论文部分内容阅读
摘要:在国家开展节能降耗时期，火电厂如何降耗增益锅炉节油将存在着的巨大潜力，锅炉启动和停止过程中，以及正常的维护和设备改进都是节油降耗的关键。
关键词:煤粉锅炉 点停炉 节油
中图分类号：TK22文献标识码： A
0 前言
电厂煤粉锅炉点火启动、停运和低负荷助燃均需耗用大量的燃油。近年来,随着油价涨幅已近50 %连续上扬 ，使得电厂煤粉锅炉点火助燃成本大幅增加，如何降低电厂煤粉锅炉用油已迫在眉睫。这里主要从锅炉启停和正常维护着手谈谈。
1锅炉启动时的节油
1.1锅炉启动前及时投入炉底加热
在锅炉冷炉启动时，首先利用高辅联箱用汽投入炉底加热，初期控制加热用汽量，严格按规定的升温升压条件加热，以便使汽包和炉管金属膨胀良好。等达到一定温度（60℃）后可加大进气量或投入邻炉炉底高温高压（从邻炉汽包直接引出的蒸汽）的蒸汽，加快升温速度，等汽包壁温达100℃以上时再投油加热到冲转条件就比较容易了，大大缩短了投油时间。若300MW机组从冷态开始投油（安平均3支油，一只小油枪出力0.8T/H计算）升温至120℃左右，至少在5－7小时，最少也要耗油10吨以上，一年按照2次/台炉启动计算，节约费用在20万元人民币以上。及时地投入炉底加热不但节油还有以下好处：提高炉膛温度；缩短启动时间；消除冷热不均产生的热应力，避免热应力拉伤拉裂焊口；稳定燃烧`。
1.2锅炉启动时的油风配比
锅炉厂一般按锅炉满负荷的30 %设计点火油枪出力，就单个点火燃烧器而言，油枪实际喷油量与点火时燃烧器供风量相对应的理论喷油量的差值往往达实际喷油量的50%左右。其差值部分的大多数形成了不完全燃烧损失,其中机械未完全燃烧损失占极大部分。主要原因有：
1.2.1油雾结构同气流结构不匹配，油雾穿透风层。
1.2.2风量与油量不匹配，油量远高于风量。
我们可以看看浙江大学点火燃烧器风油匹配问题实验室模拟研究的数据来说明，下面是在这两种情况下的模拟试验。
从上表可见，4 种工况下的试验结果。工况1 风油正常匹配，工况2～工况4 是缺氧程度逐渐增加。在工况1 条件下，呈现有组织燃烧工况，火焰明亮，刚直有力，仅有少量油滴落入收集盒；而其余工况的火焰软弱无力，尾部浓烟翻滚，落入收集盒的油量随缺氧程度的增加而增加。
在冷态大空间燃烧时，只要风油匹配正常，可以达到较好的燃烧工况，未燃烧损失不会很大。但是随着缺氧程度的增加，未完全燃烧损失明显增加。
在炉内冷态大空间环境下缺氧燃烧，由于点火期间气流及周围环境温度低，对油滴的粘性力小，携带能力弱；油滴燃烧速度慢，惯性大，油雾很容易穿透风层,造成大量不完全燃烧；周围环境中的空气难以参加正常燃烧。实际上，电厂煤粉锅炉在点火时不同程度地存在缺氧燃烧情况，从大量实际锅炉点火过程观察可以发现，无论是轻柴油点火系统还是重渣油点火系统， 其冷态点火期间炉膛火炬呈暗红色，炉内黑烟翻滚；有的锅炉油火下面有下雨状的油雾落下， 有的水冷壁有油在流淌或燃烧，有时还发现炉底水封槽有大量的油。种种迹象表明，有部分较大油滴粘附于水冷壁或直接掉落在冷灰斗，此现象往往不被重视。实际上，由于点火初期炉膛温度很低，不少较粗油滴由于缺少一定的蒸发时间，重量较大，直接掉在冷灰斗，而较细的未燃尽油滴却随气流进入尾部烟道并沉积于受热面，危害锅炉的安全运行。随着炉膛温度的升高, 粘附于水冷壁上的燃油逐渐炭化燃烧，而掉落于冷灰斗的燃油形成了未完全燃烧的大部分。
因此，我们根据实际情况做好
（1）电厂煤粉锅炉点火油枪实际喷油量远大于点火燃烧器有组织供风量，一般高出50 %以上。且油发热量一般接近煤的2倍，配风应大煤粉燃烧风量许多，且增大油层及上下相邻层辅助风的风量。
（2） 燃烧器气流结构与油雾结构不匹配，或冷态缺氧燃烧,将产生大量机械未完全燃烧损失。提高油枪的雾化质量，如改用蒸汽雾化等。
（3） 采用增加点火燃燒器和小容量油枪的办法，既可保证总的点火油量满足锅炉升温升压的需要， 又可保证每个点火燃烧器风量与油量相匹配，达到节油目的。
1.3采用等离子点火
应用等离子点火技术，除了可给电厂带来明显节油效益外，还可带来三大效益：一是降低电厂点火的运行成本。应用该技术的电厂点火运行成本普遍仅为燃油点火运行成本的10%到20%。二是安全。避免了电厂因过多贮存和使用燃油造成的火灾和人身伤害事故。三是环保。降低了燃油点火无法采用电除尘器而造成的冒黑烟问题和有害物质的排放量。在代替油枪喷油助燃的同时，实现电厂锅炉点火和稳定燃烧。
如烟台龙源电力技术有限公司成功开发研制出DLZ-200型工业性等离子发生器，可直接点燃煤粉，用于电厂锅炉的点火启动和稳燃。
按照从炉底加热至120℃左右开始用油枪点火到投粉计算，大概节油10吨以上，最少可节约资金约5万元以上。若新建两台机组，利用等离子点火，从调试到机组投产发电可节油约2000～3000吨左右，节约资金1000多万元人民币。
“按目前我国发电燃煤机组3.5亿千瓦以上计算，这项点火技术全面推广后，每年就可节油600多万吨，相当于国内一个中型油田年产油量。”国电科技环保集团有限公司副总经理在接受采访时算了这样一笔账。“还可给电厂带来降低运行成本300多亿元的效益。”
1.4锅炉启动时尽早启磨
锅炉启动过程中，当热风温度达到启磨煤机条件后，及时启动磨煤机运行，启动磨煤机后可保持磨煤机上层或下层四只油助燃。加大磨煤机相邻辅助风量，以保证煤粉和油火焰的充分混合，投粉初期可给最小煤量，根据升温升压要求逐渐增加煤量。若锅炉冷态启动到并网一直用油枪升温升压，加上中速暖机，至少也要六个小时以上，提前启动磨煤机可少投2-4支油枪，最少节油10吨以上。若再进行各项试验，则需耗时几十小时，那样节约油量是一笔不菲数目。提前投粉一改以前并网后投粉的约束，大大的节约了耗油量，同时在并网后可为加快升负荷做好准备。某电厂两台300MW机组已在点炉时提前投粉取得了良好的效果，节油量由原来的有时上百吨减为几十吨。
另为，要进行对火检正常的检查维护，保证火检信号的正常，为及时投油投粉提供保障。
1.5防止跑油、漏油。往往在投油中，由于油枪缺陷造成漏油，撤出油枪时油枪未退出，油阀实际未关，造成向炉内喷油等。因此在投油和撤出油枪是一定要从操作画面和就地检查，确认油枪退出到位，油阀严密不泄漏。
2正常维护
2.1确保油枪雾化良好。加强正常运行中维护，定期试投和吹扫油枪，保持适合油压，定期检查油枪雾化良好。
2.2大油枪改造造小油枪。设计时油枪出力一般为锅炉30%额定负荷。可将大出力油枪改造为小出力油枪，某电厂两台300MW机组将油枪出力为1.75T/H改为0.8T/H，经运行取得了良好的效果。
2.3减少非计划启停和设备消缺用油。加强设备维护，减少机组非停和低负荷投油消缺。若要低负荷投油消缺时，可统计所有需要低负荷消除的缺陷，尽量放在一次低负荷投油消缺中完成。
2.4减少由于煤质差投油助燃次数。机组正常运行中，根据燃烧和煤质情况做好配煤掺烧工作，杜绝由于燃烧恶化而投油助燃。
3锅炉停止的节油：
以 300MW机组（五台磨）为例，要机组停运时间较长时，需要将原煤仓煤粉拉空。特别是在直吹式制粉系统中，就要对原煤仓进行合理配煤，保证在最低稳然负荷（一般40%额定负荷左右）以下投油。在开始停机前做好准备，对上层的磨煤机停止上煤或少上煤，对下面两台磨煤机要求上煤质较好的煤。在开始停炉之前拉空上层一台或两台磨原煤仓的煤量（根据负荷要求而定），在200MW时运行下层或中间三台磨，在120MW左右最低稳然负荷时运行下层两台磨，根据燃烧情况投油稳然，然后依降温降压要求逐渐拉空另为两台磨。在这中间根据实际情况对对后停运的原煤仓可补上少许煤。合理的配煤与燃烧，不但煤粉浓度集中，有利燃烧，保证火检的正常，也不至于过早投油稳然。从某电厂停炉合理的配煤来看，可以节油一半以上，取得了良好的效益。
4结束语
火电厂锅炉启、停及节油设备的改造将有巨大的节油潜能，若做好节油工作，每年可节月人民币至少在100万元以上。各厂根据不同运行方式，在运行中需进一步的摸索完善，制定出一套行之有效的节油方案，将会为火电厂的降耗增益走出重要的一步。
参考文献：《煤粉锅炉点火节油探讨》 浙江大学翁善勇
关键词:煤粉锅炉 点停炉 节油
中图分类号：TK22文献标识码： A
0 前言
电厂煤粉锅炉点火启动、停运和低负荷助燃均需耗用大量的燃油。近年来,随着油价涨幅已近50 %连续上扬 ，使得电厂煤粉锅炉点火助燃成本大幅增加，如何降低电厂煤粉锅炉用油已迫在眉睫。这里主要从锅炉启停和正常维护着手谈谈。
1锅炉启动时的节油
1.1锅炉启动前及时投入炉底加热
在锅炉冷炉启动时，首先利用高辅联箱用汽投入炉底加热，初期控制加热用汽量，严格按规定的升温升压条件加热，以便使汽包和炉管金属膨胀良好。等达到一定温度（60℃）后可加大进气量或投入邻炉炉底高温高压（从邻炉汽包直接引出的蒸汽）的蒸汽，加快升温速度，等汽包壁温达100℃以上时再投油加热到冲转条件就比较容易了，大大缩短了投油时间。若300MW机组从冷态开始投油（安平均3支油，一只小油枪出力0.8T/H计算）升温至120℃左右，至少在5－7小时，最少也要耗油10吨以上，一年按照2次/台炉启动计算，节约费用在20万元人民币以上。及时地投入炉底加热不但节油还有以下好处：提高炉膛温度；缩短启动时间；消除冷热不均产生的热应力，避免热应力拉伤拉裂焊口；稳定燃烧`。
1.2锅炉启动时的油风配比
锅炉厂一般按锅炉满负荷的30 %设计点火油枪出力，就单个点火燃烧器而言，油枪实际喷油量与点火时燃烧器供风量相对应的理论喷油量的差值往往达实际喷油量的50%左右。其差值部分的大多数形成了不完全燃烧损失,其中机械未完全燃烧损失占极大部分。主要原因有：
1.2.1油雾结构同气流结构不匹配，油雾穿透风层。
1.2.2风量与油量不匹配，油量远高于风量。
我们可以看看浙江大学点火燃烧器风油匹配问题实验室模拟研究的数据来说明，下面是在这两种情况下的模拟试验。
从上表可见，4 种工况下的试验结果。工况1 风油正常匹配，工况2～工况4 是缺氧程度逐渐增加。在工况1 条件下，呈现有组织燃烧工况，火焰明亮，刚直有力，仅有少量油滴落入收集盒；而其余工况的火焰软弱无力，尾部浓烟翻滚，落入收集盒的油量随缺氧程度的增加而增加。
在冷态大空间燃烧时，只要风油匹配正常，可以达到较好的燃烧工况，未燃烧损失不会很大。但是随着缺氧程度的增加，未完全燃烧损失明显增加。
在炉内冷态大空间环境下缺氧燃烧，由于点火期间气流及周围环境温度低，对油滴的粘性力小，携带能力弱；油滴燃烧速度慢，惯性大，油雾很容易穿透风层,造成大量不完全燃烧；周围环境中的空气难以参加正常燃烧。实际上，电厂煤粉锅炉在点火时不同程度地存在缺氧燃烧情况，从大量实际锅炉点火过程观察可以发现，无论是轻柴油点火系统还是重渣油点火系统， 其冷态点火期间炉膛火炬呈暗红色，炉内黑烟翻滚；有的锅炉油火下面有下雨状的油雾落下， 有的水冷壁有油在流淌或燃烧，有时还发现炉底水封槽有大量的油。种种迹象表明，有部分较大油滴粘附于水冷壁或直接掉落在冷灰斗，此现象往往不被重视。实际上，由于点火初期炉膛温度很低，不少较粗油滴由于缺少一定的蒸发时间，重量较大，直接掉在冷灰斗，而较细的未燃尽油滴却随气流进入尾部烟道并沉积于受热面，危害锅炉的安全运行。随着炉膛温度的升高, 粘附于水冷壁上的燃油逐渐炭化燃烧，而掉落于冷灰斗的燃油形成了未完全燃烧的大部分。
因此，我们根据实际情况做好
（1）电厂煤粉锅炉点火油枪实际喷油量远大于点火燃烧器有组织供风量，一般高出50 %以上。且油发热量一般接近煤的2倍，配风应大煤粉燃烧风量许多，且增大油层及上下相邻层辅助风的风量。
（2） 燃烧器气流结构与油雾结构不匹配，或冷态缺氧燃烧,将产生大量机械未完全燃烧损失。提高油枪的雾化质量，如改用蒸汽雾化等。
（3） 采用增加点火燃燒器和小容量油枪的办法，既可保证总的点火油量满足锅炉升温升压的需要， 又可保证每个点火燃烧器风量与油量相匹配，达到节油目的。
1.3采用等离子点火
应用等离子点火技术，除了可给电厂带来明显节油效益外，还可带来三大效益：一是降低电厂点火的运行成本。应用该技术的电厂点火运行成本普遍仅为燃油点火运行成本的10%到20%。二是安全。避免了电厂因过多贮存和使用燃油造成的火灾和人身伤害事故。三是环保。降低了燃油点火无法采用电除尘器而造成的冒黑烟问题和有害物质的排放量。在代替油枪喷油助燃的同时，实现电厂锅炉点火和稳定燃烧。
如烟台龙源电力技术有限公司成功开发研制出DLZ-200型工业性等离子发生器，可直接点燃煤粉，用于电厂锅炉的点火启动和稳燃。
按照从炉底加热至120℃左右开始用油枪点火到投粉计算，大概节油10吨以上，最少可节约资金约5万元以上。若新建两台机组，利用等离子点火，从调试到机组投产发电可节油约2000～3000吨左右，节约资金1000多万元人民币。
“按目前我国发电燃煤机组3.5亿千瓦以上计算，这项点火技术全面推广后，每年就可节油600多万吨，相当于国内一个中型油田年产油量。”国电科技环保集团有限公司副总经理在接受采访时算了这样一笔账。“还可给电厂带来降低运行成本300多亿元的效益。”
1.4锅炉启动时尽早启磨
锅炉启动过程中，当热风温度达到启磨煤机条件后，及时启动磨煤机运行，启动磨煤机后可保持磨煤机上层或下层四只油助燃。加大磨煤机相邻辅助风量，以保证煤粉和油火焰的充分混合，投粉初期可给最小煤量，根据升温升压要求逐渐增加煤量。若锅炉冷态启动到并网一直用油枪升温升压，加上中速暖机，至少也要六个小时以上，提前启动磨煤机可少投2-4支油枪，最少节油10吨以上。若再进行各项试验，则需耗时几十小时，那样节约油量是一笔不菲数目。提前投粉一改以前并网后投粉的约束，大大的节约了耗油量，同时在并网后可为加快升负荷做好准备。某电厂两台300MW机组已在点炉时提前投粉取得了良好的效果，节油量由原来的有时上百吨减为几十吨。
另为，要进行对火检正常的检查维护，保证火检信号的正常，为及时投油投粉提供保障。
1.5防止跑油、漏油。往往在投油中，由于油枪缺陷造成漏油，撤出油枪时油枪未退出，油阀实际未关，造成向炉内喷油等。因此在投油和撤出油枪是一定要从操作画面和就地检查，确认油枪退出到位，油阀严密不泄漏。
2正常维护
2.1确保油枪雾化良好。加强正常运行中维护，定期试投和吹扫油枪，保持适合油压，定期检查油枪雾化良好。
2.2大油枪改造造小油枪。设计时油枪出力一般为锅炉30%额定负荷。可将大出力油枪改造为小出力油枪，某电厂两台300MW机组将油枪出力为1.75T/H改为0.8T/H，经运行取得了良好的效果。
2.3减少非计划启停和设备消缺用油。加强设备维护，减少机组非停和低负荷投油消缺。若要低负荷投油消缺时，可统计所有需要低负荷消除的缺陷，尽量放在一次低负荷投油消缺中完成。
2.4减少由于煤质差投油助燃次数。机组正常运行中，根据燃烧和煤质情况做好配煤掺烧工作，杜绝由于燃烧恶化而投油助燃。
3锅炉停止的节油：
以 300MW机组（五台磨）为例，要机组停运时间较长时，需要将原煤仓煤粉拉空。特别是在直吹式制粉系统中，就要对原煤仓进行合理配煤，保证在最低稳然负荷（一般40%额定负荷左右）以下投油。在开始停机前做好准备，对上层的磨煤机停止上煤或少上煤，对下面两台磨煤机要求上煤质较好的煤。在开始停炉之前拉空上层一台或两台磨原煤仓的煤量（根据负荷要求而定），在200MW时运行下层或中间三台磨，在120MW左右最低稳然负荷时运行下层两台磨，根据燃烧情况投油稳然，然后依降温降压要求逐渐拉空另为两台磨。在这中间根据实际情况对对后停运的原煤仓可补上少许煤。合理的配煤与燃烧，不但煤粉浓度集中，有利燃烧，保证火检的正常，也不至于过早投油稳然。从某电厂停炉合理的配煤来看，可以节油一半以上，取得了良好的效益。
4结束语
火电厂锅炉启、停及节油设备的改造将有巨大的节油潜能，若做好节油工作，每年可节月人民币至少在100万元以上。各厂根据不同运行方式，在运行中需进一步的摸索完善，制定出一套行之有效的节油方案，将会为火电厂的降耗增益走出重要的一步。
参考文献：《煤粉锅炉点火节油探讨》 浙江大学翁善勇