第30卷第2期黑龍江電力2008年4月小油量氣化煤粉燃燒技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用范云龍' ,汪洪澤”,宮偉”,毛崇鵬(1.黑龍江省火電第一工程公司,黑龍江哈爾濱150090; 2.哈爾濱熱電有限責(zé)任公司,黑龍江哈爾濱150046)摘要: 闡述了小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成，以及小油量氣化煤粉燃燒系統(tǒng)在哈爾濱熱電有限責(zé)任公司工業(yè)試驗(yàn)及應(yīng)用情況。小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒系統(tǒng)性能穩(wěn)定,能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)組冷、熱態(tài)啟動(dòng)及低負(fù)荷穩(wěn)燃,節(jié)油顯著。關(guān)鍵詞:小油量氣化燃燒;煤粉燃燒器;點(diǎn)火啟動(dòng);應(yīng)用中圖分類號(hào): TK16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B文章編號(hào): 1002 - 163(2008)02 -0157 -04Characteristic of pulverized coal combustion technologywith a little oil gasified and its applicationFAN Yunlong' , WANG Hongze2 , CONG Wei? , MAO Chongpeng'(1. Heilongjiang No. 1 Thermal Power Construction Corporntion, Harbin 150090, China;2. Harbin Thermal Power Co. , Ltd, Hurbin 150040, China)Abstract:The paper discussed the principle and the system constitutin of directly igniting pulverized coalcombustion system with a litle oil gasifed and the condition applied to Harbin Thermnal Power Co., Ltd, theactual results shown that the system is steady and can combust steadily in cold and hot state and lower loadcondition, and can grealy save the oil used.Key words:gasified combustion with a lttle oil; burmer of pulveried coal; ignition starting; application電力工業(yè)是燃油消耗的大戶, 1999年我國(guó)火造成小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器。電燃煤機(jī)組約占總裝機(jī)容量的74.8% ,用油量約1小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃233萬(wàn)t,占總用油量的31.9%。鍋爐用油主要是啟動(dòng)點(diǎn)火和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)助燃、穩(wěn)燃用油。燒系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉技術(shù)于2001小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉系統(tǒng)由燃油系年10月在哈爾濱熱電有限責(zé)任公司5號(hào)爐5號(hào)統(tǒng)、小油量氣化油槍煤粉燃燒器、濃稀相煤粉分燃燒器上進(jìn)行了工業(yè)性應(yīng)用試驗(yàn),油槍連續(xù)穩(wěn)定離裝置、壓縮空氣系統(tǒng)高壓風(fēng)系統(tǒng)、電點(diǎn)火裝置、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。2002 年6月將5號(hào)爐2、3.5號(hào)燃燒一次風(fēng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、氣膜冷卻風(fēng)系統(tǒng)以及PLC器改造成小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器，控制系統(tǒng)等組成。先后完成了兩次機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng),6月19日又完成1.1 小油量氣化油槍工作原理了滑停試驗(yàn)。從運(yùn)行工況看，爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定,運(yùn)行小油量氣化油槍的工作原理是將液體燃料直參數(shù)完全滿足機(jī)組啟、停的技術(shù)曲線要求,205接霧化燃燒,在極短的時(shí)間內(nèi)用燃燒產(chǎn)生的熱量Vh鍋爐啟動(dòng)1次用油0.20 t。5號(hào)爐小油量氣化對(duì)燃料進(jìn)行加熱氣化,使小油量氣化油槍在正常燃燒器改造成功后,哈爾濱熱電有限公司利用大燃燒過(guò)程中直接燃燒氣體燃料,從而提高了燃燒小修,先后將1~4號(hào)爐、6號(hào)爐的部分燃燒器改效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性強(qiáng)、呈收稿日期: 20070 -12-07作者簡(jiǎn)介:范云龍(1965 -) ,男,99年畢業(yè)于哈爾濱船舶工程學(xué)院機(jī)械制造工程專業(yè),助理工程師。-157-Vol. 30, No.2Heilongjiang Electric PowerApr. 2008完全透明狀,根部為藍(lán)色高溫火焰,中間及尾部為透明紅色火焰?；鹧鏈囟葹? 500~2000 C,與高溫等離子體極為相似。小油量氣化油槍結(jié)構(gòu)如圖1所示。12181415圖2煤粉燃燒器簡(jiǎn)圄冷卻技術(shù),用稀相一次風(fēng)冷卻一-次燃燒室壁面,用引自送風(fēng)機(jī)出口的壓力風(fēng)冷卻二次燃燒室壁面。18 191617-2工業(yè)性應(yīng)用試驗(yàn)研究1一進(jìn)油管: 2-一儲(chǔ)存器: 3-調(diào)節(jié)閥: 4一機(jī)箱;哈爾濱熱電有限責(zé)任公司有6臺(tái)鍋爐,其中- ;風(fēng)量調(diào)節(jié)閥: 9-二次進(jìn)風(fēng)管: 10-爐口固1.2.3號(hào)爐為230Vh、倉(cāng)儲(chǔ)式、熱風(fēng)送粉、四角切定蓋: 11一通風(fēng)道風(fēng)帽: 14-燃燒室: 15-氣化器: 16- 特接帽:圓煤粉爐,4、5號(hào)爐為205 Vh、倉(cāng)儲(chǔ)式、乏氣送粉、17一儀表: 18- 連接管: 19一噴嘴后墻旋流燃燒器煤粉爐,6號(hào)爐為410 Vh、倉(cāng)儲(chǔ)圖1小油量氣化油槍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖式、熱風(fēng)送粉、四角切圓煤粉爐。試驗(yàn)選擇在5號(hào)由于小油量氣化油槍出力小(20 kg/h) ,燃燒爐上進(jìn)行。5號(hào)爐為HC -410/100 -6型燃油鍋產(chǎn)生的熱量有限,油火焰極易被速度較高的冷-一爐,油改煤后出力為205 Vh煤粉爐，采用鋼球磨次風(fēng)粉吹滅，因此為保持油火焰穩(wěn)定,采用了油火煤機(jī)、中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng),共有6只燃燒器(下焰穩(wěn)定技術(shù)。排布置4只旋流燃燒器,上排布置2只旋流燃燒壓縮空氣的作用是對(duì)燃油進(jìn)行霧化。由于壓器),鍋爐配有4只油槍(上、下排各2只油槍)，縮空氣流速較高,可將燃油擊碎至超細(xì)油滴,易于用于鍋爐啟動(dòng)和低負(fù)荷穩(wěn)燃。完全燃燒。2.1燃燒系統(tǒng)改造方案高壓風(fēng)的作用是為油燃燒提供氧。該改造方案是將小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤1.2小油量 氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器粉燃燒器安裝在5號(hào)爐的2、3、5號(hào)燃燒器上,原小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器由一次一、二次風(fēng)粉系統(tǒng)不變,拆除原有的點(diǎn)火助燃油燃燒室、二次燃燒室、周界二次風(fēng)組成,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)槍,在原燃燒器人口前第-一個(gè)45°彎頭上安裝彎圖見圖2。小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器頭離心分離裝置,將煤粉進(jìn)行濃淡分離。與常規(guī)煤粉燃燒器的主要區(qū)別是煤粉在小油量氣為了防止結(jié)焦,在小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器簡(jiǎn)體內(nèi)被高溫油火焰點(diǎn)燃并燃燒，向爐內(nèi)噴出高溫火焰;煤粉在噴出常123規(guī)煤粉燃燒器后被回流的高溫?zé)煔恻c(diǎn)燃。一次燃燒室的作用:一次風(fēng)粉混合物經(jīng)濃淡分離后,濃相煤粉進(jìn)入一次燃燒室與氣化燃燒生成的高溫火焰混合,析出揮發(fā)分并著火燃燒。二次燃燒室的作用:稀相煤粉進(jìn)入二次燃燒室與濃相著火燃燒的煤粉混合并被點(diǎn)燃,將點(diǎn)燃的煤粉火焰噴人爐膛,火焰長(zhǎng)度可達(dá)5 m。I|周界二次風(fēng)的作用:冷卻二次燃燒室壁面,防56. LJ止燃燒器燒損和結(jié)焦。由于煤粉燃燒在燃燒器簡(jiǎn)體內(nèi)進(jìn)行,燃燒器1-氣化油槍宣: 2蓄熱體; 3-- -次燃繞室: 4- 二次燃燒室:簡(jiǎn)體內(nèi)煙氣溫度為1000C左右,如金屬壁面冷5風(fēng)膜進(jìn)風(fēng)門: 6冷卻風(fēng)管道: 7- -風(fēng)膜間: 8稀相室卻效果不好，容易造成燃燒器超溫?zé)龘p。為了防圈3小油量氣化燃燒器簡(jiǎn)圉止燃燒器發(fā)生燒損現(xiàn)象,在燃燒器上采用了氣膜-158一第30卷第2期黑龍江電力2008年4月煤粉燃燒器簡(jiǎn)壁設(shè)置了三級(jí)風(fēng)膜冷卻,能起到防，燃燒器 的煤粉著火影響較大,- :次風(fēng)速過(guò)高將導(dǎo)結(jié)焦抗燒損作用，同時(shí)補(bǔ)充二次風(fēng)室燃燒氧量。致煤粉著火推遲,燃燒不穩(wěn);一次風(fēng)速偏低則容易風(fēng)膜由空氣預(yù)熱器人口壓力冷風(fēng)提供,風(fēng)量大小造成燃燒器燒損及一次風(fēng)管積粉或堵管。因此，由風(fēng)門控制。點(diǎn)火一次風(fēng)速的合理選擇對(duì)小油量氣化直接點(diǎn)燃2.2 小油量氣化燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成煤粉燃燒器的煤粉穩(wěn)定燃燒至關(guān)重要。根據(jù)試驗(yàn)小油量氣化燃燒器系統(tǒng)由燃油系統(tǒng)、小油氣數(shù)據(jù),鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的一次風(fēng)速應(yīng)為20 ~24化油槍、壓縮空氣、高壓風(fēng)、點(diǎn)火裝置和控制系統(tǒng)m/s。等組成。3.2 煤粉濃度對(duì)煤粉著火特性的影響燃油系統(tǒng)由小油箱、油泵、手動(dòng)閥及電磁閥、煤粉濃度高有利于煤粉點(diǎn)燃著火，但煤粉濃管道等組成。油壓為0.4 ~0.6 MPa,出力為20度太高會(huì)使點(diǎn)火初期氧量補(bǔ)充不足,不完全燃燒kg/h。增加,容易造成一一次風(fēng)管積粉燒損。因此煤粉濃小油量氣化油槍安裝在原油槍?duì)?19管內(nèi)，度的選擇對(duì)保證小油量氣化燃燒器的長(zhǎng)期穩(wěn)定投前端配長(zhǎng)度280mm特制保溫磚,保溫磚內(nèi)有一-運(yùn)至關(guān)重要。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),一次風(fēng)速為23 m/s個(gè)帶錐度圓孔,能夠保證燃油氣化所需熱量及氣的冷態(tài)啟爐過(guò)程,給粉機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在500 r/min化火焰穩(wěn)定。以上。壓縮空氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、手動(dòng)閥、電磁3.3二次風(fēng)對(duì)煤粉著火特性的影響閥、管道等組成。壓縮空氣壓力為0. 25 ~0.3在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期，由于爐膛溫度和一次MPa。高壓風(fēng)系統(tǒng)引自高壓風(fēng)機(jī),壓頭為5000 Pa,. 風(fēng)溫度很低, 提前摻人二次風(fēng)不但起不到助燃作風(fēng)量為3 000 m'/h,二次風(fēng)管采用φ76 x3鋼管。用,而且降低了火焰溫度,使燃燒不穩(wěn)定。因此，點(diǎn)火裝置采用高壓自動(dòng)點(diǎn)火裝置,直接點(diǎn)燃在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期,為了保持煤粉燃燒穩(wěn)定性,燃油。必須將二次風(fēng)全關(guān)。在鍋爐點(diǎn)火30 ~45 min后,為了提高煤粉燃燒的經(jīng)濟(jì)性,可逐漸開大二次風(fēng)2.3監(jiān)測(cè)與控 制系統(tǒng)控制系統(tǒng)與FSSS聯(lián)接,實(shí)現(xiàn)燃油速斷功能。擋板開度,二次風(fēng)擋板開度由20%開大到80%。該控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門子公司ST- 200系列可4冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中鍋爐升溫升壓曲.編程控制器( PLC)作為監(jiān)控核心，用中達(dá)-斯米線測(cè)試克公司的HITECH系列觸摸屏作為人機(jī)界面,兩者之間由通訊口( RS485)交換數(shù)據(jù),在觸摸屏上5號(hào)鍋爐在2、3、5號(hào)小油量氣化直接點(diǎn)燃煤顯示采集的數(shù)據(jù),發(fā)出控制命令。監(jiān)測(cè)與控制系粉燃燒器改造完成后,于2002年6月11日和6統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)過(guò)程的啟、停,以及過(guò)程參數(shù)(壓力、溫月19日進(jìn)行了兩次冷態(tài)啟動(dòng)。度、風(fēng)速等)采集與監(jiān)測(cè)、安全保護(hù)與聯(lián)鎖,確保第- -次冷態(tài)啟動(dòng):6月11日14時(shí)投入2、3、5系統(tǒng)安全,并能夠記錄過(guò)程參數(shù)。為了保證點(diǎn)火號(hào)小油量氣化油槍;14時(shí)10分投人2號(hào)給粉機(jī),過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行,防止送粉- -次風(fēng)速過(guò)高、著火不鍋爐開始升溫升壓;14時(shí)40分投入3號(hào)給粉機(jī)。穩(wěn)定及送粉-次風(fēng)速過(guò)低造成堵粉,在2、3號(hào)噴17時(shí)45分,汽溫升至408C汽壓升至3.15MPa燃器對(duì)應(yīng)的一次風(fēng)管上安裝風(fēng)速在線測(cè)量系統(tǒng)，時(shí),由于省煤器出口溫度插座泄漏必須停爐處理，因此停止2、3號(hào)給粉機(jī)運(yùn)行，停爐降壓處理實(shí)時(shí)測(cè)量- -次風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速。為了在點(diǎn)火過(guò)程或低負(fù)荷穩(wěn)燃期間,監(jiān)測(cè)點(diǎn)缺陷。第二次冷態(tài)啟動(dòng):6月19日9時(shí)投入2.3號(hào)火燃燒器壁面溫度變化,在燃燒器壁面安裝了4小油量氣化油槍,9時(shí)7分投入2號(hào)給粉機(jī)運(yùn)行，個(gè)壁溫測(cè)點(diǎn),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)--、二次燃燒室壁面溫度，鍋爐開始升溫升壓,9時(shí)30分投人3號(hào)給粉機(jī)運(yùn)及時(shí)調(diào)整氣膜冷卻風(fēng)量,防止燒損燃燒器。行,11時(shí)汽機(jī)開始沖轉(zhuǎn)暖機(jī),11時(shí)43分汽機(jī)定速3鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題并列帶負(fù)荷,13時(shí)40分鍋爐停油全燒煤粉。6月11日鍋爐啟動(dòng)的鍋爐升溫、升壓曲線見3.1一次風(fēng)速對(duì)煤粉著 火特性的影響一次風(fēng)速的高低對(duì)小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉圖4、圖5。一159一Vol. 30,No. 2Heilongjiang Electric PowerApr. 2008500各臺(tái)爐上應(yīng)用,主要是解決冷爐啟動(dòng)時(shí)的煤粉來(lái)ρ 400~源問(wèn)題。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有熱風(fēng)不能制粉,粉300倉(cāng)中沒(méi)有煤粉,1 ~3號(hào)爐有輸粉機(jī),6號(hào)爐兩套制200粉系統(tǒng)之間有輸粉機(jī),和其它爐之間沒(méi)有輸粉機(jī)。1~3爐帶廠用電,常年保證有兩臺(tái)爐運(yùn)行,因此第三臺(tái)爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)可以從其它爐輸粉。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)聞/min分析,在6號(hào)爐甲制粉系統(tǒng)和5號(hào)爐乙制粉系統(tǒng)圖45 號(hào)鍋爐升溫曲線之間架設(shè)輸粉機(jī),在1臺(tái)100 MW機(jī)組運(yùn)行時(shí)啟。動(dòng)另一臺(tái)機(jī)組,可從鄰爐輸粉。6.2油系統(tǒng)的改造在5號(hào)爐試驗(yàn)時(shí),采用油箱、油泵向小油量氣B3化油槍供油,由于現(xiàn)場(chǎng)溫度高，油箱內(nèi)存放柴油不符合防火規(guī)定，每次啟爐向小油箱內(nèi)注油也不方0255075100125150175200225便,因此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)原有油系統(tǒng)進(jìn)行了改造,利用回油時(shí)間/min管道作為小油量氣化系統(tǒng)的供油管道。油系統(tǒng)的;供回油從1號(hào)爐至6號(hào)爐,在6號(hào)爐回油管道上圈55 號(hào)鍋爐升壓曲線加人1個(gè)調(diào)節(jié)門,關(guān)小調(diào)節(jié)門,將回油管道壓力降從2次鍋爐升溫升壓試驗(yàn)看出,鍋爐升溫升到0.6 MPa,能滿足1 ~6號(hào)爐使用小油量氣化系壓速度能夠滿足鍋爐啟動(dòng)的需要。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)統(tǒng),解決了小油泵和現(xiàn)場(chǎng)放置油箱防火的問(wèn)題。至并列消耗的輕柴油量為200 kg,每次啟動(dòng)可節(jié)消除了小油泵跳閘和油箱油位調(diào)整的問(wèn)題，大油約大量燃油。，槍和小油量點(diǎn)火系統(tǒng)同時(shí)備用,操作便捷,迅速，5與使用常規(guī)油槍的經(jīng)濟(jì)性和安全回油系統(tǒng)可同時(shí)滿足多臺(tái)爐啟爐使用。7結(jié)束語(yǔ)性對(duì)比分析小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器在5號(hào)鍋爐哈爾濱熱電有限責(zé)任公司在1 ~6號(hào)爐應(yīng)用上每次啟動(dòng)可節(jié)約柴油7~8 t。在試驗(yàn)期間,利推廣小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器得出如用小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器啟動(dòng)機(jī)組與使下結(jié)論:用油槍相比,爐膛火焰明亮，能見度較高,燃燒比a.能夠直接點(diǎn)燃煤粉,燃燒穩(wěn)定,燃燒器不結(jié)較完全,未發(fā)現(xiàn)鍋爐尾部出現(xiàn)二次燃燒、煙溫升焦、不燒損,達(dá)到鍋爐少油啟動(dòng)的目的。高爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)的滅火現(xiàn)象。主汽溫升平穩(wěn),受.b.小油量氣化油槍的出力為18 ~20 kg/h,每熱面壁溫未出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，啟動(dòng)時(shí)間與燃油基本次啟動(dòng)耗油僅為200 kg。一致。c.在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中,點(diǎn)火- -次風(fēng)速為 .另外,采用油槍啟動(dòng)鍋爐時(shí),為防止未完全燃20 ~ 24 m/s,煤粉燃燒穩(wěn)定,火焰明亮。燒油滴污染除塵器電極,除塵器只能在撒掉油槍d.完全能夠使鍋爐在冷態(tài)下啟動(dòng)并列,啟動(dòng)后投運(yùn),這樣啟動(dòng)期間大量的較黑粉塵未經(jīng)處理時(shí)間與用常規(guī)油槍的相同。排入大氣,造成環(huán)境污染。采用小油量氣化直接e.在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行工況下,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組點(diǎn)燃煤粉燃燒器時(shí),鍋爐在開始啟動(dòng)時(shí)即可投入少油穩(wěn)燃運(yùn)行。電除塵器,大大減少了粉塵的排放。f.鍋爐在開始啟動(dòng)時(shí)就可以投入電除塵器，大大減少了粉塵排放。6應(yīng)用時(shí)對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行的改造6.1煤粉來(lái)源(編輯侯世賽)小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器技術(shù)在一160-