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摘要：通过对小油点火系统的介绍及项目实际运行中存在的问题进行分析，提出了针对性的解决方案，项目实施后，系统故障率大幅度降低，提高了系统的稳定性和可靠性；并为同行在运行和维护中提供了参考与案例分享。
关键词：小油点火系统；低负荷稳燃；锅炉；节能降耗
作者简介：王尚禹（1974-），男，内蒙古丰镇人，内蒙古丰镇发电厂，助理工程师；郭旗（1970-），男，内蒙古丰镇人，内蒙古丰镇发电厂，助理工程师。（内蒙古 丰镇 012100）
中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0261-02
一、小油点火系统介绍
小油点火是一种将燃料油（轻油、重油、渣油、奥立油等）进行雾化，使燃料油成为UM级颗粒，通过配风及引燃，使燃料油充分燃烧。主要用于燃煤窑炉（燃煤锅炉、回转窑等）设备的点火引燃。火力发电厂采用的油枪由于厂家不同，运行效果也不同。煤粉锅炉在启动时，首先点燃主油枪给炉膛加热，待炉膛温度达到一定温度时再投入煤粉继续升温升压，一直到锅炉的负荷达到60%以上时才能撤除主油枪。锅炉在低负荷运行时也必须投入主油枪助燃才能保证煤粉锅炉的稳定燃烧，因此油枪系统的选择直接关系到火电厂运行的安全性和经济性。
小油点火技术的原理是通过提高空气气流速度、使气流旋转，加强扰动及深度补氧等节省燃油，其独特的燃烧器结构让燃油在着火前、着火过程中及燃烧后期都有氧气补充，并强烈混合，燃料在燃烧筒内进行富氧燃烧。通过小油点火技术的应用，使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的，从而可以节约大量燃油。
具体原理：根据分级燃烧原理设计的小油燃烧器，在较小燃油量时获得一个刚性较强、温度达1300～1600℃的稳定火炬，当煤粉通过火炬时很快受热，并破裂粉碎，迅速被点燃，达到点火初期大量使用煤粉、节约燃油的目的。
小油点火系统是一个庞大的系统。主要是由煤粉燃烧器、一次风粉系统、小油枪燃烧装置、辅助系统及参数监测系统等部分组成（见图1、图2）。
二、运行情况分析
由于火力发电厂的负荷是随时变化的，特别是白天和晚上的负荷差别很大。白天负荷率高，不用投运小油枪系统，但是晚上由于负荷率下降很大，必须投运小油枪系统来维持发电厂的运行。电力系统的运行方式造成小油枪系统频繁启动和停止，一定程度上增加了小油枪系统的故障率。
#2～#6炉小油点火系统是丰镇发电厂节能降耗的重要举措，节能效果明显，但是投运初期故障频繁。针对该问题，生产部提出指令性目标，要求把小油系统故障率降到15%以下。通过对该系统的运行情况进行调查和分析，发现××年8月到12月#2～#6炉小油点火系统的故障率平均达到60%。较高的故障率直接导致小油枪投运不及时，在紧急情况下，容易造成锅炉灭火。通过对小油枪投运时间运用平均值极差控制图进行分析，发现有五组点子出现了越界，说明该过程已经处于非受控状态。
为了把握异常问题造成的直接后果，通过对各台炉小油枪在低负荷稳燃投入时发生的故障，及投运大油枪的记录进行统计和分析得出，由于小油枪故障造成多耗燃油量，单台炉平均达到13.8吨。小油点火系统没有完全发挥出节油的最大功效。
通过调查发现，小油枪燃烧装置故障占故障总数的82.6%，是问题的主要症结所在。由于丰镇发电厂是北方电力较早引进小油枪的企业，在同行中没有可以参考的单位，借鉴资料相对较少。通过技术组的仔细分析和认真研究，并将大小油枪的点火装置性能进行对比，结果显示，大小油枪的点火装置完全有可比性，而大油枪经过多年运行改造，故障率仅为6%，如能将存在问题的小油枪燃烧装置的故障率降到大油枪的标准，而其他设备故障能够保持稳定，经计算可使小油点火系统的故障率由60%降到14%。
通过以上分析确定了八条末端因素（见表1）。 通过对八条可能出现的末端因素进行逐一确认，从而找出了小油枪系统存在问题的主要原因。
确认一：油压表指示不准。检查就地压力表，校验合格在合格范围之内，测压范围在0～4MPa，满足小油压的要求，非主因。
确认二：减压阀建压时间长，减压阀是将主油管油压30MPa在≤3s的时间内，降低到小油枪需要的油压范围0.8～1.5MPa。调查发现小油枪减压阀平均建压时间为10.2s，无法满足3s的要求，为主因。
确认三：油阀与吹扫阀无控制互锁，由于油压远远大于压缩空气的压力，油阀与吹扫阀不允许同时打开，经确认油阀与吹扫阀之间无控制互锁，可以同时打开，并出现漏油事件，为主因。
确认四：可见光火检探头污染，可见光火检探头维护制度完善，结果可查，非主因。
确认五：参数值给定范围大，小油枪点火过程需要将各种运行参数调节在一定的范围，而厂家提供的参数给定范围大，运行中需要反复调整，造成投油故障，为主因。
确认六：滤网过滤效果差，运用散布图对小油枪头的堵塞面积与火焰强度进行分析，二者是强负相关的关系，说明滤网的过滤效果直接决定着火焰强度的大小，为主因。
确认七：配风罩出风孔堵塞，經确定配风罩定期清理，有通知单可查，非主因。
确认八：压缩空气压力不够，压缩空气母管压力为0.6MPa，满足小油枪雾化所需的0.25～0.45MPa的要求，非主因。
通过以上确认找到四条主要原因分别是：减压阀建压时间长、油阀吹扫阀无控制互锁、参数值给定范围大、滤网过滤效果差。
三、解决方案
经过技术组成员的深入分析以及理论指导和现场摸索实践，针对主因制定出了相应的对策措施，并进行了具体实施。
第一，减压阀建压时间长，采取的对策是更换减压阀。首先对厂家提供的两种型号的减压阀分别在#5、#3炉进行了试验，分析折线图，A型减压阀，平均建压时间为2s，向上波动率为0，升压速率为0.1MPa每扣，均好于B型，且调压方式为手调，调节稳定性好。实施之后，建压平均用时由10.2s降低到1.25s，保证了小油枪在紧急情况下可以正常投入，提高了锅炉处理事故灭火的能力。 第二，油阀与吹扫阀无控制互锁，解决方法是增加油阀与吹扫阀就地与远程双重控制互锁。可以通过以下两种方案增加就地控制互锁：方案一是利用按钮开闭接点实现互锁，单台炉需配16颗线。方案二是利用继电器线圈接点转换实现互锁，单台炉需配32颗线，从实施和维护的难度考虑，确定选择方案一进行实施。利用按钮操作时开接点接通、闭接点断开的特性，将吹扫阀的控制线接入油阀按钮的闭接点，再将油阀的控制线接入吹扫阀按钮的闭接点，从而防止吹扫阀、油阀的控制线同时接通。这样接线后，油阀与吹扫阀在就地状态就无法同时打开。
硬件回路改造后，通过修改程序增加油阀、吹扫阀远程控制互锁功能。在原逻辑图中，远程状态下有两种方式可以打开油阀：一是远方投入，二是灭火联锁投入。将“吹扫阀关位”这一输入点用“与”的关系增加到原逻辑，实现的功能是：当吹扫阀关到位时，打开油阀的命令才能发出。根据逻辑图修改搭建LADDER程序。实施之后，油阀与吹扫阀无论是远方还是就地都无法同时打开。
第三，参数值给定范围大，采取的对策是确定各台炉各个角的具体参数值。小油枪要点火成功需要各种运行参数相互配合。根据现场实际，小组确定对油压、风速、压缩空气压力、助燃风开度四项直接影响小油枪投入成功的因素，逐台炉逐个角进行试验，以确定最佳参数配置。
第四，滤网过滤效果差。选择过滤精度为80um，金属滤芯可反复清洗的铸铁滤网，安装在原滤网之后。安装之后，大大减少了小油枪头的堵塞情况，完成目标。
至此，四项改造全部结束。通过对实施效果跟踪调查，小油枪燃烧装置的故障率由原来的82.6%降低至5.4%，从而使小油系统的投运故障由60%降低到13%，故障率下降了47%。
四、效益分析
经过技术人员的总结和项目的完善实施，使小油枪系统的可靠性大幅提高，无论是经济性还是安全性都得到了很大的提升。
1.經济效益计算
实施前，小油枪故障率高达60%，导致××年8到12月份，#2～#6炉在低负稳燃过程中，由于小油枪系统故障后投运大油枪，造成多耗油量，五台炉达到69.12吨，单台炉平均多耗油量为13.824吨。实施后，故障率由60%降低到13%，统计经济效益如表2所示。
2.社会效益
在当前全球能源高度紧张的形势下，此项改造的意义十分深远，通过提高设备的利用率，使小油枪系统的投入与产出的回报率实现最大化，在创造经济效益的同时，也实现了节约能源、保护环境和节能减排。
五、总结
技术部在攻坚克难之际，通过自身努力，提高了小油枪系统的可靠性和稳定性，降低了发电成本；并将项目经验进行总结，以期为同行电厂提供参考。
（责任编辑：孙晴）
关键词：小油点火系统；低负荷稳燃；锅炉；节能降耗
作者简介：王尚禹（1974-），男，内蒙古丰镇人，内蒙古丰镇发电厂，助理工程师；郭旗（1970-），男，内蒙古丰镇人，内蒙古丰镇发电厂，助理工程师。（内蒙古 丰镇 012100）
中图分类号：TK227.7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0261-02
一、小油点火系统介绍
小油点火是一种将燃料油（轻油、重油、渣油、奥立油等）进行雾化，使燃料油成为UM级颗粒，通过配风及引燃，使燃料油充分燃烧。主要用于燃煤窑炉（燃煤锅炉、回转窑等）设备的点火引燃。火力发电厂采用的油枪由于厂家不同，运行效果也不同。煤粉锅炉在启动时，首先点燃主油枪给炉膛加热，待炉膛温度达到一定温度时再投入煤粉继续升温升压，一直到锅炉的负荷达到60%以上时才能撤除主油枪。锅炉在低负荷运行时也必须投入主油枪助燃才能保证煤粉锅炉的稳定燃烧，因此油枪系统的选择直接关系到火电厂运行的安全性和经济性。
小油点火技术的原理是通过提高空气气流速度、使气流旋转，加强扰动及深度补氧等节省燃油，其独特的燃烧器结构让燃油在着火前、着火过程中及燃烧后期都有氧气补充，并强烈混合，燃料在燃烧筒内进行富氧燃烧。通过小油点火技术的应用，使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的，从而可以节约大量燃油。
具体原理：根据分级燃烧原理设计的小油燃烧器，在较小燃油量时获得一个刚性较强、温度达1300～1600℃的稳定火炬，当煤粉通过火炬时很快受热，并破裂粉碎，迅速被点燃，达到点火初期大量使用煤粉、节约燃油的目的。
小油点火系统是一个庞大的系统。主要是由煤粉燃烧器、一次风粉系统、小油枪燃烧装置、辅助系统及参数监测系统等部分组成（见图1、图2）。
二、运行情况分析
由于火力发电厂的负荷是随时变化的，特别是白天和晚上的负荷差别很大。白天负荷率高，不用投运小油枪系统，但是晚上由于负荷率下降很大，必须投运小油枪系统来维持发电厂的运行。电力系统的运行方式造成小油枪系统频繁启动和停止，一定程度上增加了小油枪系统的故障率。
#2～#6炉小油点火系统是丰镇发电厂节能降耗的重要举措，节能效果明显，但是投运初期故障频繁。针对该问题，生产部提出指令性目标，要求把小油系统故障率降到15%以下。通过对该系统的运行情况进行调查和分析，发现××年8月到12月#2～#6炉小油点火系统的故障率平均达到60%。较高的故障率直接导致小油枪投运不及时，在紧急情况下，容易造成锅炉灭火。通过对小油枪投运时间运用平均值极差控制图进行分析，发现有五组点子出现了越界，说明该过程已经处于非受控状态。
为了把握异常问题造成的直接后果，通过对各台炉小油枪在低负荷稳燃投入时发生的故障，及投运大油枪的记录进行统计和分析得出，由于小油枪故障造成多耗燃油量，单台炉平均达到13.8吨。小油点火系统没有完全发挥出节油的最大功效。
通过调查发现，小油枪燃烧装置故障占故障总数的82.6%，是问题的主要症结所在。由于丰镇发电厂是北方电力较早引进小油枪的企业，在同行中没有可以参考的单位，借鉴资料相对较少。通过技术组的仔细分析和认真研究，并将大小油枪的点火装置性能进行对比，结果显示，大小油枪的点火装置完全有可比性，而大油枪经过多年运行改造，故障率仅为6%，如能将存在问题的小油枪燃烧装置的故障率降到大油枪的标准，而其他设备故障能够保持稳定，经计算可使小油点火系统的故障率由60%降到14%。
通过以上分析确定了八条末端因素（见表1）。 通过对八条可能出现的末端因素进行逐一确认，从而找出了小油枪系统存在问题的主要原因。
确认一：油压表指示不准。检查就地压力表，校验合格在合格范围之内，测压范围在0～4MPa，满足小油压的要求，非主因。
确认二：减压阀建压时间长，减压阀是将主油管油压30MPa在≤3s的时间内，降低到小油枪需要的油压范围0.8～1.5MPa。调查发现小油枪减压阀平均建压时间为10.2s，无法满足3s的要求，为主因。
确认三：油阀与吹扫阀无控制互锁，由于油压远远大于压缩空气的压力，油阀与吹扫阀不允许同时打开，经确认油阀与吹扫阀之间无控制互锁，可以同时打开，并出现漏油事件，为主因。
确认四：可见光火检探头污染，可见光火检探头维护制度完善，结果可查，非主因。
确认五：参数值给定范围大，小油枪点火过程需要将各种运行参数调节在一定的范围，而厂家提供的参数给定范围大，运行中需要反复调整，造成投油故障，为主因。
确认六：滤网过滤效果差，运用散布图对小油枪头的堵塞面积与火焰强度进行分析，二者是强负相关的关系，说明滤网的过滤效果直接决定着火焰强度的大小，为主因。
确认七：配风罩出风孔堵塞，經确定配风罩定期清理，有通知单可查，非主因。
确认八：压缩空气压力不够，压缩空气母管压力为0.6MPa，满足小油枪雾化所需的0.25～0.45MPa的要求，非主因。
通过以上确认找到四条主要原因分别是：减压阀建压时间长、油阀吹扫阀无控制互锁、参数值给定范围大、滤网过滤效果差。
三、解决方案
经过技术组成员的深入分析以及理论指导和现场摸索实践，针对主因制定出了相应的对策措施，并进行了具体实施。
第一，减压阀建压时间长，采取的对策是更换减压阀。首先对厂家提供的两种型号的减压阀分别在#5、#3炉进行了试验，分析折线图，A型减压阀，平均建压时间为2s，向上波动率为0，升压速率为0.1MPa每扣，均好于B型，且调压方式为手调，调节稳定性好。实施之后，建压平均用时由10.2s降低到1.25s，保证了小油枪在紧急情况下可以正常投入，提高了锅炉处理事故灭火的能力。 第二，油阀与吹扫阀无控制互锁，解决方法是增加油阀与吹扫阀就地与远程双重控制互锁。可以通过以下两种方案增加就地控制互锁：方案一是利用按钮开闭接点实现互锁，单台炉需配16颗线。方案二是利用继电器线圈接点转换实现互锁，单台炉需配32颗线，从实施和维护的难度考虑，确定选择方案一进行实施。利用按钮操作时开接点接通、闭接点断开的特性，将吹扫阀的控制线接入油阀按钮的闭接点，再将油阀的控制线接入吹扫阀按钮的闭接点，从而防止吹扫阀、油阀的控制线同时接通。这样接线后，油阀与吹扫阀在就地状态就无法同时打开。
硬件回路改造后，通过修改程序增加油阀、吹扫阀远程控制互锁功能。在原逻辑图中，远程状态下有两种方式可以打开油阀：一是远方投入，二是灭火联锁投入。将“吹扫阀关位”这一输入点用“与”的关系增加到原逻辑，实现的功能是：当吹扫阀关到位时，打开油阀的命令才能发出。根据逻辑图修改搭建LADDER程序。实施之后，油阀与吹扫阀无论是远方还是就地都无法同时打开。
第三，参数值给定范围大，采取的对策是确定各台炉各个角的具体参数值。小油枪要点火成功需要各种运行参数相互配合。根据现场实际，小组确定对油压、风速、压缩空气压力、助燃风开度四项直接影响小油枪投入成功的因素，逐台炉逐个角进行试验，以确定最佳参数配置。
第四，滤网过滤效果差。选择过滤精度为80um，金属滤芯可反复清洗的铸铁滤网，安装在原滤网之后。安装之后，大大减少了小油枪头的堵塞情况，完成目标。
至此，四项改造全部结束。通过对实施效果跟踪调查，小油枪燃烧装置的故障率由原来的82.6%降低至5.4%，从而使小油系统的投运故障由60%降低到13%，故障率下降了47%。
四、效益分析
经过技术人员的总结和项目的完善实施，使小油枪系统的可靠性大幅提高，无论是经济性还是安全性都得到了很大的提升。
1.經济效益计算
实施前，小油枪故障率高达60%，导致××年8到12月份，#2～#6炉在低负稳燃过程中，由于小油枪系统故障后投运大油枪，造成多耗油量，五台炉达到69.12吨，单台炉平均多耗油量为13.824吨。实施后，故障率由60%降低到13%，统计经济效益如表2所示。
2.社会效益
在当前全球能源高度紧张的形势下，此项改造的意义十分深远，通过提高设备的利用率，使小油枪系统的投入与产出的回报率实现最大化，在创造经济效益的同时，也实现了节约能源、保护环境和节能减排。
五、总结
技术部在攻坚克难之际，通过自身努力，提高了小油枪系统的可靠性和稳定性，降低了发电成本；并将项目经验进行总结，以期为同行电厂提供参考。
（责任编辑：孙晴）