双强少油点火系统汇总

第三章双强少油点火系统
1.双强少油点火系统方案介绍
双强少油点火改动前，炉前原B4、B5 、B6煤粉管路与C4、C5、C6煤粉管路对调，因此目前炉前煤粉燃烧器的具体排布情况如下：
改造后前墙煤粉燃烧器布置示意图
本工程设计方案对原设计双旋风浓淡分离式燃烧器不做改动，且不改动任何水冷壁，在B磨对应的原煤粉燃烧器旁点火油燃烧器位置安装双强少油点火燃烧器，将相应的原点火油燃烧器拆除。

双强少油点火燃烧器设计为6只，每只设计出力为8 t/h，该出力与原点火油燃烧器开孔尺寸φ641mm相匹配，其余18只点火油燃烧器保留不动。

双强少油点火煤粉燃烧器用粉引自B磨煤机对应的6只粉管，在B磨对应的6条煤粉管道的合适位置安装三通和气动插板门，通过插板门的切换将煤粉引至双强少油点火煤粉燃烧器。

双强少油点火煤粉燃烧器仅作为锅炉启炉点火、有计划的停炉助燃和低负荷稳燃使用，不作为主燃烧器长期使用。

具体分配情况为：B1煤粉管道的煤粉引至原B1点火油燃烧器位置，B2煤粉管道的煤粉引至原B2点火油燃烧器位置，B3煤粉管道的煤粉引至原B3点火油燃烧器位置，B4煤粉管道的煤粉引至原B4点火油燃烧器位置，B5煤粉管道的煤粉引至原B5点火油燃烧器位置，B6煤粉管道的煤粉引至原B6点火油燃烧器位置。

采用这种方案的优点在于：对锅炉改动量最小，由于不改动原有的煤粉燃烧器，所以在锅炉正常运行时对锅炉燃烧无任何影响，增强锅炉对于煤粉的适应性。

双强煤粉燃烧器改造一次风管示意图
双强煤粉燃烧器改造示意图
启炉时通过气动插板门的切换将来自B磨的一次风粉引至双强煤粉燃烧器，并将其点燃，对炉膛逐渐进行预热和升温。

根据锅炉负荷量的要求，其后投入A 或D磨，然后根据情况再投入B磨（投入第2、3台磨时，可根据需要投大油枪助燃），在磨煤机陆续投入过程中，当锅炉负荷达到较高水平可以断油运行时，可以利用气动插板门将来自B磨的一次风粉由双强煤粉燃烧器逐个切换至原煤粉燃烧器，进行锅炉的正常运行。

2.双强少油点火系统介绍
双强少油点火系统由双强煤粉燃烧器、双强油燃烧器、双强燃油及吹扫系统、双强油配风系统、壁温在线检测系统、风道燃烧器系统、一次风速在线监测
系统、控制系统等组成。

设备功能如下：
①双强煤粉燃烧器：用于和双强油燃烧器配套使用，在双强煤粉燃烧器燃烧筒内点燃煤粉。

②双强油燃烧器：利用低压强制配风使燃油充分快速燃烧，产生高温火炬，直接点燃煤粉。

③双强燃油及吹扫系统：包括燃油管路设备和吹扫管路设备，提供燃油控制及油枪吹扫控制等功能。

④双强油配风系统：提供双强油燃烧器燃烧所需的风，并利用该配风对火焰温度和形状进行调节。

⑤壁温在线检测系统：用于对双强少油点火系统运行中的重要数据进行在线检测，为优化燃烧、优化运行提供依据
⑥风道燃烧器系统：该系统的作用是通过风道燃烧器装置来提高磨煤机热风温度，满足磨煤机干燥出力要求
⑦一次风在线监测系统：为便于双强少油点火煤粉燃烧器风速的控制，方便运行人员进行燃烧调整。

⑧冷却风系统：为控制燃烧壁温、保证燃烧器安全。

⑨控制系统：控制系统对双强煤粉燃烧器、双强油燃烧器、双强燃油及吹
扫系统、双强油配风系统、风道燃烧器系统进行控制，并对监控系统进
行实时监控。

1.1双强煤粉燃烧器
本工程将锅炉B层6台煤粉燃烧器对应的点火油燃烧器替换为双强少油点火燃烧器，B层点火油燃烧器取消。

双强煤粉燃烧器采用多种浓淡方式和气膜冷却相结合的技术。

一次风经过环形浓淡器和环形百叶窗式浓淡器，被分离为浓、淡两相气流，浓相气流进入煤粉强化燃烧室，淡相气流进入气膜风通道，利用淡相气流作为气膜冷却风，冷却燃烧器壁面，保证燃烧室不结渣、不烧蚀。

浓相、淡相气流在点火初始区域为隔离状态，保证进入煤粉强化燃烧室的浓相气流能够被加热到煤粉的着火温度，并保证煤中挥发份和部分碳颗粒着火。

煤粉燃烧器喷口段设置冷却风，并开设气膜风窗口，一部分冷却风进入煤粉燃烧器内部，沿煤粉燃烧器内壁流动，对喷口进行气膜隔离冷却。

保证喷口不结渣、不烧蚀。

同时为适应煤质恶化情况，在煤粉强化燃烧室末端加装一只辅助油枪（200kg/h），通过辅助油枪的投入来增加煤粉的燃烧效果，以达到适应较低挥发分煤质工况。

双强燃烧器结构示意图
燃烧器风筒內里和双强油燃烧器导管外壁采用耐磨陶瓷进行防磨处理。

双强煤粉燃烧器设计成可以从外部进行拆装的结构，双强油燃烧器、整台煤粉燃烧器均可以从外部进行拆装，维修、更换方便，操作简单。

1.2双强油燃烧器
主要包含燃油喷嘴、燃烧筒、配风筒、点火装置、火焰检测装置等。

油喷嘴采用简单机械雾化方式，主要由分油盘、旋流片、雾化片、大螺帽组成，结构简单。

1.0Mpa油压的燃油经过分油盘后进入旋流片，产
生高速强烈旋转，高速强烈旋转的油流通过雾化片喷孔，
形成旋转的中空锥型油薄膜，油薄膜在离心力的作用下，
进一步撕裂、破碎。

其配风采用分级强制配风的方式，
根据油雾逐步燃烧所需要的风量，分级逐步配风，燃油
与风混合均匀、强烈，火焰燃烧剧烈、稳定性高，火焰
中心温度高达1800～2000℃，燃尽率高达99.9℃。

同时，由于采用分级低压强制配风，助燃风在参与燃烧之前，在油燃烧筒内壁形成完整的气膜保护层，对燃烧筒进行充分的冷却，因此火焰温度极高，而油燃烧器筒壁却只有常温的温度，用手即可直接触摸。

主油枪设计出力为200kg/h。

油燃烧器工作时油枪、点火枪和火焰检测装置均不在高温区，所以避免了油枪的结焦和点火枪的烧蚀问题，同时油枪和点火枪无需进退执行器，进一步简化了系统配置，使用及维护都非常简单。

双强油燃烧器结构示意图
双强油燃烧器油火焰照片
高能点火装置由高能点火器、高能点火枪、高压屏蔽电缆组成。

高能点火装置属低压电容放电装置，具有放电电压低、火花能量大、外形体积小、操作方便、安全可靠、耐腐蚀等优点。

该装置适应多种不同燃料的点火能量要求，广泛用于电力、石化、冶金、航空、航天等点火领域。

高能点火装置由XDH点火器、XDZ点火枪及XDL屏蔽电缆组成。

交流工频220V或110V，通过升压整流变换成直流脉动电流，对贮能电容充电。

当电容器充满时，放电电流经放电管、扼
流圈、屏蔽电缆等传输至点火枪半导体电嘴，形成高能电弧火花。

当点火装置停止工作时，电容器上的剩余电荷通过泄放电阻泄放。

高能点火装置
高能点火装置工作原理图
高能点火装置主要参数：
XDH- 20
高能点火器
贮能, J 20
工作电压, V AC220 输出电压, VDC 2500±5℅
具备最新的模式识别软件和硬件。

它不仅能够实时数码显示目标火焰的强度大小，而且能实时数码显示火焰的真实脉动频率。

其采用数字化电路设计，通过微处理器对信号进行处理，使信号的处理能力大幅度提高，可靠性大幅度提高。

同时，处理器还提供强度模拟信号输出，用于外接火焰强度的模拟显示。

1.3双强燃油及吹扫系统
双强燃油采用母管制，双强燃油母管引自原锅炉油系统母管快关阀后，双强燃油母管配置手动截止阀、过滤器（一用一备）、压力表、稳压阀（一用一备）、回油手动阀等。

双强燃油及吹扫系统支管路配置手动阀、燃油快关阀、燃油过滤器、燃油压力表、金属软管、吹扫快关阀、止回阀、吹扫压力表及连接管线等。

燃油快关阀和吹扫快关阀采用气动单电控弹簧复位球阀，失电、失气状态下球阀自动关闭，阀门关闭时间≤1秒，保证无泄漏。

支管路管路尺寸为：油管路Φ22×3、吹扫空气管路Φ22×3；主油管路尺寸为Φ32×3。

具体系统配置详见双强少油点火系统图。

1.4双强油配风系统
双强油配风系统采用母管制。

双强油配风取自一次风机出口一次冷风，双强油配风母管配置电动调风门、风速测量装置等。

风速测量装置由差压取样装置、微差压变送器等组成。

油配风支管路配置有手动调节阀、波纹管补偿器等。

油配风系统详见双强少油点火系统流程图。

1.5 冷却风系统
B磨对应的6台双强煤粉燃烧器设置一套冷却风系统。

本设计方案冷却风引自冷一次风，冷却风主管路配置电动调节风门、风速测量装置、波纹管补偿器等，支管路主要配置手动风门、波纹管等。

煤粉燃烧器冷却风系统详见双强少油点火系统流程图。

1.6壁温在线检测系统
为了确保双强少油点火煤粉燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。

热电偶的安装位置是根据数台双强少油点火煤粉燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。

热电偶的型号主要为双支K分度热电偶。

热电偶的安装在双强少油点火煤粉燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。

每台双强少油点火煤粉燃烧器装设2套壁温热电偶，用于监控燃烧器壁温。

燃烧器壁面超温时，通过调整周界风量、一次风速、双强油燃烧器出力等方法来降低壁温，保证壁面温度始终小于800℃。

1.7风道燃烧器系统
双强少油点火技术的应用，首先需要在冷炉状态下为磨煤机提供启磨热风。

本工程燃用褐煤，点火初期启动磨煤机的出口热风温度为120℃可以满足启磨要求, 冷炉启磨热风通过风道燃烧器方式来获取。

在空预器出口热一次风母管上安装一套风道燃烧器，风道燃烧器油枪出力为200Kg/h ，利用风道燃烧器加热一次风，使一次风温度达到启磨要求的温度，进行启磨制粉。

风道燃烧器采用增压风机供风，风机入口引自一次风机出口冷一次风。

风道燃烧器系统图如下：
风道燃烧器采用双强油燃烧器，火焰稳定、燃尽率高。

风道燃烧器燃油管路采用双关断速断阀，保证在风道燃烧器停止运行时燃油零泄漏。

风道燃烧器下游一次风母管上合适位置安装2只测温热电偶，用于检测加热后的一次风温。

风道燃烧器采用火焰检测和温度检测双重手段保证其运行的安全可靠性。

1.8一次风在线监测系统
为便于双强少油点火煤粉燃烧器风速的控制，在用于双强少油点火的六根一次风管上各安装一套风速在线监测装置，用于在线监测一次风速，方便运行人员进行燃烧调整。

电站锅炉风速风量测量装置是基于S 型毕托管测量原理，测量装置安装在管道上，其探头插入管道内，当管道内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎风面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管道内风速有关，风速越大，差压越大；风速小，差压也小，风速与差压的关系符合伯努利方程：
2p
ρ∆ （k 表示测量装置标定系数）
为了解决耐磨问题，探头采用Al2O3耐磨材料，在1850℃高温下烧结而成，使用寿命达6年以上。

为了解决堵塞问题，首先增设了防堵塞装置，在垂直段内安置了清灰器，在管道内气流的冲击下使清灰器作无规则摆动，起到自清灰作用，清灰器的重量及大小是经过出厂前的试验来确定的，在风洞试验台上按照风管内设计风速的范围试验得出，清灰器的重量与大小必须符合要求，否则自清灰效果不理想。

其次在设计时与垂直管段连接了一根斜管，斜管与垂直管之间有节流孔，引压管从斜管上引出，斜管起到二次沉灰作用。

一次风速测量系统示意图
1.9控制系统
双强少油点火热控系统的设计主要包括双强少油点火程序的设计、系统保护逻辑及与DCS连接三部分。

1.9.1设计原则：
①保证点火过程锅炉的安全。

②不对正常运行的FSSS功能带来影响。

③保证点火过程点火设备的安全。

④人机界面清晰，便于操作。

1.9.2双强少油点火的控制系统构成
该系统具有以下主要功能：
①双强油燃烧器启动、停止程控。

②双强油燃烧器火焰调节。

③双强少油点火故障记录。

④启磨用风道燃烧器的投入操作。

⑤燃烧器壁温监视，超温报警。

⑥油配风风速在线检测。

⑦联锁保护功能，与FSSS接口。

⑧通讯功能，纳入DCS控制系统。

1.9.3热工控制系统的功能双强少油点火的控制系统设计
1.9.3.1连接方式
双强少油点火控制系统在特定情况下可以实现独立的控制，并将控制信号和反馈信号接入DCS系统，成为DCS控制系统的一部分。

把双强少油点火的控制做到DCS画面上，可以方便运行人员操作，便于管理。

双强少油点火控制系统和DCS采用硬接线的连接方式。

1.9.3.2控制方式
由于就地控制系统无法实现对模拟量的监测和控制，相应动作及反馈只能由DCS系统完成；
在DCS控制方式下，由操作人员通过监控画面实现自动点火，并显示相关设备的状态。

1.9.3.3 FSSS逻辑更改
由于利用双强少油点火系统启动锅炉时，可以不用大油枪助燃即可启动磨煤机，与锅炉原FSSS逻辑设计有所不同。

为保证机组的安全及双强点火系统的正常运行，结合电厂机组FSSS的设计特点，需对原有FSSS逻辑进行以下修改：
① FSSS系统仅对改为双强燃烧器对应的磨煤机启动条件加入置逻辑“0”、逻辑“1”的模块。

逻辑置“1”时，由双强燃烧器保持炉内燃烧稳定，以便满足不投大油枪暖炉而启动磨煤机的条件，此状态为燃烧器的“双强模式”；逻辑置“0”时，双强油燃烧器停用，煤粉燃烧器作为主燃烧器使用，此状态为燃烧器的“正常模式”。

锅炉运行时，燃烧器的火焰保护仍采用锅炉FSSS系统，燃烧器火焰“有/无”的判据等均由FSSS系统给出，并在判断灭火时跳闸相应的磨煤机。

②在DCS上增加＃1～＃6号“双强点火装置故障”报警信号。

③“双强模式”运行时，在投粉状态下，发生“双强点火装置故障”，由FSSS跳闸相应的磨煤机。

(具体设计根据实际需要确定)
④锅炉MFT时，由锅炉FSSS系统送接点信号给双强控制系统，所有双强系统跳闸，并禁启。