用使火电企业节省了很多的能源。特别是等离子点火技术和微油点火（气化小油枪）技术的应用，为火力发电厂燃煤机组的节能降耗开拓了广阔的空间。

一、火电厂等离子点火技术概述

1.等离子点火技术的构成

等离子点火技术的构成有发生器、燃烧器、电源柜、供电系统、辅助系统以及控制系统等。等离子点火的安装图如图1：

2.等离子点火技术的工作原理

等离子发生器是由线圈、阴极和阳极构成，这些金属材料多具有高导电率、高导热和耐氧化特点，而且冷却是采用水冷方式，可以缓解电弧高温的强烈冲击。工作原理如图2：

图2 等离子发生器工作原理图

冷却水和空气压力满足条件后，电源（6）输出电流，直流电机推动阴极（2）与阳极（1）接触。电源输出的电流到达工作电流后，直线电机（5）就会使阴极（2）离开阳极，就在这一瞬间，建立起电弧。阴极在空气动力和磁场的作用下，产生稳定的电弧放电现象，生成了等离子体，下面就是等离子点火技术的如图3：

图3 等离子点火技术图

同时，等离子燃烧器煤粉点火能形成局部极大的高温火核，使煤粉颗粒得到充分的破裂，不仅可以迅速的释放出挥发物，还能达到点火并加速煤粉的燃烧。

另外，等离子含有化学活性颗粒，比如离子、原子和电子，可以进一步的加速化学成分的转换，从而促进燃料的充分燃烧。

二、火电厂微油点火技术概述

1.微油点火技术的构成

火电厂微油点火技术也就是指气化小油枪系统，是超低负荷稳燃技术与微油冷炉点火技术的科学结合成果。微油点火技术的构成有强化燃烧微油小油枪、煤粉燃烧器、浓缩装置、辅助系统、检测盒控制系统等。微量的油在特殊的燃烧室内通过高强度的雾化燃烧，生成高温的火焰将煤粉点燃，实现冷炉助燃煤粉启动的目的。这一先进技术的应用，不仅可以降低火力发电厂点火和助燃的用油量，还可以实现用煤代油的目的。下面就是微油点火技术的现场安装图如图4：

2.微油点火技术的工作原理

微油点火小油抢是用压缩空气产生雾化把燃料油进行挤压，形成极细的油滴，再用高能点火器使其燃烧，这样一来就使得油滴在极短的时间内实现了气化蒸发。气化状态下燃烧的燃油不仅可以提高火焰的温度，还可以缩短燃油的燃烧时间。同时，微油点火的火焰温度很高，甚至能达到2000℃。这样就可以使煤粉直接在燃烧器内点燃，达到火电厂电站锅炉启动、停止和低负荷稳燃的以煤带油目的。下面就是微油点火中的燃油及压缩空气总路系统图如图5：

图5 微油点火中的燃油及压缩空气总路系统图

三、火电厂等离子点火与微油点火技术的应用

1.火电厂等离子点火技术的应用

火电厂等离子点火技术应用的范围很广，比如，挥发粉大于20%的烟煤。适用等离子点火技术的机组容量等级可以分为：100 MW、125 MW、300 MW、600MW等。火电厂等离子点火技术制粉的系统种类有钢球磨和直吹式系统。等离子点火技术的燃烧方式有切向和墙式燃烧器。总之，火电厂有近百种的锅炉都可以应用等离子点火技术，仅安徽的大唐电厂总装机容量就达40000MW。

2.火电厂微油点火技术的应用

火电厂微油点火技术的应用范围也是非常广阔的，比如，劣质的烟煤、贫煤等。适用微油点火技术的机组容量等级可以分为：100 MW、125 MW、200 MW、300 MW以及500 MW等。火电厂微油点火技术的燃烧方式是切向燃烧直流燃烧器和墙式燃烧旋流燃烧器。微油点火技术的制粉系统种类有直吹式和钢球磨。目前，就以大唐田家庵电厂为例，使用的锅炉机组就有50余台，电厂总装机容量达到20000MW.

四、火电厂等离子点火与微油点火技术的比较

1.火电厂等离子点火技术的优点和缺点

火电厂等离子点火技术的优点有许多，比如，不仅可以节省燃油，实现电厂运行的无燃油状态，就安徽大唐电厂而言，节油率达到了100%。同时，电厂的运营安全系数得到提高，简化燃油的运行系统。另外，等离子点火技术的应用减少了燃油点火的冒烟量，排放的有害物质大大减少，使火电厂的环保效益得到提升。当然，火电厂等离子点火技术也有自身的缺点，比如，等离子点火技术系统设备比较复杂，因而，首次投资的资金数额巨大。同时，火电厂的等离子发生器的阴极和阳极使用寿命较短，需要经常更换，因而支出的费用较高。另外，等离子点火受到发生器功率的制约，有时劣质的煤无法点燃，还需要加油进行助燃。

2.火电厂微油点火技术的优点和缺点

火电厂微油点火技术的优点很多，比如，由于微油点火的系统结构简单，维护起来也相应的方便，因而火电厂的投入资金较少。同时，微油点火适用的煤可以是劣质煤、贫煤和烟煤等。另外，微油点火的节油效果也比较明显，就安徽大唐电厂而言，节油率达到65%.当然，火电厂微油点火技术也有自身的缺点。比如，微油点火技术在点火的时候，还需要使用一些燃油。同时，微油点火技术因为是最新研制的新技术，与等离子技术相比，还有一些不足的地方，如目前微油点火技术还没有用到1000MW机组上。五、以安徽大唐电厂为例，分析等离子点火与微油点火技术节能降耗的效益

安徽大唐电厂在2010年的时候安装了二期2x300MW机组的微油点火技术和三期2x600MW机组的等离子点火技术。从2010年到2013年这段期间，电厂机组共启动按停炉统计如表1：

表1 2010年—2013年机组停炉次数

1.计算电厂的成本

电厂使用的柴油是0号，在没有进行先进技术的应用之前，电厂的正常点火一次需要花费的资金大约是30万元。电厂采用二期的微油点火技术后，节省了60%的原油，也就是一次的点火可以节省资金约18万。电厂三期机组采用等离子点火技术，因为是零油点火，因而一次点火节省资金约30万元。

2.计算电厂的效益

我们根据上面的表1，就可以计算出电厂一共节约的经济效益如表2：

表2 电厂采用新技术节约的经济效益结果

由表2可以看到，从2010年到2013年，电厂二期采用微油点火技术节省了