小油量氣化煤粉燃燒技術(shù)的特點(diǎn)與應用

第30卷第2期黑龍江電力2008年4月小油量氣化煤粉燃燒技術(shù)的特點(diǎn)與應用范云龍,汪洪澤2,宮偉2,毛崇鵬(1.黑龍江省火電第一工程公司,黑龍江哈爾濱15000;2,哈爾濱熱電有限責任公司,黑龍江哈爾濱150046)摘要:闡述了小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒系統工作原理、系統構成,以及小油量氣化煤粉燃燒系統在哈爾濱熱電有限責任公司工業(yè)試驗及應用情況。小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒系統性能穩定,能夠實(shí)現機組冷、熱態(tài)啟動(dòng)及低負荷穩燃,節油顯著(zhù)。關(guān)鍵詞:小油量氣化燃燒;煤粉燃燒器;點(diǎn)火啟動(dòng);應用中圖分類(lèi)號:TK16文獻標識碼:B文章編號:1002-1663(2008)02-0157-04Characteristic of pulverized coal combustion technologywith a little oil gasified and its applicaFAN Yunlong, WANG Hongze, CONG Wei, MAo Chongpeng(1. Heilongjiang No. 1 Thermal Power Construction Corporation, Harbin 150090, China;2. Harbin Thermal Power Co, Ltd, Harbin 150040, China)Abstract: The paper discussed the principle and the system constitution of directly igniting pulverized coalcombustion system with a little oil gasified and the condition applied to Harbin Thermal Power Co., Ltd, tactual results shown that the system is steady and can combust steadily in cold and hot state and lowercondition, and can greatly save the oil usedKey words: gasified combustion with a little oil; bumer of pulverized coal; ignition starting; application電力工業(yè)是燃油消耗的大戶(hù),199年我國火造成小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器。電燃媒機組約占總裝機容量的148%,用油量約1小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃啟動(dòng)點(diǎn)火和低負荷運行時(shí)助燃穩燃用油。燒系統構成及工作原理小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉技術(shù)于2001小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉系統由燃油系年10月在哈爾濱熱電有限責任公司5號爐5號統小油量氣化油槍、煤粉燃燒器、濃稀相煤粉分燃燒器上進(jìn)行了工業(yè)性應用試驗,油槍連續穩定離裝置壓縮空氣系統高壓風(fēng)系統電點(diǎn)火裝置長(cháng)時(shí)間運行。2002年6月將5號爐2、35號燃燒次風(fēng)在線(xiàn)監測系統氣膜冷卻風(fēng)系統以及PLC器改造成小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器,控制系統等組成先后完成了兩次機組冷態(tài)啟動(dòng)6月19日又完成1.1小油量氣化油槍工作原理了滑停試驗。從運行工況看,爐內燃燒穩定,運行小油量氣化油槍的工作原理是將液體燃料直參數完全滿(mǎn)足機組啟、停的技術(shù)曲線(xiàn)要求,205接霧化燃燒在極短的時(shí)間內用燃燒產(chǎn)生的熱量h鍋爐啟動(dòng)1次用油0.20t。5號爐小油量氣化對燃料進(jìn)行加熱氣化使小油量氣化油槍在正常燃燒器改造成功后哈爾濱熱電有限公司利用大燃燒過(guò)程中直接燃燒氣體燃料從而提高了燃燒小修,先后將1~4號爐、6號爐的部分燃燒器改效率中國煤化工k焰剛性強呈CNMHG收稿日期:2007-12-07作者簡(jiǎn)介:范云龍(1965-),男,1990年畢業(yè)于哈爾濱船舶工程學(xué)院機械制造工程專(zhuān)業(yè)助理工程師157ol.30,No.2Heilongjiang Electric PowerApr 2008完全透明狀,根部為藍色高溫火焰,中間及尾部為透明紅色火焰?；鹧鏈囟葹?500~2000℃,與高溫等離子體極為相似。小油量氣化油槍結構如圖1所示。圖2煤粉燃燒器簡(jiǎn)圖冷卻技術(shù),用稀相一次風(fēng)冷卻一次燃燒室壁面,用引自送風(fēng)機出口的壓力風(fēng)冷卻二次燃燒室壁面。2工業(yè)性應用試驗研究1一進(jìn)油管:2儲存器:3—調節閥:4機箱;5—次進(jìn)風(fēng)管:6—風(fēng)量調節閥;7一聯(lián)接板;哈爾濱熱電有限責任公司有6臺鍋爐,其中量調節閥:9二次進(jìn)風(fēng)管;10爐口固定蓋;11-通風(fēng)道輪;13-通123號爐為230t/h、倉儲式、熱風(fēng)送粉、四角切4—燃燒室:15氣化器:16—特接帽17一仗表;18—連接管;19—噴嘴圓煤粉爐,45號爐為205t/h、倉儲式、乏氣送粉、后墻旋流燃燒器煤粉爐,6號爐為410Lh、倉儲圖1小油量氣化油槍結構簡(jiǎn)圖式、熱風(fēng)送粉、四角切圓煤粉爐。試驗選擇在5號由于小油量氣化油槍出力小(20kgh),燃燒爐上進(jìn)行。5號爐為HG-410/100-6型燃油鍋產(chǎn)生的熱量有限,油火焰極易被速度較高的冷一爐,油改煤后出力為205Uh煤粉爐,采用鋼球磨次風(fēng)粉吹滅,因此為保持油火焰穩定,采用了油火煤機、中間儲倉式制粉系統,共有6只燃燒器(下焰穩定技術(shù)。排布置4只旋流燃燒器,上排布置2只旋流燃燒壓縮空氣的作用是對燃油進(jìn)行霧化。由于壓器),鍋爐配有4只油槍(上、下排各2只油槍),縮空氣流速較高可將燃油擊碎至超細油滴易于用于鍋爐啟動(dòng)和低負荷穩燃。完全燃燒。2.1燃燒系統改造方案高壓風(fēng)的作用是為油燃燒提供氧該改造方案是將小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤1.2小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器粉燃燒器安裝在5號爐的2、3、5號燃燒器上,原小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器由一次、二次風(fēng)粉系統不變拆除原有的點(diǎn)火助燃油燃燒室、二次燃燒室、周界二次風(fēng)組成其結構簡(jiǎn)槍在原燃燒器入口前第一個(gè)45°彎頭上安裝彎圖見(jiàn)圖2。小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器頭離心分離裝置將煤粉進(jìn)行濃淡分離。與常規煤粉燃燒器的主要區別是煤粉在小油量氣為了防止結焦,在小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器筒體內被髙溫油火焰點(diǎn)燃并燃燒,向爐內噴出高溫火焰;煤粉在噴出常規煤粉燃燒器后被回流的高溫煙氣點(diǎn)燃。燃燒室的作用:一次風(fēng)粉混合物經(jīng)濃淡分離后,濃相煤粉進(jìn)入一次燃燒室與氣化燃燒生成的高溫火焰混合,析出揮發(fā)分并著(zhù)火燃燒。次燃燒室的作用:稀相煤粉進(jìn)入二次燃燒室與濃相著(zhù)火燃燒的煤粉混合并被點(diǎn)燃,將點(diǎn)燃的煤粉火焰噴入爐膛,火焰長(cháng)度可達5m。周界二次風(fēng)的作用:冷卻二次燃燒室壁面防止燃燒器燒損和結焦由于煤粉燃燒在燃燒器筒體內進(jìn)行,燃燒器中國煤化工4一二次燃燒室筒體內煙氣溫度為1000℃左右,如金屬壁面冷CNMHG間:8稀相室卻效果不好,容易造成燃燒器超溫燒損。為了防止燃燒器發(fā)生燒損現象,在燃燒器上釆用了氣膜圖3小油量氣化燃燒器簡(jiǎn)圖158一第30卷第2期黑龍江電力2008年4月煤粉燃燒器筒壁設置了三級風(fēng)膜冷卻,能起到防·燃燒器的煤粉著(zhù)火影響較大,一次風(fēng)速過(guò)高將導結焦、抗燒損作用,同時(shí)補充二次風(fēng)室燃燒氧量。致煤粉著(zhù)火推遲,燃燒不穩;一次風(fēng)速偏低則容易風(fēng)膜由空氣預熱器入口壓力冷風(fēng)提供,風(fēng)量大小造成燃燒器燒損及一次風(fēng)管積粉或堵管。因此由風(fēng)門(mén)控制。點(diǎn)火一次風(fēng)速的合理選擇對小油量氣化直接點(diǎn)燃2.2小油量氣化燃燒系統的構成煤粉燃燒器的煤粉穩定燃燒至關(guān)重要。根據試驗小油量氣化燃燒器系統由燃油系統、小油氣數據,鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的一次風(fēng)速應為20~24化油槍壓縮空氣高壓風(fēng)、點(diǎn)火裝置和控制系統m/s。等組成3.2煤粉濃度對煤粉著(zhù)火特性的影響燃油系統由小油箱、油泵、手動(dòng)閥及電磁閥煤粉濃度高有利于煤粉點(diǎn)燃著(zhù)火,但煤粉濃管道等組成。油壓為04~0.6MPa,出力為20度太高會(huì )使點(diǎn)火初期氧量補充不足,不完全燃燒kg/h增加,容易造成一次風(fēng)管積粉燒損。因此,煤粉濃小油量氣化油槍安裝在原油槍4219管內,度的選擇對保證小油量氣化燃燒器的長(cháng)期穩定投前端配長(cháng)度280mm特制保溫磚保溫磚內有一運至關(guān)重要。根據試驗數據,一次風(fēng)速為23m/個(gè)帶錐度圓孔能夠保證燃油氣化所需熱量及氣的冷態(tài)啟爐過(guò)程給粉機轉速應保持在500r/min化火焰穩定。以上。壓縮空氣系統由空氣壓縮機、手動(dòng)閥、電磁3.3二次風(fēng)量對煤粉著(zhù)火特性的彩響閥、管道等組成。壓縮空氣壓力為0.25~0.3在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期,由于爐膛溫度和一次MPa。高壓風(fēng)系統引自高壓風(fēng)機壓頭為500P,·風(fēng)溫度很低,提前摻人二次風(fēng)不但起不到助燃作風(fēng)量為300m/h,二次風(fēng)管釆用d6×3鋼管。用,而且降低了火焰溫度,使燃燒不穩定。因此,點(diǎn)火裝置采用高壓自動(dòng)點(diǎn)火裝置直接點(diǎn)燃在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)初期為了保持煤粉燃燒穩定性,燃油。必須將二次風(fēng)全關(guān)。在鍋爐點(diǎn)火30~45min后2.3監測與控制系統為了提高煤粉燃燒的經(jīng)濟性,可逐漸開(kāi)大二次風(fēng)控制系統與Fss聯(lián)接,實(shí)現燃油速斷功能。擋板開(kāi)度,二次風(fēng)擋板開(kāi)度由20%開(kāi)大到80%。該控制系統采用德國西門(mén)子公司s下-200系列可4冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中鍋爐升溫升壓曲編程控制器(PIC)作為監控核心,用中達一斯米線(xiàn)測試克公司的 HITECH系列觸摸屏作為人機界面,兩者之間由通訊口(RS485)交換數據,在觸摸屏上5號鍋爐在235號小油量氣化直接點(diǎn)燃煤顯示采集的數據,發(fā)出控制命令。監測與控制系粉燃燒器改造完成后,于2002年6月11日和統能實(shí)現過(guò)程的啟停以及過(guò)程參數(壓力溫月19日進(jìn)行了兩次冷態(tài)啟動(dòng)。度、風(fēng)速等)采集與監測、安全保護與聯(lián)鎖,確保第一次冷態(tài)啟動(dòng):6月11日14時(shí)投人23、5系統安全,并能夠記錄過(guò)程參數。為了保證點(diǎn)火號小油量氣化油槍;14時(shí)10分投入2號給粉機,過(guò)程的穩定進(jìn)行防止送粉一次風(fēng)速過(guò)高、著(zhù)火不鍋爐開(kāi)始升溫升壓;14時(shí)40分投人3號給粉機。穩定及送粉一次風(fēng)速過(guò)低造成堵粉在2、3號噴7時(shí)45分汽溫升至408℃汽壓升至3.15MPa燃器對應的一次風(fēng)管上安裝風(fēng)速在線(xiàn)測量系統,時(shí),由于省煤器出口溫度插座泄漏必須停爐處實(shí)時(shí)測量一次風(fēng)管內風(fēng)速。理,因此停止2、3號給粉機運行,停爐降壓處理為了在點(diǎn)火過(guò)程或低負荷穩燃期間監測點(diǎn)缺陷火燃燒器壁面溫度變化,在燃燒器壁面安裝了4第二次冷態(tài)啟動(dòng):6月19日9時(shí)投人2、3號個(gè)壁溫測點(diǎn),實(shí)時(shí)監測一、二次燃燒室壁面溫度,小油量氣化油槍,9時(shí)7分投人2號給粉機運行,及時(shí)調整氣膜冷卻風(fēng)量,防止燒損燃燒器。鍋爐開(kāi)始升溫升壓,9時(shí)30分投入3號給粉機運行H中國煤化工43分汽機定速3鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中存在的問(wèn)題并列CNMHG全燒媒粉3.1一次風(fēng)速對煤粉著(zhù)火特性的影響陽(yáng)咧叫W升溫、升壓曲線(xiàn)見(jiàn)次風(fēng)速的高低對小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉圖4圖5159一Vol 30. No. 2Heilongjiang Electric PowerApr.2008各臺爐上應用,主要是解決冷爐啟動(dòng)時(shí)的煤粉來(lái)源問(wèn)題。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有熱風(fēng)不能制粉,粉倉中沒(méi)有煤粉,1~3號爐有輸粉機,6號爐兩套制l00粉系統之間有輸粉機,和其它爐之間沒(méi)有輸粉機。1~3爐帶廠(chǎng)用電,常年保證有兩臺爐運行,因此第三臺爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)可以從其它爐輸粉。經(jīng)現場(chǎng)時(shí)間/min分析,在6號爐甲制粉系統和5號爐乙制粉系統圖45號鍋爐升溫曲線(xiàn)之間架設輸粉機,在1臺100MW機組運行時(shí)啟動(dòng)另一臺機組,可從鄰爐輸粉。62油系統的改造2.5在5號爐試驗時(shí),采用油箱、油泵向小油量氣21.5化油槍供油,由于現場(chǎng)溫度高,油箱內存放柴油不符合防火規定,每次啟爐向小油箱內注油也不方便,因此對現場(chǎng)原有油系統進(jìn)行了改造,利用回油255075100125150175200時(shí)間/min管道作為小油量氣化系統的供油管道。油系統的供回油從1號爐至6號爐,在6號爐回油管道上圖55號鍋爐升壓曲線(xiàn)加入1個(gè)調節門(mén),關(guān)小調節門(mén),將回油管道壓力降從2次鍋爐升溫升壓試驗看出鍋爐升溫升到0.6MPa,能滿(mǎn)足1-6號爐使用小油量氣化系壓速度能夠滿(mǎn)足鍋爐啟動(dòng)的需要。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)統,解決了小油泵和現場(chǎng)放置油箱防火的問(wèn)題至并列消耗的輕柴油量為200kg,每次啟動(dòng)可節消除了小油泵跳閘和油箱油位調整的問(wèn)題大油約大量燃油。槍和小油量點(diǎn)火系統同時(shí)備用操作便捷,迅速,5與使用常規油槍的經(jīng)濟性和安全回油系統可同時(shí)滿(mǎn)足多臺爐啟爐使用。性對比分析7結束語(yǔ)哈爾濱熱電有限責任公司在1~6號爐應用小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器在5號鍋爐上每次啟動(dòng)可節約柴油7~8t。在試驗期間,利推廣小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器得出如用小油量氣化直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器啟動(dòng)機組與使下結論:用油槍相比,爐腔火焰明亮能見(jiàn)度較高燃燒比焦不是直接點(diǎn)燃煤粉燃燒穩定燃燒器不結較完全,未發(fā)現鍋爐尾部出現二次燃燒、煙溫升高、爐內燃燒不穩的滅火現象。主汽溫升平穩,受b小油量氣化油槍的出力為18~20kg/h,每熱面壁溫未出現超溫現象啟動(dòng)時(shí)間與燃油基本次啟動(dòng)耗油僅為200kgc,在鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中,點(diǎn)火一次風(fēng)速為致另外采用油槍啟動(dòng)鍋爐時(shí)為防止未完全燃20~24m/s,煤粉燃燒穩定火焰明亮。d.完全能夠使鍋爐在冷態(tài)下啟動(dòng)并列,啟動(dòng)燒油滴污染除塵器電極,除塵器只能在撤掉油槍后投運這樣啟動(dòng)期間大量的較黑粉塵未經(jīng)處理時(shí)間與用常規油槍的相同。e.在機組低負荷運行工況下,可以實(shí)現機組排入大氣,造成環(huán)境污染。采用小油量氣化直接少油穩燃運行。點(diǎn)燃煤粉燃燒器時(shí),鍋爐在開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)即可投人f鍋爐在開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)就可以投入電除塵器電除塵器,大大減少了粉塵的排放大大減少了粉塵排放。6應用時(shí)對原有設備進(jìn)行的改造編輯侯世賽6.1煤粉來(lái)源小油量氣化燃燒直接點(diǎn)燃煤粉燃燒器技術(shù)在中國煤化工CNMHG