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【摘要】少油点火装置是近年发展起来的新技术，文章详细介绍了技术的原理、系统，及技术在火电机组中的应用。
【关键词】少油点火装置；改造；节油
1、概述
抚顺发电公司2*200MW机组的锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/13.7-YM9型超高压参数，一次中间再热、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构Π型汽包锅炉，设计燃用烟煤。中储式制粉系统，配有2台球磨机，型号：380/830筒式钢球磨。燃烧器：采用直流角式燃烧器四角双切圆燃烧，燃烧器数量16台，四层布置，每层四个角各一台。年耗油量平均约1200吨/年以上。为节能降耗，对原运行锅炉油点火装置进行改造：1、2号炉（670t/h）原来的1-4号煤粉燃烧器改造为少油汽化点火及稳燃燃烧器，以降低锅炉耗油量。
2、对燃烧设备及系统的改造
安装一套少油汽化点火及稳燃燃烧器，位于A层四个角的一次风喷口位置，取代原有的主燃烧器，作为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，以满足锅炉启动、停炉和机组低负荷稳燃要求。
少油点火系统入口油压范围2.0-2.8Mpa；燃烧器喷口为摆动式，摆动范围与主燃烧器一致，性能与原燃烧器一致。燃烧器改造后，不影响原炉内燃烧动力场，不发生因油粉混合物瞬间点火燃烧、燃烧器阻力增大而发生回火现象。燃烧器为耐热、耐磨材料，采用防烧损和磨损的新型合金材料设计，燃烧器的结构还考虑当检修时能够从外部进行拆装的条件，燃烧器喷口的寿命在5年以上。少油燃烧器的油燃烧室，煤粉燃烧室有可靠的冷却措施，防止出现油燃烧器及煤粉燃烧器烧损。
少油点火燃烧器在冷态启动点火时，除尘器可正常投运。另外在油管路系统进行改造，安装一级、二级过滤器，各油角配有2套过滤器，互为备用，并且能够保证油质的清洁，油枪不堵塞。
此外，油系统的控制接入FSSS保护系统，增设：油配风系统或气化压缩空气系统、少油点火燃烧器的火检监测系统、燃烧器壁温监测系统、DCS完成少油点火的监控功能、在DCS中应能实现对少油点火系统进行操作、程序启停、故障报警等功能。
3、少油量气化燃烧器的工作原理
先利用压缩空气的高速射流将燃料油击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时巧妙地利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，大大提高燃烧效率及火焰温度及燃烧的稳定性。气化燃烧后的火焰传播速度快，中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃多级煤粉燃烧器内一级煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃以煤代油的效果。
4、少油点火及稳燃技术的工作原理
少油气化油枪与高强度油燃烧室配合，燃烧后形成温度梯度很大的油火焰。高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区，当浓相煤粉通过气化燃烧的高温火核时，煤粉颗粒的温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发份，并迅速着火燃烧；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，使煤粉分级燃烧，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能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。压缩空气主要用于点火时燃油雾化、正常燃烧时加速燃油气化燃烧及补充前期燃烧需要的氧量；高压风主要用于补充后期燃油快速燃烧所需的氧量以及冷却高强度油燃烧器壁面的作用。气膜冷却二次风主要用于保护喷口安全，防止喷口结焦烧损及补充后期煤粉燃烧所需氧量。
5、少油量气化燃烧直接点煤粉燃烧系统的组成：
主要由少油量点火系统、煤粉燃烧系统、热工控制与保护系统、辅助系统四部分组成。
少油量点火系统由少油量气化油枪（带辅助气化油枪）、高强度油燃烧室、高能点火装置以及配套的燃油系统、压缩空气系统、高压风系统等组成；煤粉燃烧系统由煤粉浓缩装置、点火煤粉燃烧器、燃烧器周界冷却风系统、制粉系统和送粉系统等组成；控制保护系统由DCS系统和就地控制箱、火检保护系统及就地被控设备等组成，控制保护系统对点火系统、燃烧系统和给粉系统进行控制保护和过程参数监测，保证锅炉安全、稳定、可靠运行。
6、少油点火系统主要技术参数：
油压：1.5～2.5MPa；
单只油枪出力：20～40kg/h（带辅助油枪出力40～80kg/h）；
压缩空气压力：0.35～0.45MPa；
压缩空气流量：0.9Nm3/min左右；
油枪探头风机压力：5000Pa左右；
气化油枪燃烧火焰中心温度：1500～2000℃；
送粉及燃烧系统：一次风喷口风速：22～34m/s；
可点燃煤粉量：3～10t/h；
根据燃烧器壁温控制周界风风量，保证燃烧器壁温不超过600℃。
7、安全注意事项
少油装置运行中，当阀后油压低于1.0MPa，此时的油过滤器已部分堵塞，需要切换到备用过滤器，对停运的油过滤器进行清理或更换滤芯，处理后可投入备用状态。
在冷态启动过程中，达到脱油运行条件时，要先解除少油火检保护，再停止少油枪运行。
在锅炉低负荷稳燃过程中，不需要投入少油火检保护。
在锅炉滑停过程中，气化小油枪停止2分钟后再停止一次风，而且要加大风量进行一次风管的吹扫，避免有煤粉在一次风管内存积。
高能点火器的导电杆不要插入太深，以免烧坏。
8、效益分析
抚电公司1、2号炉少油点火装置的改造后，单支油枪出力为800-1000kg/h，少油点火单支油枪60-120kg/h。2010年抚顺发电公司1、2号炉采用少油燃烧器进行锅炉启停炉和低负荷稳燃，共计耗油512吨，节约燃油约688吨，按油价5800元/t计算，折合人民币每年可节约399万元。
9、结束语
抚顺发电公司应用的少油点火装置、系统投资小，建设周期短，维护量小，在机组启停和低负荷运行中的应用效果良好，大大节省了机组耗油，经济效益可观，并保证了机组安全、稳定运行。
参考文献
[1]何冰.抚顺发电公司少油设备维护说明，2009
[2]洪涛，韩忠凯.气化少油点火系统在超临界燃煤机组的应用.华北电力技术，2009，（6）
作者简介
赵国振（1975--），男，工程师，从事电力运行及节能工作。
【关键词】少油点火装置；改造；节油
1、概述
抚顺发电公司2*200MW机组的锅炉是哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/13.7-YM9型超高压参数，一次中间再热、平衡通风、全钢构架、全悬吊结构Π型汽包锅炉，设计燃用烟煤。中储式制粉系统，配有2台球磨机，型号：380/830筒式钢球磨。燃烧器：采用直流角式燃烧器四角双切圆燃烧，燃烧器数量16台，四层布置，每层四个角各一台。年耗油量平均约1200吨/年以上。为节能降耗，对原运行锅炉油点火装置进行改造：1、2号炉（670t/h）原来的1-4号煤粉燃烧器改造为少油汽化点火及稳燃燃烧器，以降低锅炉耗油量。
2、对燃烧设备及系统的改造
安装一套少油汽化点火及稳燃燃烧器，位于A层四个角的一次风喷口位置，取代原有的主燃烧器，作为锅炉点火燃烧器和主燃烧器使用，以满足锅炉启动、停炉和机组低负荷稳燃要求。
少油点火系统入口油压范围2.0-2.8Mpa；燃烧器喷口为摆动式，摆动范围与主燃烧器一致，性能与原燃烧器一致。燃烧器改造后，不影响原炉内燃烧动力场，不发生因油粉混合物瞬间点火燃烧、燃烧器阻力增大而发生回火现象。燃烧器为耐热、耐磨材料，采用防烧损和磨损的新型合金材料设计，燃烧器的结构还考虑当检修时能够从外部进行拆装的条件，燃烧器喷口的寿命在5年以上。少油燃烧器的油燃烧室，煤粉燃烧室有可靠的冷却措施，防止出现油燃烧器及煤粉燃烧器烧损。
少油点火燃烧器在冷态启动点火时，除尘器可正常投运。另外在油管路系统进行改造，安装一级、二级过滤器，各油角配有2套过滤器，互为备用，并且能够保证油质的清洁，油枪不堵塞。
此外，油系统的控制接入FSSS保护系统，增设：油配风系统或气化压缩空气系统、少油点火燃烧器的火检监测系统、燃烧器壁温监测系统、DCS完成少油点火的监控功能、在DCS中应能实现对少油点火系统进行操作、程序启停、故障报警等功能。
3、少油量气化燃烧器的工作原理
先利用压缩空气的高速射流将燃料油击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时巧妙地利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，大大提高燃烧效率及火焰温度及燃烧的稳定性。气化燃烧后的火焰传播速度快，中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内直接点燃多级煤粉燃烧器内一级煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃以煤代油的效果。
4、少油点火及稳燃技术的工作原理
少油气化油枪与高强度油燃烧室配合，燃烧后形成温度梯度很大的油火焰。高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区，当浓相煤粉通过气化燃烧的高温火核时，煤粉颗粒的温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发份，并迅速着火燃烧；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，使煤粉分级燃烧，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能量。满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求。压缩空气主要用于点火时燃油雾化、正常燃烧时加速燃油气化燃烧及补充前期燃烧需要的氧量；高压风主要用于补充后期燃油快速燃烧所需的氧量以及冷却高强度油燃烧器壁面的作用。气膜冷却二次风主要用于保护喷口安全，防止喷口结焦烧损及补充后期煤粉燃烧所需氧量。
5、少油量气化燃烧直接点煤粉燃烧系统的组成：
主要由少油量点火系统、煤粉燃烧系统、热工控制与保护系统、辅助系统四部分组成。
少油量点火系统由少油量气化油枪（带辅助气化油枪）、高强度油燃烧室、高能点火装置以及配套的燃油系统、压缩空气系统、高压风系统等组成；煤粉燃烧系统由煤粉浓缩装置、点火煤粉燃烧器、燃烧器周界冷却风系统、制粉系统和送粉系统等组成；控制保护系统由DCS系统和就地控制箱、火检保护系统及就地被控设备等组成，控制保护系统对点火系统、燃烧系统和给粉系统进行控制保护和过程参数监测，保证锅炉安全、稳定、可靠运行。
6、少油点火系统主要技术参数：
油压：1.5～2.5MPa；
单只油枪出力：20～40kg/h（带辅助油枪出力40～80kg/h）；
压缩空气压力：0.35～0.45MPa；
压缩空气流量：0.9Nm3/min左右；
油枪探头风机压力：5000Pa左右；
气化油枪燃烧火焰中心温度：1500～2000℃；
送粉及燃烧系统：一次风喷口风速：22～34m/s；
可点燃煤粉量：3～10t/h；
根据燃烧器壁温控制周界风风量，保证燃烧器壁温不超过600℃。
7、安全注意事项
少油装置运行中，当阀后油压低于1.0MPa，此时的油过滤器已部分堵塞，需要切换到备用过滤器，对停运的油过滤器进行清理或更换滤芯，处理后可投入备用状态。
在冷态启动过程中，达到脱油运行条件时，要先解除少油火检保护，再停止少油枪运行。
在锅炉低负荷稳燃过程中，不需要投入少油火检保护。
在锅炉滑停过程中，气化小油枪停止2分钟后再停止一次风，而且要加大风量进行一次风管的吹扫，避免有煤粉在一次风管内存积。
高能点火器的导电杆不要插入太深，以免烧坏。
8、效益分析
抚电公司1、2号炉少油点火装置的改造后，单支油枪出力为800-1000kg/h，少油点火单支油枪60-120kg/h。2010年抚顺发电公司1、2号炉采用少油燃烧器进行锅炉启停炉和低负荷稳燃，共计耗油512吨，节约燃油约688吨，按油价5800元/t计算，折合人民币每年可节约399万元。
9、结束语
抚顺发电公司应用的少油点火装置、系统投资小，建设周期短，维护量小，在机组启停和低负荷运行中的应用效果良好，大大节省了机组耗油，经济效益可观，并保证了机组安全、稳定运行。
参考文献
[1]何冰.抚顺发电公司少油设备维护说明，2009
[2]洪涛，韩忠凯.气化少油点火系统在超临界燃煤机组的应用.华北电力技术，2009，（6）
作者简介
赵国振（1975--），男，工程师，从事电力运行及节能工作。