小油枪点火技术Word格式.docx
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符号
BMCR工况
BRL工况
干烟气热损失
LG
%
4.18
4.07
氢燃烧生成水热损失
LHm
0.28
0.27
燃料中水分引起的热损失
Lmf
0.14
空气中水分热损失
LmA
0.09
0.08
未燃尽碳热损失
LUC
0.42
化学未燃尽损失
Lco
0.07
辐射及对流热损失
L
0.17
未计入热损失
LUA
0.13
制造厂裕量
Lmm
0.30
保证热效率（按低位发热量）
94.35
燃料消耗量
kg/h
253590
247730
炉膛容积热负荷
kW/m3
73.2
炉膛断面热负荷
MW/m2
4.157
水冷壁壁面热负荷
0.3385
燃烧器区壁面热负荷
1.405
省煤器出口空气过剩系数
1.15
炉膛出口过剩空气系数
1.14
环境温度
20
空气预热器入口风温（一次风/二次风）
31/23
空气预热器出口风温（一次风/二次风）
333/352
331/349
空气预热器出口烟温（修正前）
128
125
空气预热器出口烟温（修正后）
123
121
1.3燃烧设备
炉膛容积：
19878m3；
炉膛宽度：
21.9627m；
炉膛深度：
15.9357m；
炉膛高度：
64.5m；
最上排燃烧器中心到屏下端的距离：
23.769m；
最下层燃烧器中心距主灰斗上沿距离：
5.3m。
煤粉燃烧器型式：
DRB-4Z型双调风旋流燃烧器，前后墙对冲。
布置方式：
前墙3层，后墙3层，单墙每层6只燃烧器，每台锅炉共36只燃烧器。
锅炉满负荷时，一次风风速约22.4m/s（含水蒸气），磨煤机出口温度77℃；
二次风温度约352℃。
图1燃烧器布置图
图2DRB-4Z燃烧器结构图
1.4炉前油系统
每台炉布置36只简单机械雾化可伸缩油枪，燃烧0#轻柴油，前、后墙分6层布置，可用来点火、暖炉、升压、并可引燃和稳燃煤粉喷嘴。
系统设计最大供油总量25200kg/h。
单只油枪设计出力700kg/h，入口压力2.5～3.0MPa，点火系统能满足程序控制，点火方式为高能电火花点燃轻油，然后点燃煤粉或微油点火。
1.5制粉系统
工程采用中速磨冷一次风直吹式制粉系统，每炉配6台磨煤机，5运1备，设计煤粉细度R90=18%～20%。
每台磨煤机带锅炉一层对应的6只燃烧器。
磨煤机最小出力及最小通风量等及微油点火所需数据，具体如下：
1.5.1单台磨煤机出力（设计煤种，煤粉细度R90=8%时）
最大出力：
62.9t/h；
最小出力：
15.8t/h。
1.5.2磨煤机通风量
最大通风量：
103t/h；
最小通风量：
72.1t/h。
1.6启动汽源
老厂来辅汽母管。
辅助蒸汽参数：
工作温度260～380℃（暂定），设计温度393℃（暂定），工作压力0.6～1.379MPa（暂定），设计压力1.42MPa（暂定）。
2锅炉燃料
2.1锅炉燃煤
锅炉发电用煤的设计煤种采用蒙混煤，校核煤种1为烟混煤，校核煤种2为晋北烟煤；
锅炉点火及稳燃采用0号轻柴油；
煤质分析资料和油质资料如下：
煤质资料
项目
设计煤种
（蒙混煤）
校核煤种1
（烟混煤）
校核煤种2
（晋北烟煤）
工业分析
工业分析：
收到基全水分Mt
16.0
13.2
12
干燥无灰基挥发份Vdaf（可燃基）
35.43
36.55
39
空干基水分Mad
6.97
5.64
2.0
收到基灰份Aar
11.71
16.20
19
发热量
收到基低位发热值Qnet.ar
MJ/kg
21.90
21.50
21.00
元素分析
收到基碳Car
57.47
55.11
54.95
收到基氢Har
3.47
3.36
收到基氧Oar
10.10
10.72
8.71
收到基氮Nar
0.70
0.75
0.87
收到基硫Sar
0.55
0.66
1.00
灰熔融温度
变形温度DT
1130
>
1500
1400
软化温度ST
1150
流动温度FT
1170
2.2锅炉燃油
锅炉点火及助燃采用0号轻柴油，油质分析资料如下
油种
0号轻柴油
运动粘度（20℃时）
不大于3.0～8.0mm2/s（CST）
灰分Aar
≯0.02%
水分War
痕迹
硫含量Sar
≯0.2%
机械杂质
无
凝固点
0℃
闭口闪点：
不低于55℃
燃油密度
830kg/m3
低位发热量
41800kJ/kg
3微油点火技术问题
问题3.1：
本工程的锅炉为北京巴威公司生产的2×
660MW超超临界锅炉。
微油点火燃烧器安装在锅炉燃烧器的前墙和后墙最下层，共计12套/炉。
微油点火技术方案特点
答：
1）锅炉最下层前墙、后墙配置12套微油点火燃烧器。
前后墙对冲燃烧煤粉锅炉，微油点火燃烧器安装在锅炉燃烧器的前墙和/或后墙最下层，每个燃烧器均安装一个微油点火燃烧器。
切圆燃烧煤粉锅炉，微油点火燃烧器安装在锅炉燃烧器的最下层和/或下数第二层，每个燃烧器均安装一个微油点火燃烧器。
2）为了使具有微油点火功能的微油点火燃烧器与原主燃烧器性能一致，采用如下的燃烧器结构：
a）微油点火燃烧器由油燃烧器（轴向插入煤粉燃烧器）、中心筒一级燃烧室、内套筒二级燃烧室、外套筒等部分组成。
其工作原理是双通道差压平衡式，其具体情况是：
中心筒一级燃烧室：
引入浓缩后的含粉气流，高温油火焰与煤粉在此发生强烈的化学反应，煤粉裂解，产生大量挥发分并被点燃；
内套筒二级燃烧室：
挥发分及煤粉继续燃烧，并将后续引入的煤粉点燃，实现分级燃烧；
外套筒：
利用高速含粉气流冷却二级燃烧室，同时将部分煤粉推入炉膛燃烧；
图3微油燃烧器结构示意图
该燃烧器的特点是：
采用内燃式分级燃烧方式，小油枪沿燃烧器轴向插入，其小油枪燃烧的火焰与一次风同向，且处于一次风中心，真正形成了“粉包火”，燃烧器外壁的温度将不会太高；
通过安装在煤粉燃烧器前的一次风管道上的浓缩装置使燃烧器内形成“中心浓四周淡”的浓淡方式，这样，即使一次风管内的煤粉浓度很低（可低至0.18kg（煤）/kg（风），煤粉浓度一般在0.2～0.6），因燃烧器中心的煤粉浓度较高，完全可以满足很小油火焰就能点燃煤粉的要求，从而可以保证锅炉启动曲线对点火热容量低的要求；
燃烧器内外筒形成的同心并联通道结构，保证了中心浓煤粉先着火后，在煤粉通过燃烧器向炉内流动过程中，逐步引燃四周煤粉，其外侧淡煤粉对温度较高的燃烧器内筒壁将起到冷却作用，从而取消了专门的（从二次风引入的）气膜风，简化了燃烧器结构。
b）具体燃烧器改动方法为:
将原燃烧器的一次风筒部分及一次风管弯头（接近燃烧器处段），替换为特制的可实现分级点火的微油点火燃烧器（保持与原燃烧器外形尺寸一致）。
该燃烧器自带直角弯头，弯头带煤粉浓缩机构且内衬耐磨材料。
进粉（一次风）方式为直流；
不改变任何二次风系统,保持其旋流特性。
因进粉方式为直流方式并采用多级燃烧,故每级燃烧筒之间的一次风粉也起到了气膜冷却的作用,从而使燃烧器更加不容易超温结焦。
c）在燃烧器本体温度最高的两个位置：
燃烧器中心筒及喷口，分别安装温度传感器，实时检测燃烧器壁温，以便操作人员可以通过对风、粉参数的调整来控制燃烧器壁温，避免燃烧器超温、结渣等问题的发生。
d）燃烧器及弯头均采用法兰连接，检修时可以从外部整体抽出方便检修。
问题3.2：
启动调试节油效果计算
a）根据经验，将在锅炉最下层的前墙、后墙配置微油点火燃烧器。
b）微油点火系统的点火方式是：
先通过高能点火器（电子打火）点燃小油枪；
小油枪的高温油火焰再直接点燃微油点火煤粉燃烧器的煤粉；
最后这些点燃了的煤粉再将锅炉整个点燃直至锅炉启动运行。
c）锅炉冷炉启动时，为了满足锅炉的升温升压曲线的要求，开始阶段燃烧器的出力必须较小，即磨煤机应在最小出力下运行（此时一次风粉管道的煤粉浓度较小）。
但为了利用小油枪所具有的有限的能量直接点燃煤粉，其点燃的煤粉浓度又不能太小，通过煤粉浓缩装置解决这一问题。
即在煤粉燃烧器的入口加装浓缩装置，使得煤粉燃烧器截面上的煤粉分布成为中心浓四周淡的状况，这就将小油枪出口处（即燃烧器中心筒处）煤粉浓度达到了点火浓度。
从而可以保证冷态点火开始阶段一次风管煤粉浓度仅在0.18左右时就能点燃煤粉、满足不偏离升温曲线的要求。
d）微油点火系统实施后的节油率：
微油点火系统小油枪的出力，主要根据燃烧煤质状况来决定。
根据提供的设计煤种、校核煤种参数情况，微油点火单只油枪出力可以控制在50～80kg/h，这样12只小油枪共耗油将小于960kg/h。
在配有（通过辅助蒸汽加热的）暖风器的冷炉制粉系统运行正常情况下（即：
在投小油枪前能实现磨煤机启动制粉），若锅炉正常冷态启动需10个小时，则锅炉启动共计耗油9600kg。
这样，与通常情况下不采用微油点火系统的常规油枪点火耗油相比（根据统计，在非常好烟煤情况下，通常660MW机组的冷态点火用油起码也在100t左右），其节油率能达到90%。
问题3.3：
一台660MW机组锅炉微油点火计算
对于磨煤机最小出力是否满足机组启炉的可行性计算如下：
所提供锅炉及磨煤机相关参数得知：
锅炉（BMCR）燃煤量：
253.8t/h（设计煤种）；
259.2t/h（校核煤种1）；
265.5t/h（校核煤种2）。
磨煤机的最小出力：
15.8t/h（设计煤种）；
13.4t/h（校核煤种1）；
14.6t/h（校核煤种2）。
磨煤机的最小通风量：
72.1t/h
磨煤机煤粉总管内径：
488mm，（外径508mm）。
a）锅炉启动时，磨煤机按最小出力及最小通风量运行，此时煤粉浓度为：
15.8/72.1=0.219kg/kg（设计煤种）
13.4/72.1=0.186kg/kg（校核煤种1）
14.6/72.1=0.202kg/kg（校核煤种2）
此浓度可以满足微油点火系统对煤粉浓度（即≥0.18）的要求，所以可以很好的点燃煤粉；
b）锅炉启动时，磨煤机最小通风量72.1t/h（72.1*1000/1.293=55762相当于55762Nm3/h）下，折算成80℃的一次风管风速为：
55762*4*（273+80）/（3600*3.14*〔（448*10-3〕2*6*273）=17.86m/s
该风速下，因启动阶段煤粉浓度很低，故不会造成积粉堵管，可以满足正常运行。
c）锅炉启动时，磨煤机最小出力15.8t/h（设计煤种）；
13.4t/h（校核煤种1）；
14.6t/h（校核煤种2）下运行，刚开始阶段煤粉燃尽率按80%算，相当于启炉时初始投入功率为：
设计煤种：
15.8×
80%/253.8×
100%=4.98%
校核煤种1：
13.4×
80%/259.2×
100%=4.14%，
校核煤种2：
14.6×
80%/265.5×
100%=4.40%，
满足锅炉启动规程中初始投入功率在5%～7%之间的要求。
问题3.4：
冷炉启磨热一次风的来源为蒸汽换热器预热一次风的方式。
蒸汽换热器的出力要求保证磨煤机进口风温不低于180℃（根据自身技术特点确定），且磨煤机在最小出力运行时能维持其出口一次风风温75℃（根据自身技术特点确定）以上。
论述选择的具体实施方案。
为了更加充分的实现微油点火系统节油的目的，增加暖风器以加热所改造微油点火燃烧器对应磨煤机进口的一次风，实现冷炉制粉。
通常（利用辅助蒸汽加热的）暖风器安装在所改造燃烧器对应的磨煤机进口一次风管道旁路上，安装在A磨（或B磨）的热一次风管道的旁路上。
需要说明的是，为了达到磨煤机启磨制粉的条件，即磨煤机进口风温须达到180℃以上（磨煤机出口风温75℃），其加热暖风器的辅助蒸汽参数就必须≥1.1MPa。
这是因为暖风器加热的热量主要来自蒸汽的汽化潜热，1.1MPa蒸汽对应的饱和蒸汽温度为190℃左右，考虑到暖风器加热时蒸汽与被加热风间所需的温度差至少要10℃，所以1.1MPa的压力需满足。
问题3.5：
微油点火系统入口油压范围2.5～3.0MPa，提供调压措施以满足燃烧器入口压力要求。
为了保证微油点火系统油系统不受大油枪系统的影响，从炉前油系统母管（2.5～3.0MPa）的速断阀后引出一单独的管路作为小油枪系统的供油母管，经截止阀、过滤器、减压稳压阀，使油压变为0.8～1.5Mpa（此压力通过压力变送器传送到主控室DCS系统供操作人员监控），而后将此油母管设置成一个围绕锅炉的环形油管路,在每一个微油点火油枪位置引出支路（数量与燃烧器相同），分别经截止阀、过滤器、气动快关阀、金属连接软管送到小油枪，其整个油系统是一个独立的系统，且点火过程能由DCS系统自动控制运行。
问题3.6：
保证微油点火燃烧器的性能指标的基本参数。
燃烧器油枪出力：
50～80kg/h。
燃烧器阻力正常≤0.5kPa，点火瞬间≤0.7kPa。
微油点火燃烧器稳定运行时能满足磨煤机最低出力15.8t/h的要求。
微油点火燃烧器稳定运行时能满足磨煤机的最小通风量72.1t/h要求。
燃烧器壁温不超过700℃。
燃烧器防磨件等使用寿命应大于50000h，喷嘴使用寿命应不低于80000h。
微油点火燃烧器应满足机组安全运行。
点火5min内的燃尽率为＞50%（要求不低于50%），30min内的燃尽率为80%（要求不低于80%）。
微油点火要求的一次风煤粉浓度范围0.18-0.6（进入微油点火燃烧器处值）
机组正常冷态启动最大耗油量≤9.6t。
微油点火节油不低于90%。
问题3.7：
微油点火燃烧器应不影响原炉内燃烧动力场，燃烧器阻力应符合双调风旋流燃烧器的设计要求，不发生因油粉混合物瞬间点火燃烧、燃烧器阻力增大而发生回火现象。
加以必要的说明。
微油点火系统的燃烧器，一般不改变原燃烧器风粉特性及原动力场，以使煤粉都能按照原燃烧器工况进入锅炉中心火球进行燃烧；
另外也不改变原二次风的任何结构，对于原来的旋流状况没有发生任何改变；
再外，小油枪采用轴向插入燃烧器的结构方式，使得着油火焰与一次风同向，燃烧器阻力基本不发生变化，其整个燃烧器的性能保持与原主燃烧器一致，完全可以保证作为主燃烧器使用时的出力及与其他燃烧器的阻力匹配。
微油点火燃烧器采用双筒压差平衡式放大燃烧技术：
当油火焰在中心筒剧烈燃烧引起气体膨胀阻力瞬间增大时，并行的外筒阻力相对减小、流速增大，使得整体燃烧器的阻力不会突然增长，从而避免了燃烧器发生回火的现象。
问题3.8：
燃烧器应能够在不借助大油枪或相邻其它燃烧器的情况下单独长时间稳燃，锅炉的最低稳燃负荷应满足原设计要求（在燃用设计煤种时，最低稳燃负荷不大于30%BMCR），锅炉受热面在使用微油点火后无论是何种原因都不允许出现壁温超过材料允许的要求数值。
目前电力行业的锅炉低负荷稳燃特性，很大的一个原因在于燃烧器的浓淡燃烧，例如四角的水平浓淡燃烧器、巴布科克日立公司HT-NR3及英巴的四周浓淡燃烧器等等。
为了不影响锅炉的低负荷稳燃能力，应充分采用浓淡分离燃烧技术（中心浓四周淡），既实现了少油、微油点火技术，也尽量提高了作为主燃烧器的自稳燃能力。
对于墙式燃烧锅炉，在燃烧器喷口设计稳燃设备（如稳燃齿等），进一步提高燃烧器的低负荷稳燃能力，另外在燃烧器里面，根据原燃烧器的具体情况，也可以设计百叶窗等来加强燃烧器的低负荷稳燃能力。
问题3.9：
燃烧器出口一次风动力场气流的炉内工况基本不变。
在正常运行中不发生超温、燃烧效率下降。
飞灰、炉渣含碳量不应明显升高并控制在锅炉的合理范围内、省煤器出口NOx排放不应大于240mg/Nm3（O2=6%）。
该问题主要是针对，微油煤粉燃烧器作为主燃烧器时，对飞灰及炉渣可燃物的影响。
下面分别分析如下：
a、微油改造后，炉渣可燃物一般不会升高，因为小油枪燃烧器改造，一般不改变原燃烧器风粉特性及原动力场，以使煤粉都能按照原燃烧器工况进入锅炉中心火球进行燃烧。
b、对于锅炉飞灰可燃物也不会升高，因为小油枪燃烧器也属浓淡燃烧器，具有一定的稳燃能力，另外喷口加装稳燃齿等稳燃措施，故当作为主燃烧器时，煤粉出口后，就会进入炉膛火球进行着火，燃烧器的黑龙区和改造前也基本一致，故能达到较好的燃尽度，飞灰可燃物不会上升。
另外，小油枪改造一般都是改造最下层或次下层，对于飞灰可燃物影响将更小，因为煤粉燃烧后，火焰往上冲，上层燃烧器会继续加强燃烧。
问题3.10：
微油点火燃烧器结构必须简单，且能满足各燃烧器之间阻力匹配的要求。
微油点火系统燃烧器，采用小油枪轴向插入燃烧器的结构方式，使得着油火焰与一次风同向，一次燃烧器阻力基本不发生变化，其整个燃烧器的性能保持与原主燃烧器一致，完全可以保证作为主燃烧器使用时的出力及与其他燃烧器的阻力匹配。
问题3.11：
微油燃烧器的油燃烧器、煤粉燃烧器需有可靠的冷却措施，防止出现油燃烧器及煤粉燃烧器烧损。
a）微油点火系统的油燃烧器有特殊的配风装置，该配风既起到给油枪助燃也起到冷却油枪头、吹扫油枪头的作用，故不会造成高温而结焦或积炭。
b）微油点火系统的煤粉燃烧器采用内燃式分级燃烧方式，油枪沿燃烧器轴向插入的方案，其小油枪燃烧的火焰与一次风同向，且处于一次风中心，真正形成了“粉包火”；
通过安装在煤粉燃烧器前的一次风管道上的浓缩装置使燃烧器内形成“中心浓淡”的浓淡方式，结果中心浓煤粉先着火，在煤粉通过燃烧器向炉内流动过程中，逐步引燃四周煤粉，同时外侧淡煤粉对温度较高的燃烧器内筒壁起到了冷却作用；
并且可以通过一次风速的调整来控制燃烧器壁温，避免了燃烧器超温、结渣等问题。
问题3.12：
详述其微油点火燃烧器的油枪雾化方式及配风方式等技术特点。
建议微油点火油燃烧器采用压缩空气雾化的方式：
燃油初始阶段在压缩空气的作用下被雾化成很微小的油雾，很短的时间内发生剧烈燃烧，由于燃烧室本身是耐高温及蓄热材料，壁温迅速升高，很快达到足以使喷入燃烧室的油雾气化，加剧了燃烧速度，产生很高温度的火焰，为点燃中心筒内的煤粉提供初始热源。
再加上合理的配风，加强扰动及深度补氧等措施加强混合，让燃油在着火前、着火过程中及燃烧后期都有氧气补充进去并强烈混合，使火焰根部呈蓝色透明状，燃烧强度很高，火焰平均温度可达1600℃～1800℃，为少量油点燃煤粉提供了充分保障。
通常油配风（又叫助燃风）是从一次风机出口引出来提供。
问题3.13：
点火燃烧器必须采取稳定可靠的点燃措施，确保点火过程中不爆燃、不发生二次燃烧；
点火过程及正常运行过程中燃烧器内部及附近不结渣、不烧损。
1）为了保证机组安全稳定的启动，微油点火系统应设置两套火检系统：
a）对小油枪油火焰的监测配置可见光火检，参与FSSS保护。
b）对每只煤粉燃烧器都配置图像火焰监视探头，可以直观的监视煤粉燃烧的情况，随时对状况进行处置。
2）微油点火燃烧器不会发生超温、结渣的现象：
燃烧器采用内燃式分级燃烧方式，油枪沿燃烧器轴向插入的方案，其小油枪燃烧的火焰与一次风同向，且处于一次风中心，真正形成了“粉包火”；
再外可以通过监视燃烧器壁温而对一次风速或煤粉量进行调整来控制燃烧器壁温。
从而避免了燃烧器超温、结渣等问题。
问题3.14：
点火燃烧器的出力能适应磨煤机出力调整范围。
满足锅炉冷态、温态、热态和极热态启动曲线的要求，同时满足锅炉满负荷连续运行的要求。
1）一般情况下，冷炉启动时，为了满足锅炉的升温升压曲线的要求，开始阶段燃烧器的出力必须较小，即磨煤机应在最小出力下运行（此时一次风粉管道的煤粉浓度较小）。
但为了利用小油枪所具有的有限的能量直接点燃煤粉，其点燃的煤粉浓度又不能太小，为此，可以采用煤粉浓缩装置解决这一问题。
2）微油点火系统的燃烧器改造，一般不改变原燃烧器风粉特性及原动力场，以使煤粉都能按照原燃烧器工况进入锅炉中心火球进行燃烧；
另外，小油枪采用轴向插入燃烧器的结构方式，使得着火火焰与一次风同向，使得燃烧器阻力不会有多大变化。
其整个燃烧器的性能保持与改造前一致.故当燃烧器作为主燃烧器使用时，完全可以满足锅炉满负荷时的出力要求。
问题3.15：
点火燃烧器后段及喷口的外形主要尺寸与原燃烧器相同，便于燃烧器的布置和与系统的接口，在启动初期为点火燃烧器使用，锅炉正常运行时当作主燃烧器使用，详细说明点火燃烧器形式和保证燃烧器使用寿命的措施。
1）微油点火燃烧器的外形主要尺寸与原燃烧器相同。
2）煤粉燃烧器中心筒及喷口采用耐热合金钢铸造而成，一次风弯头及内部浓缩装置采用耐磨合金钢或加衬陶瓷，提高燃烧器的耐磨特性，保证使用寿命≥50000h。
在燃烧器上安装有壁温测点，能够在线监测燃烧器中心筒和前端温度较高的位置的温度，及时进行风、粉参数的调整，保证燃烧器不超温。
问题3.16：
点火燃烧器炉前油系统的油管路上安装一级、二级过滤器，每只燃烧器前配有过滤器，微油点火油母管配有2套过滤器，互为备用，并且能够保证油质的清洁，油枪不堵塞。
在微油系统的主管路、支管路上各安装一道过滤器，在小油枪的进口安装一道过滤器，以保证油枪不堵塞。
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