(广东省粤电集团有限公司珠海发电厂519000)
摘要：本文针对广东省粤电集团有限公司珠海发电厂700MW机组启动过程中锅炉点火后耗费大量燃油的问题，详细介绍了机组进行的燃烧系统相关节能改造，主要包括微油点火技术的原理和主要设备以及运行经验，AB层小油枪和A磨暖风器原理及实际运用情况，证明了这些改造能够满足机组冷态启动和节能要求。
关键字：燃烧系统，节能改造，微油点火，小油枪，暖风器
Abstract:Inthispaper,alargeamountoffueloilisconsumedintheprocessofboilerignitionduringthestart-upof700MWunitofzhuhaipowerplantofGuangdongYudeanGroupCo.Ltd.Thecombustionsystemrelatedenergysavingreformationisintroducedindetail.Itmainlyincludestheprincipleofmicro-oilignitiontechnologyandmainequipmentandoperationexperience.TheprincipleandpracticalapplicationofABlayersmalloilgunandAgroundheater.Itisprovedthatthesemodificationscanmeetthecoldstartandenergysavingrequirementsoftheunit.
Keywords:Combustionsystem,Energysavingreconstruction,Microoilignition,Smalloilgun,Warmwindmachine
1、锅炉及燃烧系统概况
广东省粤电集体有限公司珠海发电厂2台700MW火力发电机组，选用日本三菱重工生产的亚临界压力、辐射再热式、强制循环、平衡通风、四角切圆燃煤汽包锅炉。锅炉燃用煤粉和轻油，煤粉作为正常运行时的燃料，轻油作为锅炉在启动升炉、停炉以及锅炉低负荷期间稳定炉内燃烧用。锅炉采用二级点火方式，即高能点火器直接点燃轻油，轻油来点燃煤粉的点火方式。锅炉在炉膛四角自下而上布置了A、B、C、D、E、F六层摆动式浓稀型低NOX直流煤粉燃烧器，由六组正压直吹式制粉系统直接供煤粉，五组制粉系统运行时可满足锅炉额定负荷，在煤粉燃烧器中间设置了AB、CD、EF三层每层四支共12支蒸汽雾化、平流调风式、y型喷嘴轻油燃烧器，全部轻油燃烧器投运时（燃油量22.13t/h）可满足15%锅炉额定负荷。
2、燃烧系统改造介绍
2.1、煤粉燃烧器改造
由于环保要求越来越严格以及对节能、经济的要求越来越高，2013年两台发电机组分别在大修时进行了煤粉燃烧器改造和A层煤粉燃烧器改为微油点火。原有的PM煤粉燃烧器改造为新型APM煤粉燃烧器，新的燃烧器能使火焰稳定在喷嘴出口一定距离内，使挥发份在富燃料的气氛下快速着火，既保持火焰稳定，又有效降低NOx的生成，延长焦碳的燃烧时间，还具有良好的煤种适应性，改造后烟气NOX含量由550mg/Nm3降低至200mg/Nm3。
2.2、微油点火系统改造
A层煤粉燃烧器微油点火系统改造使用了烟台海融电力技术有限公司自主研发的新型微油点火技术，将锅炉A层4只燃烧器改成兼有微油点火功能的主燃烧器。此微油点火系统主要包括小出力油枪、稳燃器、配风筒、点火装置、可见光火检装置等设备。微油枪出力150～250kg/h（根据煤质情况可调），使用#0轻柴油，取自原轻油管道，助燃风取自一次风机出口冷一次风，雾化、吹扫、火检冷却风用气取自压缩空气系统杂用压缩空气。整套设备主要有以下系统：一、微油点火控制系统，包括了远方、就地控制柜、燃烧器壁温监测系统、一次风速测量系统等，微油点火就地控制柜只能对油角阀、吹扫阀、雾化阀、点火器进行单独开、关或投入、退出的操作，主要用于就地设备的检查与试运，不能顺控启停微油点火；顺控启停微油点火只能切到远方微油模式，在DCS上操作，并且只能对单根油枪进行投退操作。二、图像火检监视系统，用来监视小油枪煤粉燃烧器的火焰燃烧状况，便于运行人员进行燃烧调整。在改造的燃烧器原油火检位置各安装了一个带CCD镜头组的火检探头，引出4路视频信号传送到集控室内的四画面分割器，经处理后送往工业电视，就地设有观察孔，也可直接观察燃烧情况。
燃油经过特殊设计的气化微油枪喷出后扩容完全气化成油气，在油燃烧器内燃烧，利用压缩空气的高速射流加强补充前期燃烧的氧气，助燃风补充后期燃烧所需的氧量，产生中心温度高达1800℃的火焰，火焰喷入煤粉燃烧器内，将通过的浓相煤粉直接点燃，再经浓相煤粉点燃稀相煤粉，这样仅需要微量油即可实现冷炉启动。
由于磨煤机启动时一次风温不能太低，所以锅炉冷态启动时先用大油枪对锅炉进行暖炉，一次风温达到150℃、SCR和空预器进行蒸汽吹灰后，才可以投入微油系统。微油枪投运，确认四个角都点着火后，执行A制粉系统启动操作。
2.3、微油点火系统改造后效益分析
微油系统改造完成后，锅炉冷态启动过程中节约了大量的燃油。
图一
如图一所示：没有进行微油点火系统改造前，锅炉启动过程的燃油消耗量：
1.锅炉点火～锅炉干燥过程：耗油量为8×3.5＝28t；
2.升温、升压～高旁开启过程：耗油量为11×3＝33t；
3.高旁开启～汽机＞600rpm过程：耗油量为15×1＝15t；
4.汽机＞600rpm～发电机并网过程：耗油量为21.5×4＝86t；
5.发电机并网后：耗油量为23×1＝23t（并网后一小时停轻油）。
而在进行了微油点火系统改造后，同样的锅炉启动过程的燃油消耗量：
1.锅炉点火～锅炉干燥过程：耗油量为8×3.5＝28t；
2.升温、升压～高旁开启过程：耗油量为11×0.5＋3×3＝14.5t；
3.高旁开启后过程：耗油量为6×5.5＝33t；
通过对比可以发现，在机组冷态启动的过程中，如果纯轻油模式启动，大概耗油量185t，而微油改造之后启机过程大概耗油量75.5t，省油109.5t，节能成本显然易见。
2.4、进一步节能改造的需要
微油系统投入运行后节能效果显著，但也发现了一些问题。
1.启动初期仍需大油枪进行暖炉，浪费大。
2.一次风温到达150℃后启动A制粉系统时，磨煤机出口温度仍然偏低（低于50℃），煤粉干燥不充分，进入炉膛后不易燃烧，燃烧不充分，磨煤机内部也容易发生堵煤，只能尽量减小给煤量，客观上延迟了机组的启动时间。
3.为了防止尾部烟道发生二次燃烧，三级过热器进口压力达到3.0MPa后，需投运SCR和空预器吹灰器进行连续吹灰，也消耗了大量高品质蒸汽，进一步延迟了启动时间。
2.5、AB层小油枪和A磨暖风器改造
针对以上问题，在后续的机组检修中，两台机组分别进行了进一步改造。
首先：AB层4个角大油枪更换为烟台龙源设计生产的小油枪，单支油枪额定出力减小至600Kg/h，燃油消耗减少三分之二，小油枪仅出力降低，其他都维持不变。
其次：A磨煤机热风截止挡板后热一次风道加装烟台龙源换热设备有限公司生产的暖风器，用辅汽来加热一次风，以此来保证磨煤机出口温度在合适值。辅汽来源于机组辅汽母管（设定温度250℃，压力750KPa），机组启动时由临机或者启动锅炉供汽，同时暖风器辅汽接入空预器吹灰蒸汽管道，在启动初期用辅汽来对空预器进行连续吹灰。锅炉点火前A磨暖风器可先行暖管投入，这样A制粉系统可在点火初期四个微油枪点着火后就进行启动，大大减少了燃油消耗和缩短了锅炉启动时间。
图二
2.6、AB层小油枪和A磨暖风器改造后效益分析
从图二可以看出，经过AB层小油枪改造和A磨暖风器改造后，一次冷态起机过程的燃油消耗量为：
1.A磨煤机启动前AB层小油枪消耗：2.4×1＝2.4t；
2.微油枪启动后至退出微油模式A磨停运：0.4×11＝4.4t；
由此可知整个起机过程仅耗油6.8t，比起改造之前又跨越了一大步。
3、结束语
珠海发电厂的700WM亚临界、四角切圆燃煤汽包锅炉微油技术改造在我厂获得圆满成功，在安全可靠性、节油降耗、设备易维护等方面均取得良好效果，通过对锅炉燃烧系统的节能改造，直接地为我厂的节能降耗、清洁环保工作做出了自己的贡献。
参考文献：
[1]珠海发电厂2X700MW发电机组培训教材锅炉（上）[Z].上海电力学院珠海发电厂合编,2000．
[2]珠海发电厂集控运行规程[Z].珠海发电厂,2017.
[3]珠海发电厂微油点火系统说明书[Z].烟台海融电力技术有限公司，2012.
[4]珠海电厂暖风器系统设计方案[Z].烟台龙源换热设备有限公司,2016.