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1、微油点火和超低负荷稳燃技术在湛江发电厂的应用Application of Micro Oil Ignition and Ultra Low Load Stable Combustion Technology in Zhanjiang Power Plant黄文锋（广东省湛江电力有限公司，广东 湛江 524099）Huang Wen-feng(Zhan Jiang Electric power Ltd., Guang Dong Zhan Jiang 524099)摘要：介绍了微油点火应用原理，湛江发电厂#1锅炉微油点火系统的改造方案，并详细介绍了微油点火系统在锅炉冷态启动、超低负荷运行的应用情况
2、，分析出其优缺点，对推广微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术有借鉴作用。关键词：电站锅炉；微油点火；节油；稳燃 Abstract: The article introduces the theory of micro oil ignition and reformation program as well as introduces the application of the micro oil ignition when the boiler is under cold start-up condition or ultra low load condition. Then the merit
3、and shortcoming of the micro oil ignition and ultra low load stable combustion technology is analyzed so as to use for reference.Key words: Boiler of power plant; Micro oil ignition; Low fuel consumption; Stable combustion微油点火和超低负荷稳燃技术是用较少量的油，通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉，从而达到锅炉冷炉微油点火和超低负荷稳燃的目的。通过使用微油点火技术，对节省昂
4、贵的燃油，降低发电成本，提高企业经济效益有较大作用。湛江电力有限公司引进微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术，在07年5月#1炉大修期间，对#1炉点火系统进行了改造，取得成功。1 设备概况湛江电厂#1锅炉为DG1025/18.2型，一次中间再热、自然循环、单炉膛、平衡通风燃煤汽包炉，燃烧方式四角切圆燃烧方式。燃烧器为全摆动四角布置水平浓淡分离燃烧器（目前摆动基本不用），每只燃烧器由5层一次风喷口、8层二次风喷口（其中第二、六层二次风喷口共布置有8支重油枪，重油枪出力为1800kg/h）、和2层三次风喷口组成。一次风与二次风间隔布置，两层三次风布置在上部，在其上面布置有一层顶二次风。其它相关系统参数：
5、轻油系统压力：2.0MPa。压缩空气系统压力：0.5-0.6MPa。本锅炉设计煤种为无烟煤和贫煤各50%的混煤，校核煤种为40%贫煤+60%无烟煤，校核煤种为100%低挥发份贫煤。2.微油点火系统原理简介微油点火系统主要由微油气化油枪和微油点火燃烧器组成。微油点火燃烧器结构简图见图1，微油点火系统简图见图2。 图1 图221气化小油枪点火燃烧原理气化小油枪点火燃烧的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热，扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火
6、焰温度。气化燃烧后的火焰中心温度高达15002000，可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃中以煤替油的目的。22气化小油枪直接点燃煤粉工作原理安装于主煤粉燃烧器上的气化小油枪燃烧形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发份迅速着火燃烧，然后由已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃的能量。满足锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。燃烧器内风膜的周界冷却风主要用于保护喷口安全，防止结焦烧损及补充后
7、期燃烧所需氧量。23锅炉低负荷投气化小油枪稳燃工作原理采用浓淡燃烧方式已经使煤粉在着火区域形成了高浓度、高温度、少空气、易着火的有利条件。投入小油枪后，轻油的烃类挥发使得煤粉着火区域的挥发份浓度和还原性气氛有了显著提高，着火热降低，火焰传播速度加快，其有利于着火和稳燃是显而易见的。气化小油枪投入之后，改善了煤粉的着火条件，为煤粉燃烧提供了较为稳定、充足的可燃气体，使燃烧脉动消失。使得煤粉燃烧器形成了个自独立的燃烧中心，同层燃烧组织,形成了邻角互稳和单角自稳的双重稳燃条件，二者叠加将大大提高稳燃效果。3湛江电厂#1炉点火系统的改造针对湛江电力有限公司#1锅炉燃煤特点，并结合锅炉燃烧设备结构，为保
8、证改造效果，使锅炉燃烧器在改造后能长期、安全、稳定运行。将锅炉第一层共4只煤粉燃烧器拆除，改造为装有气化小油枪(2100kg/h)点火的内浓外淡的内风膜式煤粉燃烧器(喷口不摆动)。改造范围包括：四只主煤粉燃烧器；气化小油枪；气化小油枪的压缩空气、油系统；高压助燃风系统；气化小油枪图象火检；燃烧器壁温检测及气化小油枪的控制系统等。改造后的燃烧器本体上装有气化小油枪，燃烧器自身有对煤粉的浓淡分离装置和浓缩装置，气化小油枪点燃浓煤粉，分级燃烧、分级送风。燃烧器后段的外形主要尺寸与原燃烧器相同，便于燃烧器的布置和与系统的连接。改造不改变原煤粉燃烧器与炉膛的整体相关设计。燃烧器内设燃烧器壁温监视测点，在
9、一级燃烧筒外壁上再增加安装一个温度测点，壁温监测既有利于点火又可防止燃烧器被烧坏。31气化小油枪炉前油系统气化小油枪用油为0号柴油，根据现场位置从炉前0号柴油母管引出，单角消耗量2100kg/h，阀门采用气动球阀。油管路上安装过滤器，此过虑器为双列并联可切换反冲式结构，设有排污阀，正常使用只开一路，另一路备用，在燃油为0号柴油的情况下可以使用很长时间才需要打开排污阀清污，这样的过虑装置保证了油质的清洁，油枪不堵塞，从而为安全高效燃烧创造有利条件。气化小油枪为固定装置，无需退出，油枪在停止使用时，启动球阀截断来油，然后压缩空气自动吹扫，即先停油后停气，从而避免出现油枪内积油碳化堵塞油枪现象。32
10、气化小油枪压缩空气系统压缩空气为小油枪燃烧雾化用气，引自电厂检修压缩空气气源，压力要求0.5Mpa左右。气化小油枪压缩空气系统设有手动阀门、电磁阀和相关仪表。 气化小油枪压缩空气管路上设有压力调节空气过滤装置，以保证供气品质。压缩空气母管上布置带有滤杯的气源调节装置，可以有效过滤压缩空气中的水分和杂质，确保进入油枪的雾化空气的洁净，从而保证了燃油的雾化效果，为洁净高效燃烧创造有利条件。33气化小油枪高压风系统高压风为气化小油枪燃烧用空气，从一次风机提供风源，压力到达燃烧筒时不低于2000Pa左右。高压风系统装设风门挡板，以满足气化小油枪点火燃烧器的性能要求，正常投运气化小油枪燃烧器时维持高压风
11、在10001500Pa左右，在气化小油枪燃烧器不投运时，为持高压风在300500Pa左右，高压风吹扫燃烧筒，从而避免燃烧筒内积粉。助燃风系统图34气化小油枪火检监测系统气化小油枪点火燃烧器设有独立的火焰检测系统，作为小油枪系统本身参考用，锅炉现有的火检系统不变，在每个气化小油枪点火燃烧器附近各安装一个带CCD摄象机火检探头，其视频信号送至集控室内四画面分割器，经处理再送到控制室显示，显示画面既能显示单只/双只、又能同时监视四个小油量燃烧器的火焰。 35气化小油枪点火燃烧器壁温监测气化小油枪点火燃烧器设有独立的燃烧器壁温监测系统，实时监测燃烧器壁面温度，不发生燃烧器超温烧损情况，布置两个温度测点
12、，一个测点布置在一级燃烧筒的外壁处，另一测点布置在燃烧器喷口附近。温度信号接入DCS系统。36油气储能蓄压装置燃油和压缩空气在分配到各角小油枪之前，经过稳压蓄能罐，在罐的下部是燃油，在罐的上部是洁净的压缩空气，实现了气液两相共存，从而确保燃油和压缩空气获得最佳的雾化匹配参数，相关的资料说明了气液在相同压力进行雾化会获得最佳的雾化效果，并且这种结构布置会避免小油枪的油压和气压受大油枪油系统压力和电厂压缩空气母管压力波动的影响。4改造后微油点火系统在锅炉冷态后使用的情况湛江电厂微油点火系统改造后在点火过程、机组低负荷运行、停机过程都投入使用过，情况良好。41改造后微油点火系统冷态启动及较低负荷的使
13、用情况湛江电厂#1炉大修后于2007年6月30日0：30开始点火，首先点着四角下层（第一层）A1、B1、C1、D1重油枪，升温、升压相对稳定后，炉膛出口烟温达450，启动一次风机，开第一层燃烧器一次风门，2：10分投入第一层B、D角微油点火两只主、辅小油枪，微油压力为0.7MPa，每只油枪出力为90Kg/h，微油点火小油枪一次点火成功；然后投B、D角给粉机给粉机的转数为380r/min，投用给粉机后瞬时点燃，微油燃烧器喷口出口火焰温度为710-900。升温、升压过程逐渐加大煤粉量。3：05再投A、C角小油枪及A1、C1给粉机，同样一次点火成功。现场观察，微油点火系统投运后，煤粉着火及火检都稳定
14、，电视火焰充满度好，炉膛负压稳定，不冒黑烟。机组带上负荷后，负荷为60MW，退出第一支重油枪，负荷为100MW，退出第二支重油枪，负荷为120MW退出第三支重油枪，负荷为140MW时，退出第四支重油枪，完全靠微油系统小油枪助燃，整个过程燃烧稳定，燃烧较完全，未见有明显黑烟，未出现爆燃现象。在低负荷稳燃使用时，不同的负荷段所需要的重油枪数量，完全可以用小油枪代替，燃烧稳定性有足够保证。4.2微油点火系统机组滑参数停炉过程的使用情况2007年7月10日，#1机组使用微油系统滑参数停炉，开始滑参数停机前隔离四个角微油系统的辅助小油枪，只用主小油枪稳燃滑停。1:05在机组负荷200MW时开始投A角微油
15、系统一支小油枪助燃，在1：36机组负荷180MW时投C角微油系统一支小油枪助燃，2：03机组负荷160MW时投A、D角微油系统一支小油枪助燃，机组负荷一直降至130MW时，炉膛燃烧还相当稳定，火焰充满度好，火检强度稳定，机组负荷在125MW以下时，火焰工业电视显示炉膛火焰明显变暗，燃烧器喷口火焰强度不足，运行人员开始投入重油枪助燃，至停炉时共投入3只重油枪，节油效果非常明显。5运行方式对微油燃烧系统的影响5.1一次风速对微油燃烧的影响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，一次风速过高将导致煤粉着火推迟；风速成过低，容易造成一次风管积粉甚至堵管，因此，合理选择点火一次风速，对微油燃
16、烧器的稳定很重要。一次风管的风速选择在20m/s25m/s较好。5.2给粉机转速（煤粉浓度）对微油燃烧的影响在投入微油点火小油枪时，煤粉量不可过大，煤粉浓度一般不大于0.6，若煤粉量过高，会导致燃烧不完全，火焰闪动大。给粉机的初始转速应在200300r/min，等炉膛温度上升后逐渐提高给粉机转速，但给粉机最高转速一般不能超过450 r/min，特别注意在给粉机出现不下粉情况下应及时退出微油小油枪，以免烧坏燃烧器。5.3周界风开度对微油燃烧的影响周界风的作用是保护燃烧器不烧坏和防止结渣。在锅炉启动初期，燃烧器的壁温一般在300以下，周界风可不开或小开度，随着负荷的提升，应适当调大周界风的开度，以
17、控制燃烧器的壁温。5.4锅炉启动过程中的升温升压速率微油燃烧系统在锅炉冷态点火时，必须先投入大油枪，待炉膛出口烟温达450时才能投入微油点火小油枪，由于微油点火启动可以通过调整给粉机转速来实现煤粉量的平稳增加，相应的汽温、汽压变化也较为平稳，升温、升压速率容易控制，过热器、再热器壁温不易超温。5.5微油点火系统在锅炉冷态点火过程中煤粉燃烧效率微油燃烧的使用，煤粉燃烧效率及是否会产生炉膛爆燃现或二次燃烧象，是让很多人关注的。湛江电厂制粉系统采用中储仓热风送粉系统，锅炉在冷态启动时，必须投入四支大重油枪，升温、升压相对稳定后，炉膛出口烟温达450，才投入微油小油枪，由于炉膛有一定的的温度，在点着微
18、油小油枪后，根据启动过程飞灰可燃物测量，微油点火系统投入1小时内，煤粉燃尽率达72%，随着运行时间的增加，炉膛温度及一、二次风温的提高，煤粉燃烧率可达到81%，微油燃烧系统在#1炉07年6月改造后使用至现在，已多次投入运行，未出现过炉膛爆燃现象，也没有出现尾部二次燃烧现象，说明煤粉燃尽较为理想。6.使用效果评价（1）采用微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术，对锅炉低负荷运行及停炉过程有优势，使用过程方便、快速、稳定地点燃煤粉助燃，可节省85%以上的重油，但在锅炉冷态启动过程中由于一、二次风温低、炉膛温度较低，必须先点燃至少4支重油枪来提高一、二次风温及炉膛温度，其他电厂在制粉系统加装暖风器，但使用效
19、果不是很理想，因此微油点火技术在锅炉冷态点火上稍有不足。（2）在炉膛出烟温达到一定温度时，保持给粉机转速280450r/min，一次风速20m/s25m/s，虽然湛江电厂的来煤质量变化较大，但使用微油点火系统均能稳定点燃煤粉，说明微油点火技术对一次风速及煤粉浓度适应性较好，煤种适用性广。（3）采用微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术，由于气化小油枪在燃烧器室内点燃煤粉燃烧，若给粉机不下粉或下粉量过小，必须及时退出微油小油枪，否则烧坏燃烧器。在机组较低负荷运行时，还必须及时投入重油枪运行，否则易引起锅炉灭火。因此，运行稳定性较投大油枪差。（4）采用微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术，用油量大大减少，机组启
20、动过程及超低负荷可投用电除尘器，环境污染少。（5）微油燃烧系统简单，维护量少，一次性投资费用不多。综上所述，采用微油点火技术，在锅炉冷态点火启动时可节省70%左右的重油，在锅炉超低负荷运行时可节省85%的重油，投用较为方便、快速，在锅炉低负荷运行时使用效果相当好，但在锅炉冷态启动中稳定性与投大油枪比稍为不足。燃烧器由于采用了特殊材质其防磨、防烧坏性能较好，且检修方便，值得推广。随着微油点火技术不断完善，将为被许多发电厂广泛采用。参考文献：（1） 大唐节能科技有限公司，湛江发电厂#1炉节油技术应用方案，2007年（2） 杭州浙江大天元科技有限公司，微油点火和超低负荷稳燃燃烧技术，2007（3）
21、湛江发电厂，锅炉运行规程，2000年作者简介：黄文锋，男，1973年出生，大专学历，锅炉工程师，锅炉本体技师，一直从事锅炉检修工作，现为湛江电力有限公司锅炉检修分公司经理助理详细通讯地址：广东省湛江市赤坎区调顺路168号湛江电力有限公司锅炉检修分公司（524099）E-mail:huangwenfeng或(lbthwf) Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe wea
22、ther from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr 待添加的隐藏文字内容2(CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstron
23、g step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dre
24、ams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like t
25、he set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red B
26、ull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created for me because I am also a journalist and a photographer, but abov
27、e all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked
28、 up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could se
29、e the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather
30、 plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our da
31、y-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expe
32、ct a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth be
33、comes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he
34、is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he ha
35、s a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mp
36、h (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,
37、000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.
