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2 微油冷炉点火技术原理及方案设计
2.1 微油冷炉点火技术原理
微油燃烧技术由微油气化油枪和微油冷炉点火燃烧器组成。
微油气化燃烧的工作原理是利用机械雾化和压缩空气的高速射流将燃料油挤压、撕裂、破碎,产生超细油滴后通过高能点火器引燃,同时巧妙地利用燃烧产生的热量对燃油进行加热,使燃油在极短的时间内蒸发气化。由于燃油是在气化状态下燃烧,可以大大提高燃油火焰温度,并急剧缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰,中心温度高达1800~2000℃。它作为高温火核在煤粉燃烧器内快速点燃一级煤粉。
冷炉微油点火燃烧器见图1。它的工作原理是:把微油气化油枪产生的高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区,当浓相煤粉通过气化燃烧高温火核时,煤粉温度急剧升高、破裂粉碎,释放出大量的挥发份,并迅速着火燃烧。已着火燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉,实现了煤粉的分级燃烧,燃烧能量逐级放大,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大幅度减少煤粉燃烧所需的引燃能量。为了防止燃烧器烧坏和在燃烧器内发生结渣,采用多级气膜冷却风保护喷口安全。
2.2 微油冷炉点火技术方案设计
6#炉改造方案为将最下层#1、#3角一次风喷口改造成微油点火燃烧器。微油点火燃烧器既作为冷炉点火燃烧器,又作为主燃烧器使用。这种改造方式完全可以利用原有#1、#3角的输粉系统,包括给粉机、一次风输粉管道以及一次风在线检测系统,改造工作量小。
微油冷炉点火技术由微油冷炉点火燃烧器、微油气化油枪及辅助系统组成。辅助系统主要包括:油系统;压缩空气系统;气膜冷却风系统和自动控制系统。
(1) 油系统的主要作用是为微油枪提供清洁的燃油。由于微油枪出力很小,导致喷油孔尺寸很小,因此需对燃油进行清洁、过滤,防止燃油杂质堵塞喷油孔。(微油气化油枪的设计压力比原燃油系统压力低,在利用原燃油管道的基础上需对其减压)另外,在微油燃油系统中需加电动油阀,以实现程控操作。
(2) 压缩空气系统的作用是为微油气化油枪提供雾化动力。
(3) 气膜冷却风的作用是防止燃烧器高温烧毁。气膜冷却风为压力冷风,从送风机出口引出。
(4) 控制系统的作用是实现微油燃烧技术的程控操作,炉膛的安全保护与连锁,过程参数(压力、温度、风速等)的采集与监测。
3 微油冷炉点火技术试验结果
3.1 微油气化油枪出力标定
由于采用微油技术后,微油枪所用油量很少,原有的燃油流量计测不准,故需对微油气化油枪的出力进行冷态标定。标定方法采用称重法,即测出一定时间内微油枪的喷油量,然后推算出每小时微油枪出力,标定结果见表3。
3.2 大修后的升炉过程
台州发电厂#6炉大修后于2005年12月11日上午6:00开始锅炉启动。6:48投用#1、#3角微油点火系统主油枪(微油压力为0.8Mpa,2只油枪出力为42kg/h),微油枪一次点火成功;7:10投入1#、3#角给粉机,给粉机转速350r/min。投用给粉机后煤粉瞬时点燃,微油燃烧器喷口出口火焰温度为665~845℃;考虑到启动初期风温和炉膛温度较低,不利于煤粉燃尽,在7:30投入2只辅助微油枪(主枪和辅枪总出力为87.1kg/h),并将给粉机转速提升至400 r/min,喷口火焰温度可达到1000℃。通过调整给粉机转速,可以平稳控制锅炉升温、升压。
6#炉从11日6:00开始启动,在完成所有大修后的试验和消缺后,18日23点锅炉带负荷后转入正常生产运行。大修后的启动基本使用微油燃烧器,共投用微油10次,基本一次点火成功。微油系统累计投用时间88小时。
冷炉启动过程中的煤质数据见表2。煤粉细度R90=20%-22%,R200=3.8-4%。
3.3 微油燃烧调整试验
3.3.1 一次风速对微油燃烧的影响
一次风速的高低对微油燃烧器煤粉的着火和燃烧影响较大,一次风速过高将导致煤粉着火推迟;而一次风速偏低又容易造成一次风管积粉甚至堵管。合理选择点火一次风速,对微油燃烧器的稳定燃烧较为重要。
保持给粉机转速350r/min、气膜风开度10%,改变一次风速,用辐射式高温计测量微油燃烧器出口火焰温度,测试数据见表4。
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