0引言
    隨著我國社會經濟的快速發展，電力工業的發展更是迅猛。到2005年底，裝機容量已超過5億kW，其中火電占全國裝機容量的75. 6%。機組的啟、停及低負荷穩燃需消耗大量的石油資源，年耗油量達到1 322萬t，其中鍋爐點火啟動及穩燃用油約600萬t。到2007年，隨著新機組的陸續投運，點火及穩燃用油將達到1 000多萬t；到2020年，我國燃煤發電機組裝機容量將達到10億kW。燃油消耗的激增將對我國能源安全造成日益嚴重的影響。因此，控制鍋爐燃油消耗已成為當前我國火電機組的當務之急，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
    隨著我國對石油需求的加劇，發電企業的燃料成本增加，節約燃料用油的工作日顯重要。節油重點由低負荷穩燃過程轉向鍋爐點火與停爐過程（發電廠鍋爐啟、停時耗油占60%，低負荷穩燃耗油占40%）。在這種背景下，傳統的大油槍點火方式已不能適應日益緊張的石油資源供應形勢，等離子點火、高溫空氣無油點火及小油槍點火技術等各種無油或少油點火穩燃節油技術不斷涌現。其中等離子點火技術應用較為廣泛，它不僅可以實現煤粉鍋爐無油點火和低負荷穩燃，節省燃油資源，而且對于配有靜電除塵器的機組，點火期間就可投運電除塵器，具有良好的環保效益。但等離子點火裝置的投資成本和運行費用都比較高，而且系統運行維護復雜。
    氣化小油槍點火穩燃技術是北京國電清方科技發展有限公司自主開發的專利技術，是在百余臺小油槍煤粉直燃式燃燒器成功應用的基礎上開發的新型燃燒技術，已在300 MW及以下機組的燃煤鍋爐上得到應用。其設備投資成本約為等離子技術的1/3，運行每臺爐每只氣化小油槍每小時油耗可控制在20 kg/h以內。另外，由于點火初期油燃燒完全，對靜電除塵器的極板無粘污，不用解列靜電除塵器，大大減少了粉塵排放量。因此，氣化小油槍點火穩燃技術作為一種應用于電站鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃的新節油技術，具有良好的經濟效益和社會效益。
1、氣化小油槍點火穩燃技術的基本原理
    氣化小油槍點火穩燃系統主要由燃油系統、壓縮空氣系統、高壓風系統及氣化小油槍等組成，其典型系統構成如圖l所示。控制系統采取就地手動控制和遠方操作，就地保護、信號與DCS進行了接口j輔助系統由燃燒器壁溫監測、圖像火焰監測、二次風等系統構成。
1.1氣化小油槍燃燒器的工作原理
    利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細油滴進行燃燒，同時用燃燒產生的熱量對燃料進行初期加熱、擴容、后期加熱，在極短的時間內完成油滴的蒸發氣化，使油槍在正常的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，其傳播速度極快，超過聲速，中心溫度高達1500 -2 000℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內進行直接點燃煤粉燃燒，從而實現電站鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃。壓縮空氣主要用于點火時實現燃油霧化、正常燃燒時加速燃油氣化及補充前期燃燒需要的氧量，高壓風主要用于補充后期加速燃燒所需要的氧量。
1.2氣化小油槍直接點燃煤粉工作原理
    氣化小油槍燃燒形成的高溫火焰使進入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發份迅速著火燃燒，然后由已著火的濃相煤粉在二次室內與稀相煤粉混合并點燃，實現了煤粉的分級燃燒，能量逐級放大，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需要的引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩燃的需求。周界冷卻二次風主要用于保護噴口安全，防止結焦燒損及補充后期燃燒所需氧量。
1.3氣化小油槍投油穩燃工作原理
    采用濃淡燃燒方式已經使煤粉在著火區域形成了高濃度、高溫度、少空氣、易著火的有利條件。投入小油槍后，輕油的烴類揮發使得煤粉著火區域的揮發份濃度和還原性氣氛有了顯著提高，著火熱降低，火焰傳播速度加快，更有利于著火和穩燃。小油槍投入以后，大大改善了煤粉的著火條件，使得每支直流燃燒器形成了各自獨立的燃燒小中心，同層燃燒組織此時具有了臨角互穩和單角自穩的雙重穩燃條件，二者疊加將大大提高穩燃效果。
    煤粉中的揮發份在較低的截面熱負荷下易造成析出不穩定，使得著火初期發生脈動性燃燒，隨著時間的延續，使燃燒惡化。小油槍的投入，為煤粉燃燒提供了較為穩定、充足的可燃氣體，消除了燃燒脈動現象。在更低負荷需要投油穩燃時，通過氣化小油槍的燃燒熱以提供煤粉著火區所需的局部高溫、高熱源著火條件，并且遏制煤粉著火隨負荷降低而產生的波動，保證了煤粉出口的著火穩燃要求，形成一種穩定的熱源，從而實現整個爐膛煤粉穩燃要求的良性燃燒循環。
2、田家庵發電廠1025t/h鍋爐設備及系統
2.1鍋爐概況
    中國大唐集團淮南田家庵發電廠的5號鍋爐是由上海鍋爐廠設計、制造的sc-1025/18.3 - M837型控制循環煤粉爐。該鍋爐投產于1996年12月，設計燃用煙煤，制粉方式為4臺低速球磨機、中間儲倉、乏氣輸粉，燃燒器采用從美國CE燃燒工程公司引進并經改進的一、二次風間隔布置的WR型直流擺動水平濃淡型煤粉燃燒器，四角布置，同心反切。
2.2煤質分析
    田家庵發電廠的5號鍋爐設計煤種和校核煤種的煤質分析如表l所示。
3、氣化小油槍點火穩燃裝置的應用
    為大量節約300 MW機組鍋爐啟動和低負荷穩燃用油，中國大唐集團公司安生部以田家庵發電廠5號鍋爐為試點，于2005年4月17日至5月3日在該爐進行計劃小慘時，將下第一層4只煤粉燃燒器拆除，改裝成裝有氣化小油槍直接點燃煤粉的氣膜式煤粉燃燒器及其裝置。該裝置包括A層內風膜式主燃燒器、氣化小油槍、火焰燃燒筒、氣化小油槍油系統、氣化小油槍壓縮空氣系統、高壓助燃風系統、控制系統、圖象火焰監測等。對該系統的全部改造工作在10天內完成。
    氣化小油槍直接點燃煤粉的氣膜式煤粉燃燒器及其裝置為一獨立的氣化小油槍直接點燃煤粉的點火系統，其控制系統及火檢與該爐原主控系統無交叉的相關聯系，目前該裝置的操作控制為A層燃燒器平臺就地。
3.1氣化小油槍煤粉燃燒器主要設計技術規范
    (1)氣化小油槍。油壓：0.5 -0. 65 MPa；單只油槍出力：50 - 60 kg/h；壓縮空氣壓力：0.5 -0. 65 MPa；壓縮空氣流量：0.9Nm3/min左右；油槍高壓風壓力：>4 000 Pa左右；油槍高壓風流量：1000 m3/h左右；氣化小油槍燃燒火焰中心溫度：1 500 -2 000℃；火焰顏色：蘭色透明；點火投粉要求一次風風速：20 - 24 m/s；可點燃煤粉量4-8Uh；一次風風溫：≥送風溫度。
    (2)內風膜式燃燒器。燃燒器熱功率：與改進前相同；濃淡煤粉析出方式：與改進前相同；內風膜：原周界風變為內風膜風。
3.2改造后機組的調試、運行情況
3.2.1氣化小油檢鍋爐冷態點火
    2005年5月3日21: 30氣化小油槍點火系統安裝、調試完畢，鍋爐開始冷態點火，點燃的第1只小油槍是3號小油槍。3號氣化油槍點燃、著火正常后即投入給粉機運行，給粉機轉速大約為120r/min，一次風風速為27m/s，肉眼觀察到開始時粉量很小，燃燒器著火有火星，無明顯未著火煤粉，隨著粉量正常，煤粉著火迅速，爐膛燃燒基本穩定。
    2005年5月29日20: 00第2次冷態點火啟動，將周界風風門關閉，一次風風速維持在20 m/s，按順序點燃1-4號氣化小油槍，小油槍的火焰發藍，著火迅速，燃燒反應劇烈。投運下層1號給粉機，給粉逐漸正常，轉速調整至250r/min，煤粉著火迅速，燃盡率較高；繼續投運其余3臺給粉機，燃燒基本正常，隨著4角的全部投入，爐內溫度升高，火焰越發明亮，燃燒無異常，升溫升壓滿足規程要求。升溫升壓采甩控制給粉機轉速的方法實現，2.5 h后即22: 30分投運鄰層給粉機，此時下層給粉機轉速大約為350 r/min，投運后燃燒未出現惡化，爐膛負壓正常，完全能滿足鍋爐升溫升壓需求，直到次日凌晨5:20氣化小油槍全部撤出，機組斷油，運行期間油槍及其系統運行可靠。
3.2.2氣化小油槍做鍋爐低負荷穩燃
    2005年5月5日23: 00，機組負荷150WM，開始投油穩燃試驗，一次風風速為24m/s，給扮機轉速為360 r/min，氣化小油槍供油壓力為0.45 MPa，投入1、3號氣化小油槍，鍋爐負壓穩定無異常波動，噴口燃燒穩定無結焦現象，燃燒器壁溫不超過400℃，穩定運行1h無異常，24: 00試驗結束。試驗表明，機組在低負荷燃燒不穩時可投用氣化小油槍來穩燃，能滿足穩燃要求。
3.2.3氣化小油槍停爐中使用
    2006年1月15日22: 00，鍋爐停機小修，A、B原煤倉燒空，C、D煤粉倉燒空，汽機滑降缸溫，電氣作廠用電切投試驗等，至次日1：00機組解列，利用氣化小油槍將機組負荷滑至46 MW，一切正常。該機組小修后．1月29日調試啟動時使用氣化小油槍正常。
3.3經濟效益分析
    根據田家庵發電廠5號鍋爐安裝后使用的情況，300 MW機組低負荷穩燃及停機中使用的燃油比機械霧化的大油槍可節油90%以上，鍋爐冷態起動的比大油槍可節油70%以上，大大的節約了鍋爐燃油。
    一臺300 MW機組按年平均啟停2次和低負荷穩燃等年用油量300 t計算，采用該技術可節油200 t以上，折合人民幣近百萬元，不到2年可收回投資。
4、結論
    氣化小油槍點火穩燃技術在電站大型鍋爐上作為一種鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃的新型節油技術進行應用，可實現鍋爐的穩定燃燒和高節油率，具有顯著的經濟效益和社會效益。
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