少油量气化点火在塔里木热电厂应用

摘要:塔里木热电厂两台75t/h煤粉锅炉点炉需用轻质柴油2～3吨,每年点火及低负荷用油近100～200吨。针对这一情况2007年6月热电厂自行安装新疆奥科公司少油气化点火设备。经过半年运行,点一次只需用150～200公斤轻质柴油,节油效果非常明显。

关键词:锅炉;煤粉炉;烟煤;贫煤;点火;燃烧;节油

1 基本情况

塔里木热电厂目前装机容量为24MW,属中小型热电联产企业。有两台75t/h煤粉炉,承担阿克苏市区部分供暖任务。一台65吨抛煤机链条炉,为备用炉,其中两台75t/h热风送粉煤粉锅炉,设计煤种为温宿境内、挥发份低于14%的贫煤。后来由于煤炭市场的变化,经过一系列的改造,可以燃用库车俄矿烟煤与温宿贫煤按1:1混合煤种。由于塔里木热电厂所处地理位置及农一师电网的特殊情况,开停炉频繁,因而用油量很大,年用油在100～200吨。

2 微油量点火系统

微油量点火燃烧系统由燃油系统、气化枪、压缩空气系统、高压风系统、高能点火装置以及控制系统等组成。微油量点火系统是通过对燃烧器进行改造,并使用特制油枪头,使燃油很好的雾化,从而在点火时形成一个1500℃～2000℃左右的高能火核,然后直接点燃煤粉,来达到节油效果的。经过改造后,单支油枪出力为25～50kg/h,整个点炉过程可以很好的控制在锅炉的升温升压范围内。

2.1 微油枪燃烧工作原理

微油枪采用强化燃烧技术,即利用压缩空气的高速射流将柴油直接击碎,使之雾化成超细油滴进行充分燃烧,同时利用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容,再经过前端管束进行后期加热,加速油滴在极短的时间内完全蒸发气化,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,完全气化后的燃烧火焰刚性极强,其传播速度较初期加热气化后的速度明显加快,其传播速度超过声速,火焰呈完全透明状,完全气化后的燃烧火焰其根部为蓝色,中间及尾部为透明白色,火核中心温度可达1500-2000℃,完全满足在煤粉燃烧器内进行直接点燃煤粉燃烧,从而实现电站锅炉启、停以及低负荷稳燃。系统中压缩空气主要用于点火时实现前期燃油雾化,正常燃烧时补充燃烧需要的氧气含量;高压风用于补充后期加速燃烧所需氧气含量。

2.2 燃烧器系统的工作原理

微油枪燃烧形成的高温火核使进入浓淡燃烧器一次室的浓相煤粉颗粒温度急剧上升、破裂粉碎,释放大量的挥发份并迅速燃烧。然后由着火后的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并着火燃烧器,实现煤粉分级着火燃烧的成熟技术,使燃烧能量逐级放大,达到点燃煤粉并加速煤粉燃烧的目的。大大减少煤粉燃烧所需点燃的能量,满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求,达到以煤代油并节油的目的。浓淡煤粉燃烧器的周界冷却二次风引自送风机出口,使其在燃烧器内壁形成一道冷却气膜主要用于保护喷口安全,防止喷口结焦烧损及补充后期燃烧所需氧量。

3 系统改造

3.1 燃烧器改造

对锅炉的原有的下一次风进行改造,将锅炉对应两角燃烧器更换成微油量点火燃烧器。微油量燃烧器更换后,将侧二次风箱与气膜冷却风箱共享;在使用小油量燃烧时,使用送风机出口冷风,冷却燃烧器;在正常运行时,采用二次风作为周界风使用。

3.2 燃油系统改造

利用原有供油系统进行改造,在锅炉附近的供油管路上引出微油量的供油管路,然后从微油量供油管路上引回油管路到原系统回油管路上,并在微油量供回油管路上安装截止阀。在微油量点火时通过调节微油量供回油管路截止阀来调节微油量点火系统的油压,保持油压在1.0MPa左右。

3.3 压缩空气系统改造

在锅炉附近的压缩空气管线上取气源,(原锅炉配套有两台11m3空压机)就近从吹灰管道引到锅炉2、4号角。在微油量点火系统的压缩空气总管上设截止阀,并通过截止阀调节气压,保持气压在0.2～0.6MPa调节范围。

3.4 高压风系统的改造

原来现场准备增加一台高压风机,后经过优化方案,省去一台高压风机,直接从送风机出口的直径400mm冷风管道,通过直径108mm的管线引到锅炉两角。点炉初期风压2kPa。随着给煤量增加,根据燃烧情况风压还可继续增加,完全能够满足原设计需要。

3.5 控制系统

根据热电厂实际状况,微油量点火系统的控制采用就地控制和PLC集控室操作盘前程序自动控制相结合的方式,从而达到更好的性价比。

4 经济效益分析

针对塔里木热电厂75t/h锅炉现在每次启停炉需要耗油2～3t,燃油价格按0.5万元/t计算,启停一次炉需花费1～1.5万元。而微油量点火装置,单只油枪耗油25～50kg/h,点一次炉只需耗油200kg左右,约花费1000元。一次启停炉,直接节约成本2.3万元。每年塔里木热电厂75t/h锅炉启停约十余次左右,经过微油量改造后,每年节约燃油成本30万元左右。而且微油量点火装置改造后,完成了锅炉的自动点火改造,提高了设备的可靠性,原来用火把点火,需用三人,现只要一人就可完成,减少工人劳动强度,改善了操作工人的工作环境。

微油量点火装置改造后,提高了可靠的低负荷稳燃。保证了锅炉在较低负荷和燃烧劣质煤时,能够安全稳定进行。

结束语

少油量气化点火在塔里木热电厂实施完成后,点了四次炉,每次用油都在150kg,完全达到技术改造目的和设计要求。节油率达到90%以上。对塔里木热电厂节能减排工作起到很好的促进作用。

当前节能减排已经是我国的一项基本国策和任务,加大热电厂技改、技革和新技术应用的力度,刻不容缓。应当从战略的高度充分认识节能减排对企业可持续发展和提高企业经济效益的重大意义。

作者简介:樊森(1963-),男,工程师,新疆阿克苏塔里木热电厂厂长,工作以来长期从事发电厂的设备和技术管理工作。