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锅炉等离子点火技术和小油枪点火技


锅炉等离子点火技术和小油枪点火技术的比较 锅炉等离子点火技术是由烟台龙源电力技术有限公司在总结前人工作的基 础上,开发成功的锅炉点火及稳燃系统,为电厂节约燃油走出了一条新路子。该 项目 2000 年通过国家电力公司的鉴定,认为“DLZ-200 型等离子点火装置在 220t/h 燃用贫煤锅炉上直接点火及稳燃是成功的。该成果解决了多项技术关键问 题,达到了世界领先水平” ;2002

年被科技部等国家五部委授予国家级重点新产 品;2003 年 9 月获得中国电力科学技术奖一等奖;2005 年 3 月获得 2004 年度国 家科技进步二等奖。 截至目前,等离子点火及稳燃技术已成功应用近 300 台电站煤粉锅炉,煤 种:贫煤、劣质烟煤、烟煤和褐煤;机组容量等级:50MW、100MW、125MW、 200MW、300MW 和 600MW;燃烧方式:切向燃烧直流燃烧器、墙式燃烧旋流 燃烧器;制粉系统类型:钢球磨中储式、双进双出钢球磨直吹式、中速磨直吹式 和风扇磨直吹式制粉系统。 小油枪点火技术是在利用等离子点火的某些技术而发明的另一种锅炉点火 和稳燃技术,基本原理是用小油枪代替等离子发生器,并辅以煤粉燃烧器,用于 锅炉点火和低负荷稳燃。二者相比,比较如下: a、等离子点火是一个系统工程,与小油枪相比,该系统配置更合理,能满 足电厂点火和低负荷稳燃的需要。 不管是等离子点火系统还是小油枪点火系统,都要有系统的概念,没有合 理的系统配置,点火系统就不能发挥作用。尤其是直吹式制粉系统的锅炉,要保 证点火系统发挥作用,除了需要点火源(等离子发生器或小油枪)外,还需要设 计合理的专用燃烧器、冷炉制粉系统、磨煤机出力控制措施等,否则,就可能出 现点火初期磨煤机启动前大量用油烘炉或者升温升压速度快等问题。 烟台龙源公司在多年进行直吹式机组的等离子点火系统改造中,为保证锅 炉冷炉启动的成功,采取了多项先进的技术措施。如:为了保证磨煤机能够直接 冷态启动,配套安装了锅炉冷炉制粉系统;为了保证锅炉启动满足升温升压曲线 的需要,进行了磨煤机降出力改造;为了保证锅炉的等离子燃烧器能够满足锅炉 正常运行的需要,设计了双筒压差平衡燃烧器。烟台龙源公司的等离子工程业绩 中,直吹式锅炉占一半以上,尤其是近两年,进行等离子点火系统改造的锅炉

80%以上都是直吹式,其中大多是 300MW~600MW 的大机组,已经有多个安装 了等离子点火系统的直吹式锅炉实现了无油点火启动成功。如愉林电厂#2 机组 (135MW) ,大同发电有限责任公司#7、#8 机组(600MW) ,大港电厂#1 机 组(300MW) ,汕头电厂#3 机组(600MW) ,台山电厂#3 机组(600MW) ,泉州 电厂#1 机组(300MW) ,太仓电厂#3 机组(600MW) ,镇江电厂#3、#4 机组 (600MW)等工程。安装了等离子点火系统的电厂都认为,该系统配置合理, 能保证锅炉性能不变和升温升压曲线符合启动要求。 而小油枪的点火系统,由于系统配置不合理,加上燃烧器设计问题等,在 直吹式机组上安装了以后还需要投入大油枪,才能满足启动曲线的要求,因此就 消耗大量的燃油。如陕西榆林上河电厂的#2 机组(135MW,锅炉为中速磨直吹 式制粉系统) ,2004 年安装了等离子点火系统,至机组 168 试运行结束用油量为 零。该厂的#1 机组(锅炉和#2 炉相同)2004 年安装了小油枪点火系统,但是 启动时还需要大量投油,至 168 结束用油量超过 500 吨,最终#1 机组累计用油 超过了 1500 吨,并且,锅炉正常运行中,出现了燃烧器结渣等问题,影响锅炉 的正常运行,根据目前运行情况判断,与小油枪点火燃烧器的设计不合理很有关 系。2005 年 9 月该厂已经将#1 机组的小油枪点火系统拆掉,更换为等离子点火 系统。 b、等离子点火系统的设备可靠性和安全性高于小油枪点火系统。 等离子点火系统从 2000 年烟台电厂的第一台机组开始至今,已经安装了 300 多台锅炉,设备技术水平和可靠性也从 2000 年的初期阶段,经历了 2001 年 -2002 年的设备完善阶段,到 2003 年已经趋于成熟,通过一系列的业绩,取得 了电厂的认可。如:吉林热电厂 10#、11#锅炉(500t/h,钢球磨中储式制粉系统) 2003 年在基建期间安装了等离子点火系统,完全没有用点火油就完成了机组的 整个启动、调试和 168 试运行等工作。甘肃平凉电厂#4 机组(300MW,锅炉为 中速磨直吹式制粉系统) ,2003 年安装了等离子点火系统,仅用了 200 多吨油, 就完成了基建机组的全部调试工作。国华宁海电厂 2 号、国华台山电厂 3 号 600MW 机组在整个吹管阶段完全实现无油点火。镇江电厂 1#机组 600MW 整个 168 期间用油没有超过 300 吨。尤其是今年应用等离子点火系统的电厂大多都实 现了零油耗,这些电厂的应用情况说明,等离子点火技术已经成熟,可以进行大

规模的推广应用。 2003 年有部分电厂开始安装小油枪点火系统,由于一次性投资低,主要是 对设备安全性要求不高或者没有大量技改投入必要的小、旧机组改造项目,从目 前的应用情况来看,主要存在如下设备问题: (1) 、由于一般小油枪系统设备厂家没有 1:1 热态试验台,所以在煤粉燃 烧器的设计上,不能根据相关电厂的煤粉点火试验结果来进行燃烧器设计,只能 凭直觉或其他工程的经验,也就很难保证燃烧器的性能。如榆林上河电厂的#1 锅炉,由于安装了气化小油枪点火系统,就出现了燃烧器结渣等情况,影响到了 锅炉的正常运行。 烟台龙源公司的每一台等离子燃烧器都在 1:1 热态试验台上进行设计前结 构优化点火试验和出厂前设备检验点火试验, 所以能够保证燃烧器的性能满足现 场的要求。尤其是在主燃烧器进行改造的项目,对燃烧器的性能要求更高。这方 面,上锅、哈锅、东锅、北京巴威、武锅等国内主要锅炉厂家,一开始也对此很 担心,怕等离子燃烧器的性能不如锅炉厂的燃烧器性能,影响到锅炉效率或出现 燃烧器结渣等问题,但通过几个工程后,等离子燃烧器的优良性能,就消除了各 个厂家都对等离子燃烧器性能的疑问。 (2) 、等离子点火系统比小油枪点火系统更能保证点火安全。 等离子点火的基本原理是用温度非常高(约 6000-10000℃)的等离子体点 燃煤粉,煤粉在经过等离子体的过程中,除了煤粉颗粒表面的挥发份被点燃外, 等离子体的高温还使煤粉颗粒在瞬间破裂粉碎,迅速释放出大量挥发物,从而使 煤粉颗粒迅速燃烧。在点火初期,决定煤粉着火的因素之一是点火源的温度,因 ,直接点 此用等离子点火系统可以用较低的能量(110KW 约为 10Kg 柴油/小时) 燃煤粉。 小油枪点火系统是采用柴油作为点火的输入能量,虽然采用了补风等加强 燃烧的后期措施,但是由于柴油的特性,决定了其火焰温度一般在 2000℃以内 (这也是为什么有可以切割不锈钢板的等离子切割机,而没有柴油切割机的原 因) 。因此,用小油枪点火系统进行点火的时候,油枪火焰仅仅是把煤粉颗粒表 面的部分挥发份点燃,大量的煤粉并没有被点燃,所以就会出现初期煤粉燃烬率 低的问题,对锅炉点火来说,会有炉膛爆燃和尾部二次燃烧的危险。

(3) 、油煤混烧期间,抢风问题严重,燃烧效率较低; 油煤混烧期间,燃烧器阻力较大,如山东淄博电厂,加装小油枪后,一次 风压需提高 2kPa。 小油枪喷嘴较小,容易发生结碳,堵塞等问题; 小油枪一般采用压缩空气作为其雾化方式,存在油易泄漏入压缩空气系统 地问题;如陕西榆林电厂曾发生该事故; 小油枪油管路设计较细,运行调整非常困难; 如果有漏油到煤粉燃烧器的情况,将可能导致局部煤粉沉积,有可能会有 燃烧器结焦甚至烧坏的危险。 (4) 、由于小油枪点火系统增加了部分油管路,也就增加了因油系统泄漏 导致火灾等事故的可能性。 c、等离子点火系统的环保性能更好。 随着中国环保意识的增强,国家对电厂的环保要求也越来越严格,2005 年 初的“环保风暴”中,有很多叫停的项目就是火电厂项目。等离子点火系统的环 保性能更好,因为:一方面,由于等离子点火系统的煤粉燃烬率高,所以除了提 高了锅炉效率外,还使排烟中的灰浓度降低。另一方面,由于等离子点火系统完 全不用点火油,所以在点火初期也可以投入电除尘器,使锅炉可以实现无黑烟启 动。


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