点火稳燃系统的构成及原理

点火系统对燃煤大机组的正常启动十分重要，既要满足机组安全启动，又要节油省油，防止燃烧不良而跑油，影响尾部部件的运行。

目前，在经济产能转型的大环境下，我国发电机组的年运行时间下降到约3 500 h，对高效的超临界发电机组的经济性带来很大影响。一方面，低负荷工况下维持机组运行，启动点火燃油燃烧器，需要油助燃，消耗大量燃油；另一方面，为了延长机组的使用寿命，需要减少机组的启停次数。显然，在相当一段时期内，机组运行必须解决锅炉点火兼低负荷运行问题。

1）电厂油点火情况

（1）东锅600 MW机组锅炉点火设备［26］　燃烧设备为B&W双调风旋流式，六层燃烧器分布在炉膛前后墙，呈前后对冲布置。选用最下层A燃烧器做节油改进，即气化小油枪燃烧筒和煤粉分级燃烧室置换原配钝体和一次风管中的油枪。利用压缩空气雾化燃油，产生细小液滴并蒸发气化着火燃烧。

主要参数有如下几种。油压：0.6～0.8 MPa；单支油枪出力：80～130 kg/h；压缩空气压力：0.5～0.7 MPa；压缩空气流量：0.6 Nm3/min；油枪高压风压力：大于1 kPa；油枪高压风流量：1 300 m3/h；火焰中心温度：1 500～1 800℃（蓝色透明、一次风速为20～30 m/s、可点燃煤粉量为3～5 t/h）；一次风温不小于送风温度。

（2）点火系统配置　点火系统（见图3-20）燃油来自主燃油系统的燃油，经逆止阀、液位控制阀和调节阀、双路滤网器到稳压蓄能罐，再经手动球阀、气动阀，由软管接至气化小油枪。稳压蓄能罐容积为50 L，上设低、高、高高液位开关，调控罐内油位。

图3-20　燃油点火系统

（3）压缩空气　压缩空气经空气排污阀、蓄能罐及跳闸阀，由蝶阀分路管道至各气化小油枪燃烧筒。

（4）暖风器　暖风器为磨机启动提供制粉热风。暖风器设计风量为70 000 m3/h、温升为160℃、压降小于350 Pa；热源来自机组辅汽联箱，蒸汽压力为1.05 MPa、温度为370℃、耗汽流量为5 t/h。

（5）控制方式　点火系统设置两种运行模式，即冷态点火和助燃模式。前者在机组启动时采用，当气化小油枪专用火焰检测无火时，自动关闭油阀，气阀延时30 s关闭。任意一把油枪跳闸后磨煤机自动跳闸。后者在降负荷到需投油助燃时采用，一旦未检到火焰信号，关闭相应油阀，延时30 s关闭气阀。磨机不再跳闸。

2）问题处理

（1）磨煤机在启停过程中进入磨机的风量少，易导致燃烧器温度高。处理办法为加大磨机通风量，并适当增加A层二次风量。

（2）使用中一级燃烧室内有结焦现象。处理办法为增大一次风速，控制燃烧室壁温。

（3）图像火焰检测器图像模糊不清，建议调整窥视孔位置，探头套管沿外旋流二次风风室一直伸到燃烧器前端。(www.xing528.com)

（4）点火油枪频繁跳闸，缘于油滤网堵塞。处理办法为加强管路吹扫。

（5）暖风器设计温度远低于设计值，造成磨机出口温度低。增设1～2只启动油枪后，一次风升高到150℃，飞灰可燃物可达到设计值。

3）纯氧强化油燃烧点燃煤粉流方法

在煤粉流中，利用纯氧强化油的燃烧、纯氧强化煤的燃烧，采用三级燃烧的方式，引燃整个煤粉流，以煤代油，达到点火、稳定燃烧的目的［27］。

（1）优点　该点火方法对煤种、煤质适应性广泛，节油效果突出，确保锅炉下游环保装置投运的安全；提高锅炉安全性能；适应各种炉型及燃烧器，不改变燃烧器性能，不改变炉内空气动力场；有效防止锅炉二次爆燃，不增加NOx的产生；解决油枪堵塞问题，供氧装置操作灵活。

（2）系统组成　供锅炉低负荷运行的稳燃系统由富氧燃烧系统、给粉系统、控制保护系统、辅助系统组成。燃烧系统由富氧燃烧器（见图3-21）、供氧装置、复合型富氧微油枪、高能点火装置、燃油预处理装置、压缩空气装置、高压风装置等组成。其中预处理燃油、压缩空气及高压风来自锅炉主管路上的分支管路。

（3）给粉系统　该系统直接利用燃煤锅炉的给粉装置，不需要改动锅炉输粉。但在锅炉冷态启动时，需要给粉装置正常运行，确保有煤粉进入富氧燃烧器，实现“以煤代油”的目的。

（4）控制保护系统　系统应用富氧燃烧技术的过程控制与运行参数的采集监测，实现对炉膛和相关设备的保护与连锁，确保机组与系统装置的安全运行。

（5）辅助系统　系统主要由火焰检测图像装置、燃烧器壁温度检测装置组成。

通过对油、氧的调控，富氧双强技术可有效点燃的烟煤浓度（煤∶风）不小于0.15 kg/kg，贫煤浓度（煤∶风）不小于0.23 kg/kg，无烟煤浓度（煤∶风）不小于0.3 kg/kg，煤矸石浓度（煤∶风）不小于0.8 kg/kg，故可按大油枪热值配备等热值煤粉量。

图3-21　改造后的富氧微油燃烧器图

（6）富氧点火案例　国内已经采用富氧点火系统，起到明显的节油、省油作用。富氧微油点火具有稳定燃烧的效果，具有耗油量低（不大于100 kg/h）、油燃烬率高（不小于98%）的特点，在保证点燃一次风煤粉的同时，确保油煤不混烧。由一台600 MW机组富氧点火燃烧器改造前/后物料消耗数据对比可知，冷态启动耗油约70 t/（4.5 t+18 t液氧）；62 h机组耗油约270 t/（17.1+42 t液氧）。有关空气分离制氧技术参阅本册第四章——空气分离与富氧燃烧技术。