#7炉气化小油枪运行操作指导79资料.docx

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#7炉气化小油枪运行操作指导79资料

华电邹县发电有限公司

#7炉气化小油枪运行操作指导

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二○一三年一月九日

#7炉气化小油枪运行操作指导

一、原理介绍

（一）气化小油枪原理

气化小油枪燃烧器的工作原理是：

先利用压缩空气的高速射流将燃料油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容及后期加热，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，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。

气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度高达1500～2000℃，可作为高温火核在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉，从而实现电站锅炉启动、停止以及低负荷稳燃。

压缩空气主要用于点火时实现燃油雾化、正常燃烧时加速燃油气化及补充前期燃烧需要的氧量；高压风主要用于补充后期加速燃烧所需的氧量。

（二）直接点燃煤粉工作原理

油枪喷出的燃油燃烧形成的高温火焰，使进入一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高、破裂粉碎，并释放出大量的挥发分迅速着火燃烧，然后由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，实现了煤粉的分级燃烧，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。

周界冷却二次风主要用于保护喷口安全，防止结焦烧损及补充后期燃烧所需氧量。

（三）投油稳燃工作原理

采用浓淡燃烧方式已经使煤粉在着火区域形成了高浓度、高温度、少空气、易着火的有利条件。

投入小油枪后，轻油的烃类挥发使得煤粉着火区域的挥发分浓度和还原性气氛有了显著提高，着火热降低，火焰传播速度加快，其有利于着火和稳燃是显而易见的。

小油枪投入之后，大大改善了煤粉的着火条件，使得每支直流燃烧器形成了个自独立的燃烧小中心，同层燃烧组织此时具有了邻角互稳和单角自稳的双重稳燃条件，二者叠加将大大提高稳燃效果。

煤粉中的挥发分在较低的截面热负荷下易造成析出不稳定，使得着火初期发生脉动性燃烧，随时间的延续，燃烧恶化。

小油枪的投入，为煤粉燃烧提供了较为稳定、充足的可燃气体，燃烧脉动就会消失。

在更低负荷需投油稳燃时，通过气化小油枪的燃烧热，以提供煤粉着火区所需的局部高温、高热源着火条件，并且遏制了煤粉着火随负荷降低而产生的波动（相当于一个稳定热源阻尼），保证了煤粉出口的着火稳燃要求，形成一种稳定的着火热源，从而实现整个炉膛煤粉稳燃要求的良性燃烧循环。

二、系统介绍

本次小修，将#7炉B、D磨煤机所对应的16只煤粉燃烧器改造为气化小油枪点火及稳燃装置。

本系统包括燃烧器系统、油系统、压缩空气系统、高压助燃风系统、启磨加热系统、热控系统、火检及壁温监测系统等。

（一）系统接口简介

1.燃烧器接口

将小油枪燃烧筒轴向置于原大油枪的中心套筒内，小油枪燃烧筒前端安装小油枪的浓淡燃烧器。

2.燃油接口

小油枪油管路接自供、回油管路之间，并提供引接后的所有成套过滤稳压设备。

3.压缩空气接口

小油枪压缩空气管路自压缩空气母管引接，并提供引接后的所有成套稳压设备。

4.助燃风接口

小油枪的高压助燃风系统自一次风机的冷风出口主管道引接。

5.火检冷却风接口

取自就地原火检冷却风系统。

6.暖风器系统接口

蒸汽暖风器加热:

在B、D磨煤机一次热风管道入口处加旁路布置。

7.控制系统接口

DCS+就地控制柜控制方式。

（二）气化小油枪点火及稳燃系统说明

#7炉最下层前、后墙16只燃烧器改为气化小油枪点火系统，所涉及到的机械、电气、热工控制等范围。

1.煤粉燃烧器系统

在原有部分锅炉燃烧器上配套安装气化小油枪点火装置，共16套，分别安装在锅炉前、后墙最下排对应的16只燃烧器上。

把气化小油枪点火燃烧器布置在原煤粉燃烧器一次风室内，即将原有的大油枪浓缩装置拆除，把气化小油枪及油燃烧筒从弯头处轴向安装在燃烧器上，小油枪的浓缩燃烧装置安装于燃烧筒的前端。

小油枪自身的对煤粉的浓淡分离及浓缩装置，可使小油枪直接点燃浓煤粉，实现分级燃烧、逐级放大；采用先进的内风膜冷却技术，可保证燃烧器不会超温。

气化小油枪点火燃烧器的设计内容主要包括：

气化小油枪点火装置、一级燃烧室、二级燃烧室、燃烧器接口设置。

燃烧器改造型式如下：

原燃烧器结构图

改造后小油枪点火燃烧器结构示意图

此燃烧器为内浓外淡式分级燃烧式燃烧器，加装一级燃烧室，共分为二级燃烧。

经燃烧器前端的浓缩钝体浓缩后的煤粉在一级燃烧室经油燃烧器点燃，为一级燃烧；在二级燃烧室内，被点燃的煤粉和油燃烧器火焰成为高温点火火源，点燃一级燃烧室内未被点燃的煤粉和周界淡粉，为第二级燃烧。

在这两级放大燃烧中，煤粉燃烧所需点火热的来源不只是来自油燃烧器，同时还来自部分煤粉燃烧所释放出来的热量。

基本要求

1）气化小油枪点火燃烧器性能和要求与主燃烧器一致，不会对锅炉性能造成影响。

气化小油枪点火燃烧器布置在前后墙最下一层。

2）气化小油枪点火煤粉燃烧器的各项外形尺寸需与锅炉原有的煤粉燃烧器接口尺寸一致，可将小油枪燃烧器从后部就位和拉出。

3）燃烧器本体的材质选用耐热钢，性能不低于主燃烧器，在其局部关键部位安装有热电偶，供运行人员监视燃烧器的运行情况，防止燃烧器超温、结焦。

4）气化小油枪点火系统可以在锅炉冷态启动条件下配合磨煤机完成制粉，具备冷态小油枪点火启动、带负荷的能力，满足机组启动曲线的要求。

5）气化小油枪点火燃烧器在锅炉达到不投油负荷后，可以作为普通主燃烧器正常使用，不会造成锅炉受热面超温、燃烧器结渣等影响锅炉安全运行的问题，同时，不会改变锅炉燃烧性能，不降低锅炉的燃烧效率。

6）气化小油枪点火燃烧器应充分考虑在作为主燃烧器使用时的耐磨损、耐烧损问题。

燃烧器结构合理，检修方便，燃烧器喷口寿命保证大于一个大修期。

煤粉燃烧器壁温≤450℃，耐温>1200℃。

7）气化小油枪点火燃烧器在锅炉启动过程中可将通过燃烧器的煤粉直接点燃。

气化小油枪点火燃烧器出力满足机组升温、升压的要求，不会造成锅炉再热器的超温。

8）气化小油枪点火系统可以在锅炉低负荷运行时投入使用，起到稳定燃烧的作用；能适应电厂设计及校核煤质的燃烧要求，并且在煤质可燃基挥发份发生一定范围（－10%）内波动时仍能稳定燃烧。

9）正常运行中不会因小油枪燃烧器的原因造成锅炉受热面超温、燃烧器结渣、锅炉效率降低等问题。

2.炉前油系统

主要组成：

截止阀、过滤稳压装置、自清洗过滤器、气动球阀、手动球阀、针型阀、表阀、金属软管、不锈钢管路。

将自清洗过滤器置于供、回油管路之间，过滤干净的燃油接入小油枪的过滤稳压装置中，气化小油枪油压设计0.5—0.8MPa，管路直径φ22，能满足气化小油枪系统用油要求。

系统图如下：

1）油管路接于供回油管路之间，提供引接后的所有成套设备，系统简单、可靠，所有管道和设备严密不漏油。

2）油管路上安装自清洗过滤器和并列双台过滤器，双重过滤保证油质的清洁，设置蓄能稳压装置，稳定油压，使油枪不堵塞并稳定燃烧。

3）在蓄能稳压罐不同高度处装有低液位、高液位和高高报警液位三支液位开关，这三个液位开关和油管路上的两个气动球阀形成连锁开关保护控制。

在正常工作状态下，进油保护阀处于常开状态。

当罐内燃油液位到达低液位时，进油控制阀迅速开启，燃油进入罐内；当罐内燃油液位到达高液位时，进油控制阀迅速关闭，切断来油。

当发生异常情况液位超过高液位达到高高报警液位时，进油控制阀、进油保护阀则迅速关闭。

另外，在每个小油枪油路前又设有1个气动球阀来控制油的流动，确保油系统安全可靠。

4）采用该稳压装置后，能有效保证油压稳定在0.5-0.6Mpa之间，到达每只气化小油枪的油压为0.3-0.5Mpa之间，有效的保障了少油点火系统的正常使用。

蓄能稳压装置能通过逻辑控制自动进行油气管路和气化小油枪吹扫。

另外，蓄能稳压装置能够利用压缩空气的反吹完成该装置及滤油器的油污排放。

5）双重并联油过滤器，具有杂质离心分离功能，长期运行过滤器不会堵塞；自清洗过滤器通过供油回油管路的循环动力自动清洗过滤出的杂质，具有免维护的功能。

6）液位开关、气动阀开关反馈等信号均进入DCS，油系统的运行与控制符合FSSS系统要求。

7）油枪的结构简单便于拆卸，能够快速清理油枪及更换配件。

8）油枪的启动迅速，当锅炉燃烧不稳需投油时，应能迅速投入。

9）油枪在停止使用时不会出现油枪内积油碳化堵塞油枪现象。

10）燃油系统隔断阀采用气动球阀、并安装手动截止阀，与油枪连接用金属软管。

3.压缩空气系统

压缩空气的作用是在油枪的混合腔体内做功，将燃油击碎雾化成超细油雾颗粒，同时提供油枪初期燃烧所需的氧量。

压缩空气自压缩空气母管引接，经过滤净化装置后进入蓄能稳压罐参与油压的稳定，然后通至各角的小油枪处。

系统由手动阀门、气动球阀、过滤减压装置、逆止阀、调压阀及

管道组成。

见后面附图。

4.高压风系统

助燃风系统设计用来为气化小油枪提供后期充分燃烧的氧量，为气化小油枪及油燃烧室提供冷却风以及在小油枪系统停运时保持油燃烧室的清洁，防止煤粉进入管道内污染油枪及火检。

助燃风母管（Φ273*4）从一次风机出口的冷风管引出，分别通过支管（Φ89×3）送到各燃烧器附近，并通过金属软管与油燃烧筒相连，助燃风支管上各装配一个手动蝶阀，用于调节各支管风量。

各支管上都安装有一压力表，可观察各支管的风压大小。

小油枪高压风出口压力大于2Kpa,每支燃烧器风量约400m3/h。

5.冷炉启磨风加热系统（蒸汽换热器加热空气系统）

直吹式制粉系统的锅炉在安装气化小油枪点火装置时所要解决的首要问题就是煤粉的来源问题。

采用本炉制粉，其系统简单、运行方便，关键是解决制粉用热风的来源问题。

热风的来源采取以蒸汽为热源自制热风，在锅炉冷态启动时，磨煤机入口风温满足磨煤机干燥出力的要求。

冷炉制粉所需暖风器，布置在B、D磨煤机一次热风母管旁路上，蒸汽加热器蒸汽来源于辅汽联箱（0.8～1.3MPa，300℃），蒸汽加热器疏水至疏水扩容器。

供汽母管上安装调节阀门，可调节蒸汽流量。

经暖风器加热后的空气需满足磨煤机冷态启动温度的要求，其阻力不影响该磨的正常运行。

6.控制系统

气化小油枪控制系统基本原理是通过采集现场开关量信号和模拟量信号控制各路电（气）动阀、电磁阀、点火器等按照工作流程要求实现点火操作。

现场每4只油枪使用一个控制柜，所有信号接入DCS系统，控制方式为就地控制+DCS远控，有完善的控制系统保证系统的安全运行。

气化小油枪点火燃烧器逻辑受机组DCS逻辑控制。

（1）小油枪点火系统启动允许条件

●无MFT。

●无OFT。

●锅炉吹扫完毕。

●任意一台一次风机启动且母管一次风压力大于4kPa。

（2）单支小油枪远控启动条件

●小油枪点火系统启动条件满足。

●小油枪控制在远控位。

●每支小油枪对应的磨煤机出口的挡板门全开。

●小油枪有火信号取非。

●无小油枪跳闸信号。

（3）小油枪启动逻辑

●发出小油枪启动指令后，开启对应角的点火器、油阀，延时1秒开气阀，点火器打火15秒后停止。

●当火检检测到有火信号，油阀、气阀保持开启状态，小油枪启动成功。

●点火器打火15秒后火检检测不到有火信号，则关闭油阀、点火器，延时15秒关闭气阀，小油枪启动失败。

（4）小油枪运行逻辑

小油枪启动成功后，如果火检信号消失，延时5秒小油枪跳闸，并发出小油枪退出报警信号。

（5）小油枪跳闸条件

●MFT动作。

●OFT跳闸。

●供油母管压力低低且小油枪油阀未关到位。

●小油枪油阀未关到位且油火检信号失去。

●火检冷却风母管压力不正常。

●火检卡故障。

●小油枪退出报警。

（6）小油枪停止逻辑

发出油枪停止指令后，关闭油阀，延时15秒关闭气阀，MFT时直接关闭气阀，不延时。

（7）总油阀控制逻辑

蓄能稳压装置三个液位开关输出三个报警信号，分别是液位高高报警、高报警、低报警，在DCS画面上显示；液位、压力联锁由DCS逻辑实现，液位高报警同时联锁关闭#2总油阀，液位高高报警同时联锁关闭#1、#2总油阀，液位低报警同时联锁开#1、#2总油阀。

●小油枪系统#1总油阀、#2总油阀联锁控制回路由DCS实现，远方只允许手动操作关。

●减压储能罐压力保护逻辑：

当减压储能罐压力超过1MPa时，延时2秒关闭#1、#2总油阀，同时发出减压储能罐超压报警信号。

（8）气化小油枪投用设两种模式：

“冷态点火模式”和“助燃模式”，锅炉启动时采用“冷态点火模式”，机组正常运行中采用“助燃模式”。

在B\D层油枪流程图中做一操作按钮画面，冷态启动时需点击“冷态点火模式”按钮，锅炉启动过程中，当负荷高于300MW，自动将气化小油枪运行模式由“冷态点火模式”切换至“助燃模式”，同时闭锁投入“冷态点火模式”，当负荷低于300MW时，可手动操作在“冷态点火模式”和“助燃模式”间切换。

●“冷态点火模式”：

当气化小油枪火检检测无火时，延时5秒，关闭对应的油阀、延时15秒关闭雾化空气气阀；当气化小油枪启动完成后火检检测无火且对应的煤火检检测无火，同时对应的任一给煤机运行时，关闭对应的BSOD。

●“助燃模式”：

当气化小油枪火检检测无火时，延时5秒，关闭对应的油阀，延时15秒关闭对应的雾化空气气阀。

（9）锅炉MFT时（包括MFT继电器硬接线和逻辑输出信号），切断所有燃料，包括气化小油枪所有油阀、雾化空气气阀和点火器。

（10）原大油枪顺控、层启逻辑取消，磨煤机顺控中原大油枪逻辑取消，火检信号所有逻辑保持不变。

（11）小油枪控制系统对设备进行控制的方式有两种：

本地和远控，在就地控制柜上通过转换开关可实现本地、远控方式的转换。

在就地控制方式下，可以手动启动点火器、油阀、气阀，手动停止油阀、气阀，点火器在时间继电器的控制之下，在完成点火任务后，可自行退出。

8.火检系统

保留原有大油枪火检，在点火燃烧筒的内部安装一个光纤传输的可见光火检探头，经过放大器后输出ON/OFF信号至FSSS参与锅炉保护。

火检探头所需的冷却风量（8×1.5m3/min）由原火检冷却风系统供风，火检探头在单个燃烧器失火焰时提供开关量输出。

9.壁温监测系统

每只气化小油枪燃烧器设有独立的燃烧器壁温监测系统，测温元件采用双支K分度热电偶，所有热偶测点均为带耐磨保护套管且可以拆卸，所有信号能够接入DCS系统。

实时监测燃烧器壁面温度，不发

生燃烧器超温烧损情况，测点布置在燃烧器喷口外壁处，温度信号接入DCS系统。

10.高能点火器

点火器采用锅炉高能点火装置，电容储能放电形式，具有能量大、效率高、抗污染能力强及安装操作简便等特点。

技术参数：

输出电压DC2500V

火花频率20次/S

储能10J

工作电流3A

输入电压AC220V，2A，+10%，-15%

点火次数10～15万次

三、性能指标

小油枪出力：

80～200kg/h（可调）。

压缩空气压力：

>0.4MPa。

压缩空气流量：

<0.9Nm3/min。

油枪助燃风压力：

2000Pa。

油枪助燃风流量：

<1500Nm3/h左右。

小油枪点火燃烧火焰中心温度：

1500℃；火焰颜色：

蓝色透明。

送粉及燃烧系统：

一次风风速：

20～30m/s。

小油枪点火煤粉燃烧器投油点火运行时阻力<300Pa。

小油枪点火煤粉燃烧器作为主燃烧器运行时阻力与改造前相同。

小油枪点火煤粉燃烧器稳定运行时能满足磨煤机最低出力、最小通风量要求。

小油枪点火煤粉燃烧器壁温≤450℃，相应材质为高镍合金，耐高温1200℃。

小油枪点火煤粉燃烧器寿命不低于原燃烧器设计寿命。

小油枪点火煤粉燃烧器点火时可满足一次风煤粉的各种浓度。

小油枪点火煤粉燃烧器启炉期间，煤粉的燃尽率90%，满足机组安全运行。

根据煤种及煤粉燃烧器的负荷选择油燃烧器的出力，对现有煤粉燃烧器进行改造，确保投粉后很短的时间内煤粉的燃尽率就达到85％以上，冷炉启动过程节油率（以煤代油）达80％以上，能实现冷炉启动投粉要求。

燃烧室不会发生结渣和结焦的现象，同时降低燃烧器的磨损。

完全满足锅炉升温升压需要，不改变锅炉原设计的升温升压特性。

保留系统原油、煤火焰检测装置。

油枪燃烧时，其燃尽率高达99%以上，不会生成高分子链聚合物。

气化小油枪点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，锅炉正常运行期间作为主燃烧器使用时，均不影响锅炉正常燃烧及炉内空气动力场。

四、气化小油枪的运行操作

（一）气化小油枪的检查项目

1.燃烧器结构完整、外部保温齐全、无漏风漏粉现象、周围无杂物；二次风门开关灵活、开度指示与档板实际位置相符。

2.气化小油枪燃烧筒与燃烧器连接牢固、结构完整，高压风、压缩空气、燃油、火焰冷却风、高能点火器等连接完整牢固。

3.隔绝阀、调压阀、安全阀完整，开关正常，无漏油漏气现象。

电磁阀、气动阀接线和管线连接完整，动作正常。

4.小油枪点火控制柜结构完整，指示灯指示正确，标示牌齐全完整正确。

5.高能点火枪高压线连接良好，高能点火器发火正常。

6.油系统完整、滤网清洁、进油正常、无漏油现象。

7.压缩空气系统完整、进气正常、无漏气现象。

8.小油枪点火控制系统正常，控制柜清洁、周围无杂物。

（二）气化小油枪系统点火前的检查与操作

1.检查小油枪点火控制柜已上电。

2.检查火检冷却风投入正常。

3.检查压缩空气系统投入正常，调整、维持进罐压力0.6Mpa。

4.检查油系统投入正常，全开小油枪点火油系统总隔绝阀，小油罐进油（主燃油系统已打循环），待油位正常后小油罐进油总气动阀自动关闭。

5.开启小油枪点火系统的高压风母管两侧手动门，开启小油枪高压风门（开1/3～１/２）。

（三）气化小油枪点火操作

1.气化小油枪点火所具备的条件

（1）锅炉已具备启动条件。

（2）对应磨煤机已具备启动条件。

（3）辅汽联箱至锅炉暖风器母管疏水暖管结束（若暖风器不需投

入，检查辅汽联箱至锅炉暖风器调节阀及前后手动门、旁路门关闭严密）。

（4）对应磨暖风器疏水暖管结束。

2.气化小油枪点火操作

（1）按规程规定，将锅炉保护全部投入。

（2）按锅炉启动程序对炉膛进行吹扫。

（3）MFT复位后，启动一台一次风机、一台密封风机，对应磨煤机通风。

（4）投入对应磨煤机暖风器进行暖磨，维持磨煤机出口温度在65-71℃。

（5）开启对应层二次风门，调节对应磨入口风量，维持一次风速在22～28m/s。

（6）确认小油枪用压缩空气压力（0.5～0.6）MPa，高压冷却风门后风压2000-3000Pa。

（7）在DCS画面上将气化小油枪运行方式置“冷态模式”。

（8）按5-4-6-3-7-2-8-1顺序依次启动气化小油枪，检查确认油枪点火良好，火检稳定。

（9）启动对应磨煤机和给煤机，检查煤粉燃烧正常，若30秒钟不着火应立即停运给煤机，吹扫（5～10）分钟，待充分通风后方可重新投粉。

（10）根据热负荷需要逐渐增加给煤量。

（11）按运行规程的规定及机炉启动曲线继续提升负荷，当电负荷达350MW以上、锅炉燃烧稳定，气化小油枪退出运行。

（五）气化小油枪停用操作

（1）按1-8-2-7-3-6-4-5顺序依次停用气化小油枪。

（2）若锅炉停炉，吹扫、冷却5分钟后停运一次风机。

（六）气化小油枪运行注意事项

（1）气化小油枪的点燃试验必须在锅炉吸、送风机启动后，并已进行过充分的全炉膛吹扫后进行。

（2）气化小油枪在锅炉冷、热态启动中投用时，点燃后燃烧稳定、火焰明亮方可启动磨煤机给粉。

（3）锅炉冷态启动，气化小油枪煤粉燃烧器投入煤粉时，就地应有人观察燃烧器出口煤粉着火情况。

投粉后30秒钟煤粉不着火，应立即停止给煤机，经（5～10）分钟的充分吹扫后，查明原因，方可重新试投粉。

（4）燃烧器投粉后，应监视燃烧器壁温不超过450℃。

（5）当油质较差发生油的堵塞或中断时，应立即切除对应燃烧器运行（关闭BSOD）。

（6）严密监视CRT画面炉膛负压的变化情况，根据增投燃料的情况即时调整引风维持炉膛负压-50～-100Pa。

（7）出现锅炉灭火或保护动作，应立即切断燃料，经充分吹扫后方可重新点火。

（8）精心监盘、精细调整，严密监视锅炉沿程各段烟温变化，发现异常情，及时时处理、汇报。

附图一气化小油枪管路系统总图（以前墙表示，后墙相同）

附图二气化小油枪油气管路总图（以前墙表示，后墙相同）

附图三气化小油枪助燃风管路总图（以前墙表示，后墙相同）

附图四气化小油枪暖风器系统总图（B、D层相同）