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[摘 要]全国电力需求迅猛，大型机组越来越多，其中火电机组占全国装机容量的80%以上。机组的启、停及低负荷稳燃需消耗大量的石油资源，年耗油量达到1000多万吨。因此，控制锅炉燃油消耗已成为各个燃煤电厂的不得不面对的现实问题。传统的大油枪点火方式已不能适应日益紧张的石油资源供应形势，下面就双强少油点火技术加以探讨，供新建机组和旧机组改造时参考。
[关键词]双强少油点火技术；超临界机组；运用
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0030-01
1 少油点火系统工作原理
源自航空发动机技术的油燃烧器布置在煤粉燃烧器中心或在煤粉燃烧器后部斜插布置，点火时强化燃烧的高温油火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到了高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，挥发分的燃烧放出大量的热，进一步将一次风粉加热到远高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷射进入炉膛。由于煤粉在极短的时间内被迅速加热，挥发份析出量将大大高于实际挥发份含量，这样就进一步提高了煤粉的燃烧速度，因而煤粉的燃尽率极高。
该产品的研究领域涉及一个低压强制配风的油燃烧器，该油燃烧器是由航空发动机的高压强制配风油燃烧器发展而来的。通过强制配风和绝热燃烧方式使其发出高温火焰，火焰中心温度高达1800℃，油燃尽率高达99%以上。设计时根据不同的煤质及煤粉燃烧器的负荷确定油燃烧器的容量，在规定的温度指标内，将通过高温火焰的煤粉瞬间引燃，满足煤粉内燃技术的点火要求。
2 双强少油煤粉点火系统组成
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、燃烧器壁温在线监测系统、启磨风加热系统、图像火焰监视系统、控制系统等组成。
2.1 双强煤粉燃烧器
该锅炉将A层四台煤粉燃烧器改造为双强煤粉燃烧器。改造后，通流面积不变，内部结构简单，燃烧器的喷口大小和结构及其摆动范围完全与原燃烧器一致。因此，双强改造后的燃烧器，在正常运行时，燃烧器阻力基本不变，一次风速不变，燃烧器出力不变，对锅炉空气动力场和燃烧不造成影响。双强煤粉燃烧器，采用环形浓淡和气膜冷却相结合的技术。一次风粉进行浓淡分离后，浓相一次风进入煤粉强化燃烧室，淡相一次风进入淡相气膜风通道。煤粉强化燃烧室中浓相一次风被高温油火焰快速加热升温，挥发分快速析出并燃烧，油和挥发分燃烧放出大量的热，持续加热一次风，将其加热到远高于煤粉的着火温度，点燃碳粒后形成高温火炬进入炉膛。淡相一次风用来冷却煤粉燃烧器喷嘴和煤粉强化燃烧室的同时提供浓相煤粉燃烧所需的氧气，并在这个过程中燃烧淡相一次风中的超细煤粉，以提高煤粉燃尽率。同时，根据煤种和燃烧器的结构等条件在燃烧器喷口处开设气膜窗口，引入二次风作为贴壁气膜冷却风，对喷口局部高温部位进行二次冷却，确保燃烧器不烧蚀、不结渣。
双强煤粉燃烧器设计出力范围为2T/h～20T/h，双强油燃烧器设计出力范围为100kg/h～200kg/h。该锅炉单台磨出力范围为18T/h～72T/h，每臺磨带四台煤粉燃烧器，平均到每台燃烧器出力为最小4.5T/h、最大18T/h，单台双强煤粉燃烧器出力范围为2T/h～20T/h，满足与磨煤机的匹配要求。
2.2 双强油燃烧器
主要由双强油枪、高能点火枪、油火检、燃烧筒、配风筒等组成。油枪采用简单机械雾化方式，使用的轻柴油压力为1MPa。配风方式为分级低压强制配风，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%以上。助燃风在油燃烧筒内壁形成气膜保护层，冷却燃烧筒，燃烧火焰温度极高，而油燃烧器筒壁温度却只是常温。
双强油燃烧器燃尽度能达到99%以上，且所有燃油在双强燃烧筒内完成了大部分的燃烧过程，不会有未燃尽的油雾在煤粉燃烧器内与煤粉发生油粉混合爆燃，使得燃烧器阻力过大，造成回火。
2.3 双强燃油及吹扫系统
双强燃油系统使用母管制，燃油母管接自锅炉燃油系统母管的快关阀后面，双强燃油母管配有手动截止阀、压力表、过滤器（一用一备）、流量计、稳压阀等。双强燃油支管配有快关阀、手动截止阀、压力表、过滤器、金属软管等。双强吹扫系统没有使用母管制，吹扫支管接自附近大油枪吹扫管路手动阀前，配有快关阀、手动截止阀、止回阀等。
2.4 双强油配风系统
双强油配风系统采用母管制。双强油配风来源于冷一次风。油配风母管上配有电动调节风门、手动风门、微差压变送器、靠背管等，支管上配有测速孔、波纹管补偿器、手动调节风门等。
2.5 启磨风加热系统
该锅炉燃用烟煤，点火初期启动磨煤机的热风温度为170℃可以满足启磨要求，冷炉启磨所需热风可以通过加装蒸汽换热器的方式来获取。蒸汽换热器安装在A磨入口的热一次风母管旁路上。启动时把主管道上气动插板门关闭，让一次风从旁路通过，正常使用时把换热器进风侧气动插板门关闭，让一次风全部从主管道通过，对正常使用无影响。蒸汽换热器的疏水排放至指定地点。蒸汽加热器供汽管道上设一台电动调节阀和一台电动截止阀，阀门的控制在DCS中实现。
2.6 控制系统
双强点火控制系统主要包括系统保护逻辑、DCS连接、和双强点火程序三部分。
3 双强少油点火技术特点
双强煤粉点火是一种在特定的燃烧器内通过油火焰将煤粉点燃，称之谓煤粉的内燃技术。其关键技术特点是“采用强化燃烧的油燃烧器发出的大于1800℃的高温火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉气流温度升至不同煤种的着火温度，实现不同煤种的点火与燃烧，完成锅炉的调试或点火启动的升温升压过程”。它是针对劣质煤、贫煤、无烟煤着火温度高、着火时间长等特点无法用小能量点火源实现分级点火而开发的新的煤粉点火方式，对煤种具有广泛的适应性，几乎适应于所有煤种。强化燃烧的油燃烧器采用航空发动机强制配风的燃烧技术，具有体积小、热负荷高、燃尽率高（达98%）、火焰温度高（达1800℃）、火焰刚性好抗风能力强等特点。油枪出力可任意调整，可以满足各种煤种的“煤粉内燃技术”的点火热源要求。配置油、煤火焰双重检测，系统运行安全、可靠。双强少油点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，正常运行期间作为主燃烧器使用，不影响锅炉正常运行时空气动力场和组织燃烧。系统自身能耗小、结构简单、现场维护工作量小、运行费用低。
4 双强少油煤粉点火系统的应用
在该机组实际使用中要在点火条件满足后，先投入AB层大油枪，暖炉至炉膛出口烟温大于150℃（注：锅炉启动过程中A磨内有存煤时，磨通风前必须先投入AB层大油枪），然后再投入微油模式，微油点火条件满足，按操作票启动A制粉系统（微油模式）。微油点火模式下，启动A＼B一次风机、任意一台密封风机，投入A制粉系统暖风器，尽可能提高辅助蒸汽压力以提高暖风器加热效果；A制粉系统的一次风暖风器出口风温达150℃时，各角微油点火器点火，点火完成后调整各微油点火器的油压、风量，确保各点火器运行正常、稳定，确认A磨煤机点火条件满足，启动A磨煤机。A制粉系统投入正常后，根据锅炉燃烧情况逐渐退出AB层大油枪。锅炉升温、升压至机组负荷264MW时，微油点火模式切换为正常模式。视燃烧情况，逐支退出微油油枪（退微油枪前确认微油点火模式已切换为正常模式，防止微油模式下A磨跳闸MFT）。
5 结论
随着社会消费的原油资源越来越短缺，不论从节能方面或环境保护方面，大型燃煤电厂必须采用少油点火技术。随着少油点火技术的不断成熟，必定带来可观的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 汪志华，孙萍.微油点火技术及其应用[J].湖北电力，2015，（2）.
[2] 姚文达，李硕，郭秀峰.电站锅炉微油点火技术现状与发展[J].华电技术，2014，（1）.
[关键词]双强少油点火技术；超临界机组；运用
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）13-0030-01
1 少油点火系统工作原理
源自航空发动机技术的油燃烧器布置在煤粉燃烧器中心或在煤粉燃烧器后部斜插布置，点火时强化燃烧的高温油火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到了高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，挥发分的燃烧放出大量的热，进一步将一次风粉加热到远高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷射进入炉膛。由于煤粉在极短的时间内被迅速加热，挥发份析出量将大大高于实际挥发份含量，这样就进一步提高了煤粉的燃烧速度，因而煤粉的燃尽率极高。
该产品的研究领域涉及一个低压强制配风的油燃烧器，该油燃烧器是由航空发动机的高压强制配风油燃烧器发展而来的。通过强制配风和绝热燃烧方式使其发出高温火焰，火焰中心温度高达1800℃，油燃尽率高达99%以上。设计时根据不同的煤质及煤粉燃烧器的负荷确定油燃烧器的容量，在规定的温度指标内，将通过高温火焰的煤粉瞬间引燃，满足煤粉内燃技术的点火要求。
2 双强少油煤粉点火系统组成
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、燃烧器壁温在线监测系统、启磨风加热系统、图像火焰监视系统、控制系统等组成。
2.1 双强煤粉燃烧器
该锅炉将A层四台煤粉燃烧器改造为双强煤粉燃烧器。改造后，通流面积不变，内部结构简单，燃烧器的喷口大小和结构及其摆动范围完全与原燃烧器一致。因此，双强改造后的燃烧器，在正常运行时，燃烧器阻力基本不变，一次风速不变，燃烧器出力不变，对锅炉空气动力场和燃烧不造成影响。双强煤粉燃烧器，采用环形浓淡和气膜冷却相结合的技术。一次风粉进行浓淡分离后，浓相一次风进入煤粉强化燃烧室，淡相一次风进入淡相气膜风通道。煤粉强化燃烧室中浓相一次风被高温油火焰快速加热升温，挥发分快速析出并燃烧，油和挥发分燃烧放出大量的热，持续加热一次风，将其加热到远高于煤粉的着火温度，点燃碳粒后形成高温火炬进入炉膛。淡相一次风用来冷却煤粉燃烧器喷嘴和煤粉强化燃烧室的同时提供浓相煤粉燃烧所需的氧气，并在这个过程中燃烧淡相一次风中的超细煤粉，以提高煤粉燃尽率。同时，根据煤种和燃烧器的结构等条件在燃烧器喷口处开设气膜窗口，引入二次风作为贴壁气膜冷却风，对喷口局部高温部位进行二次冷却，确保燃烧器不烧蚀、不结渣。
双强煤粉燃烧器设计出力范围为2T/h～20T/h，双强油燃烧器设计出力范围为100kg/h～200kg/h。该锅炉单台磨出力范围为18T/h～72T/h，每臺磨带四台煤粉燃烧器，平均到每台燃烧器出力为最小4.5T/h、最大18T/h，单台双强煤粉燃烧器出力范围为2T/h～20T/h，满足与磨煤机的匹配要求。
2.2 双强油燃烧器
主要由双强油枪、高能点火枪、油火检、燃烧筒、配风筒等组成。油枪采用简单机械雾化方式，使用的轻柴油压力为1MPa。配风方式为分级低压强制配风，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%以上。助燃风在油燃烧筒内壁形成气膜保护层，冷却燃烧筒，燃烧火焰温度极高，而油燃烧器筒壁温度却只是常温。
双强油燃烧器燃尽度能达到99%以上，且所有燃油在双强燃烧筒内完成了大部分的燃烧过程，不会有未燃尽的油雾在煤粉燃烧器内与煤粉发生油粉混合爆燃，使得燃烧器阻力过大，造成回火。
2.3 双强燃油及吹扫系统
双强燃油系统使用母管制，燃油母管接自锅炉燃油系统母管的快关阀后面，双强燃油母管配有手动截止阀、压力表、过滤器（一用一备）、流量计、稳压阀等。双强燃油支管配有快关阀、手动截止阀、压力表、过滤器、金属软管等。双强吹扫系统没有使用母管制，吹扫支管接自附近大油枪吹扫管路手动阀前，配有快关阀、手动截止阀、止回阀等。
2.4 双强油配风系统
双强油配风系统采用母管制。双强油配风来源于冷一次风。油配风母管上配有电动调节风门、手动风门、微差压变送器、靠背管等，支管上配有测速孔、波纹管补偿器、手动调节风门等。
2.5 启磨风加热系统
该锅炉燃用烟煤，点火初期启动磨煤机的热风温度为170℃可以满足启磨要求，冷炉启磨所需热风可以通过加装蒸汽换热器的方式来获取。蒸汽换热器安装在A磨入口的热一次风母管旁路上。启动时把主管道上气动插板门关闭，让一次风从旁路通过，正常使用时把换热器进风侧气动插板门关闭，让一次风全部从主管道通过，对正常使用无影响。蒸汽换热器的疏水排放至指定地点。蒸汽加热器供汽管道上设一台电动调节阀和一台电动截止阀，阀门的控制在DCS中实现。
2.6 控制系统
双强点火控制系统主要包括系统保护逻辑、DCS连接、和双强点火程序三部分。
3 双强少油点火技术特点
双强煤粉点火是一种在特定的燃烧器内通过油火焰将煤粉点燃，称之谓煤粉的内燃技术。其关键技术特点是“采用强化燃烧的油燃烧器发出的大于1800℃的高温火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉气流温度升至不同煤种的着火温度，实现不同煤种的点火与燃烧，完成锅炉的调试或点火启动的升温升压过程”。它是针对劣质煤、贫煤、无烟煤着火温度高、着火时间长等特点无法用小能量点火源实现分级点火而开发的新的煤粉点火方式，对煤种具有广泛的适应性，几乎适应于所有煤种。强化燃烧的油燃烧器采用航空发动机强制配风的燃烧技术，具有体积小、热负荷高、燃尽率高（达98%）、火焰温度高（达1800℃）、火焰刚性好抗风能力强等特点。油枪出力可任意调整，可以满足各种煤种的“煤粉内燃技术”的点火热源要求。配置油、煤火焰双重检测，系统运行安全、可靠。双强少油点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，正常运行期间作为主燃烧器使用，不影响锅炉正常运行时空气动力场和组织燃烧。系统自身能耗小、结构简单、现场维护工作量小、运行费用低。
4 双强少油煤粉点火系统的应用
在该机组实际使用中要在点火条件满足后，先投入AB层大油枪，暖炉至炉膛出口烟温大于150℃（注：锅炉启动过程中A磨内有存煤时，磨通风前必须先投入AB层大油枪），然后再投入微油模式，微油点火条件满足，按操作票启动A制粉系统（微油模式）。微油点火模式下，启动A＼B一次风机、任意一台密封风机，投入A制粉系统暖风器，尽可能提高辅助蒸汽压力以提高暖风器加热效果；A制粉系统的一次风暖风器出口风温达150℃时，各角微油点火器点火，点火完成后调整各微油点火器的油压、风量，确保各点火器运行正常、稳定，确认A磨煤机点火条件满足，启动A磨煤机。A制粉系统投入正常后，根据锅炉燃烧情况逐渐退出AB层大油枪。锅炉升温、升压至机组负荷264MW时，微油点火模式切换为正常模式。视燃烧情况，逐支退出微油油枪（退微油枪前确认微油点火模式已切换为正常模式，防止微油模式下A磨跳闸MFT）。
5 结论
随着社会消费的原油资源越来越短缺，不论从节能方面或环境保护方面，大型燃煤电厂必须采用少油点火技术。随着少油点火技术的不断成熟，必定带来可观的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 汪志华，孙萍.微油点火技术及其应用[J].湖北电力，2015，（2）.
[2] 姚文达，李硕，郭秀峰.电站锅炉微油点火技术现状与发展[J].华电技术，2014，（1）.