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氣化微油點火技術(shù)的應(yīng)用及其控制方案(1.內(nèi)蒙古電力工程技術(shù)研究院;2.內(nèi)蒙古電力勘測設(shè)計院,內(nèi)蒙古 呼和浩 特 010020)摘 要:文章主要介紹了氣化微油點火系統(tǒng)的組成及其控 制方案。關(guān)鍵詞:氣化微油點火;控制方式;節(jié)油中圖分類號:TK223.2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編 號:10076921(XX)04006702微油氣化小油槍點火燃燒的工作原理是:利用機械霧化將燃料油擠壓、撕裂、破碎,產(chǎn)生超 細油滴經(jīng)壓縮空氣霧化成納米級超細油滴進行燃燒,同時用燃燒產(chǎn)生的熱量,在極短的時間 內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化,使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料,從而大大提高燃燒效 率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強、火焰呈完全透明狀,火焰中心溫度高達1 500 2 000。1 概述內(nèi)蒙古科右中熱電廠1330MW空冷供熱機組鍋爐生產(chǎn)廠家為XX巴布科克。威爾科克斯有限 公司,鍋爐型式為亞臨界一次中間再熱、平衡通風(fēng)、鍋爐房緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架 、全懸吊結(jié)構(gòu)型汽包鍋爐,采用正壓直吹MPS中速磨系統(tǒng),前后墻對沖式燃燒方式,配有 旋流燃燒器,設(shè)置兩臺三分倉容克式空氣預(yù)熱器。鍋爐配有6臺中速磨煤機,共24只煤粉燃燒器,前后墻分別為3層布置,每層為布置4支煤粉 燃燒器。鍋爐配有24只大油槍,分三層布置。每只油槍出力為750kg/h。2 本鍋爐氣化微油點火設(shè)備設(shè)計方案結(jié)合本鍋爐燃煤特點,并結(jié)合鍋爐燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu),為保證改造效果,使鍋爐燃燒器在改造后 能長期、安全、穩(wěn)定運行。設(shè)計將鍋爐原A磨煤機對應(yīng)的前墻共4只煤粉燃燒器改造為裝有氣 化小油槍(40100kg/h)點火的濃淡式煤粉燃燒器。氣化微油點火系統(tǒng):四只主煤粉燃燒器系統(tǒng)、氣化小油槍系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、爐前油系統(tǒng) 、高壓風(fēng)系統(tǒng)、鍋爐冷爐啟磨風(fēng)道加熱系統(tǒng)、氣化小油槍圖像監(jiān)視系統(tǒng);燃燒器壁溫監(jiān)測及 微油點火控制系統(tǒng)。2.1 微油氣化小油槍點火設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)燃油壓力:0.82.5MPa;主油槍出力:40100kg/h; 壓縮空氣壓力:0.350.6MPa;壓縮空氣流量:0.9Nm3/min左右;油槍高壓風(fēng)壓力:4 000Pa左右;油槍高壓風(fēng)流量:3 000m3/h左右;氣化油槍燃燒火焰中心溫度:1 5002 000;可點燃煤粉量:310t/h;燃燒器壁溫:燃燒器壁溫不超過450;燃油:# -20輕柴油。2.2 氣化微油點火設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場實際情況,將四套微油氣化點火燃燒器安裝在前墻A層一次風(fēng)噴口位置,取代原有的 主燃燒器,作為鍋爐點火燃燒器和主燃燒器使用,可滿足鍋爐啟、停或低負荷穩(wěn)燃的要求。氣化微油點火系統(tǒng)由進油管、進氣管、噴嘴及高能點火裝置組成,油壓:0.82.5Mpa;出 力:40100kg/h。2.2.1 微油氣化小油槍點火系統(tǒng)由微油氣化油槍和輔助油槍、高能點火裝置、火檢裝置 、燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、高壓助燃風(fēng)系統(tǒng)等組成。2.2.1.1 燃油系統(tǒng)。利用前墻A層的油系統(tǒng),用323不銹鋼管從原燃油進油總母管上引出,在來油管上安裝來 油總門,并順序并聯(lián)安裝兩臺燃油過濾器及入出口手動 球閥,從前墻A層#1、#2、#3、#4封閉作為微油氣化小油槍來油母管。在各 支引一根223的不銹鋼管,上安裝燃油氣動球閥及旁路手動球閥、雙層小過濾器,通過高壓燃油軟管和氣化小油槍連接,構(gòu)成整個燃油系統(tǒng)。2.2.1.2 壓縮空氣系統(tǒng)。利用前墻A層現(xiàn)場壓縮空氣系統(tǒng),接一根323的不銹鋼管連接前墻A層#1、#2、#3、#4附 近作為壓縮空氣母管,并在壓縮空氣母管上安裝總門及空氣過濾器 ,同時由母管向前墻A層#1、#2、#3、#4氣化小油槍點火燃燒器處引分支管223不銹鋼管 ,在每角的分支管道上安裝氣動球閥、氣動球閥出入口手動球閥及旁路閥 手動球閥,最后通過高壓空氣軟管和氣化小油槍連接,完成整個壓縮空氣 系統(tǒng)。2.2.1.3 高壓風(fēng)系統(tǒng)。氣化小油槍在運行和備用期間,需要有一風(fēng)壓為4 000Pa、出力3 000m3/h的助燃吹掃風(fēng), 該路風(fēng)取自一次風(fēng)機出口管道用2733鋼管引出,環(huán)至爐前平臺形成高壓風(fēng)母管,再由母 管1593向前墻A層氣化小油槍點火燃燒器處引分支管893鋼管分別引至#1、#2、#3、 #4氣化小油槍點火燃燒器,每只順序安裝手動球閥后分二路,通過高壓風(fēng) 軟管和氣化小油槍連接及火檢連接,完成整個高壓風(fēng)系統(tǒng)。2.2.2 冷爐起磨熱風(fēng)加熱系統(tǒng)在熱一次風(fēng)一側(cè)母管上安裝風(fēng)道燃燒器加熱一次風(fēng),安裝位置在一次風(fēng)母管彎頭處,風(fēng)道內(nèi) 壁配備耐熱襯板,風(fēng)道燃燒器出力200400kg/h,具體數(shù)值將根據(jù)磨煤機計算進行確定。燃 油從爐體附近燃油母管接出引至燃燒器前,同時吹掃用蒸汽引至燃燒器以吹掃油槍。燃燒器 配有火焰檢測及熄火保護控制,以保證燃燒器安全運行。2.2.3 氣化微油點火煤粉燃燒系統(tǒng)設(shè)計2.2.3.1 氣化微油點火煤粉燃燒器。燃燒器為4只,為了鍋爐點火或低負荷運行時能及時的投用,選在前墻A層。微油點火燃燒 器布置在中心風(fēng)管中,氣化小油槍軸向安裝在氣化火燃燒器上。燃燒器自身有煤粉濃淡分離 裝置和濃縮裝置,氣化小油槍點燃濃煤粉,分級燃燒、分級送風(fēng),并采用先進的內(nèi)風(fēng)膜冷卻 技術(shù)鍋爐氣化小油槍點火燃燒器的設(shè)計內(nèi)容主要包括:氣化小油槍點火裝置、一級燃燒室、 二級燃燒室、燃燒器噴口裝置及煤粉分離器。2.2.3.2 氣化微油點火煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)。氣化微油點火燃燒器不僅可以作為點火以及低負荷穩(wěn)燃燃燒器,而且在正常運行時可以作為 主燃燒器使用。煤粉燃燒器改造后具有以下特性:保證鍋爐在冷態(tài)啟動時煤粉能比較容易地被點燃。根據(jù)現(xiàn)場燃燒器的位置及氣化小油槍點火 裝置在其他工程應(yīng)用經(jīng)驗,采用分級點火、分級燃燒的原理,去除中心風(fēng)管中的啟動油槍、 點火油槍、火檢等裝置,在中心風(fēng)管中布置氣化小油槍點火煤粉燃燒器,在燃燒器內(nèi)部設(shè)計 二級燃燒室,在距燃燒器噴口約1 000mm處,氣化微油點火燃燒器軸向插入微油點火煤粉燃燒器,在一級燃燒室內(nèi)布置 文丘里結(jié)構(gòu)實現(xiàn)煤粉中心濃縮效應(yīng),不會因布置氣化小油槍而減少原來燃燒器內(nèi)一次風(fēng)的通 流 面積,也不會在燃燒器內(nèi)增加額外的結(jié)構(gòu),盡可能利用現(xiàn)有燃燒器的結(jié)構(gòu)裝置,從而保證不 影響該燃燒器內(nèi)部的流動特性,從而保證該燃燒作為主燃燒器投運時的低負荷、低NOX排 放特性。在點火和低負荷投運時,氣化微油點火燃燒器,煤粉在燃燒器內(nèi)采用二級著火,從 而保證著火的穩(wěn)定性,且不影響NOX排放指標(biāo)。2.2.4 氣化微油點火輔助系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計2.2.4.1 圖象監(jiān)視系統(tǒng)。由5個帶CCD攝象機監(jiān)視探頭組成,其視頻信號通過高溫視頻電纜送至集控室九畫面分割器 及視頻切換器,經(jīng)處理再送到工業(yè)電視,可同時監(jiān)視五個微油氣化燃燒器出口煤粉和風(fēng)道加 熱風(fēng)系統(tǒng)火焰也可以實現(xiàn)單角和全爐膛火焰監(jiān)視。CCD工業(yè)電視探頭采用風(fēng)冷,冷卻風(fēng)源取 自電廠已有的火檢風(fēng)管,攝像頭的電源引至各角就地控制柜。2.2.4.2 壁溫監(jiān)測系統(tǒng)。在每套煤粉燃燒器出口段壁面上安裝2只K型熱電偶,信號引進DCS,用于實時監(jiān)測燃燒器壁 溫,控制壁面溫度低于450,防止其內(nèi)結(jié)焦或燒損。2.2.5 控制系統(tǒng)設(shè)計整個氣化微油點火系統(tǒng)直接納入DCS系統(tǒng),由DCS的FSSS完成對氣化微油點火系統(tǒng)的控制。微 油點火主要邏輯都在FSSS中實現(xiàn),主要有:2.2.5.1 啟動邏輯??刂剖覇釉试S條件:燃油母管壓力正常;壓縮空氣母管壓力正常,空氣閥關(guān)閉;鍋爐允許點火,MFT復(fù)位;微油點火在遠控位。滿足啟動允許條件,操作點火器圖標(biāo)接通高能點火器點火,同時自動開啟燃油閥,油槍燃 燒穩(wěn)定45s后,自動開啟壓縮空氣閥,完成啟動過程。高能點火器啟動后30s后自動停止 。2.2.5.2 滅火保護。當(dāng)MFT發(fā)生時,DCS控制關(guān)閉所有角的燃油閥、并禁止微油槍啟動;當(dāng)啟動點火30s內(nèi)仍然無火,控制系統(tǒng)自動關(guān)閉對應(yīng)燃油閥,本次點火失??;燃燒過程中由火檢檢測到滅火時,控制系 統(tǒng)自動關(guān)閉對應(yīng)燃油閥,同時關(guān)閉對應(yīng)送粉管道插板門。并根據(jù)微油槍滅火跳磨煤機/給煤 機保護是否投入,決定是否跳對應(yīng)設(shè)備。2.2.5.3 停止邏輯。火檢滅火后,自動關(guān)燃油閥,此時不關(guān)壓縮空氣閥;操作員在控制面板上操作停止按鈕;就地操作停止;MFT停止。在微油槍停止時,一般應(yīng)在燃油閥關(guān)閉后,保持壓縮空氣閥繼續(xù)開啟10以上再關(guān)閉,以達到 冷卻和吹掃微油槍的效果。2.2.5.4 給煤機啟動。氣化點火油槍火焰證實著火穩(wěn)定后或鍋爐點火能量滿足,可啟動給煤機給煤。3 設(shè)計過程中的注意事項每個燃燒器設(shè)置兩個壁溫監(jiān)測熱電偶,安裝位置在燃燒器噴口邊沿200mm處,因為此處溫度 最高,能真實

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