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降低燃用貧煤鍋爐啟動(dòng)用油的措施

文檔作者：王濱文檔來源：華電濰坊發(fā)電有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月28日
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第36卷第12期
2014年12月
華電技術(shù)
Huadian Technology
V01．36 No．12
DeC．2014
降低燃用貧煤鍋爐啟動(dòng)用油的措施
王濱
(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東濰坊261204)
摘要：針對(duì)燃用貧煤鍋爐啟動(dòng)油耗高的問題，某發(fā)電公司進(jìn)行了純氧點(diǎn)火改造并采取了“除氧器至啟動(dòng)分離器循環(huán)加
熱”啟動(dòng)方式，顯著降低了機(jī)組啟動(dòng)燃油，1年即可收回改造投資，經(jīng)濟(jì)效益良好。
關(guān)鍵詞：貧煤；啟動(dòng)燃油；純氧點(diǎn)火；循環(huán)加熱；節(jié)油
中圖分類號(hào)：TK 229．6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674—1951(2014)12—0023—03
O 引言
火電廠煤粉鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)、停運(yùn)及低負(fù)荷助燃
等情況下均需耗用大量燃油。目前，燃煤鍋爐的節(jié)
油技術(shù)主要有微油點(diǎn)火、等離子點(diǎn)火等，在機(jī)組節(jié)油
方面發(fā)揮了重要作用。但這些技術(shù)對(duì)煤種的適應(yīng)范
圍小，不能適應(yīng)入爐煤質(zhì)的大幅度變化，啟動(dòng)時(shí)仍需
要大油槍伴燒；同時(shí)，啟動(dòng)過程中普遍存在飛灰含碳
量高的缺點(diǎn)。
1 設(shè)備概況
某公司二期工程2臺(tái)2 102 t／h鍋爐為上海鍋爐
廠有限公司生產(chǎn)的超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，
單爐膛、一次再熱、四角切圓燃燒、固態(tài)排渣，設(shè)計(jì)煤
種為山西晉中地區(qū)貧煤，點(diǎn)火及助燃油為 0柴油。
燃燒系統(tǒng)的點(diǎn)火方式為二級(jí)點(diǎn)火，即高能點(diǎn)火裝置
點(diǎn)燃輕油，輕油點(diǎn)燃煤粉。系統(tǒng)配有16支Y型蒸
汽霧化油槍，其中下3層共12支油槍間隔布置在相
鄰2層濃煤粉噴嘴之間的1個(gè)直吹風(fēng)噴嘴內(nèi)，上1
層共4支油槍布置在第2層和第3層淡煤粉噴嘴之
間的1個(gè)直吹風(fēng)噴嘴內(nèi)。
2 油耗高的原因分析及改造措施
該公司二期 3， 4超臨界直流鍋爐啟動(dòng)油耗
高，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，2011年耗油量高達(dá)2 557 t，不符合
國(guó)家節(jié)能減排要求。造成機(jī)組啟動(dòng)油耗高的主要原
因?yàn)椋?3， 4鍋爐設(shè)計(jì)煤種為貧煤，燃煤揮發(fā)分低
('／d =14．9％)，啟動(dòng)初期不易點(diǎn)燃；啟動(dòng)初期爐管
溫度偏低，烘爐時(shí)間長(zhǎng)。對(duì) 3， 4鍋爐啟動(dòng)用油情
況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。
從表1可以看出：2010-2012年， 3， 4機(jī)組每
收稿日期：2014—03—25；修回日期：2014—10—14
基金項(xiàng)目：華電青年創(chuàng)新創(chuàng)效項(xiàng)目(HDQNCX2012—11)
表1 3。 4鍋爐啟動(dòng)用油量統(tǒng)計(jì)
次冷態(tài)啟動(dòng)用油為120～190 t，有時(shí)甚至超過260 t，
極大增加了公司的燃料成本。
為解決啟動(dòng)油耗高的問題，該公司采取了以下
改造措施：一是在微油點(diǎn)火燃燒器內(nèi)增加了二級(jí)供
氧裝置，為油槍火焰和高濃度煤粉火焰提供強(qiáng)化燃
燒所需的氧氣，在煤粉氣流初始著火的湍流混合關(guān)
鍵區(qū)域形成富氧環(huán)境，提高了區(qū)域燃燒強(qiáng)度，增強(qiáng)了
點(diǎn)火能量，大大降低了點(diǎn)火初期的飛灰可燃物含量；
二是采取了“除氧器至啟動(dòng)分離器循環(huán)加熱”啟動(dòng)
的方式，鍋爐冷態(tài)沖洗合格后，點(diǎn)火前逐漸提高除氧
器溫度至150 cI=左右，開啟正常水位調(diào)節(jié)(NWL)閥
進(jìn)行循環(huán)加熱(常規(guī)做法是循環(huán)加熱前點(diǎn)火烘爐)，
對(duì)鍋爐循環(huán)加熱3～5 h，提高水冷壁內(nèi)爐水溫度，使
爐管溫度顯著提高，減少了啟動(dòng)烘爐時(shí)間。
3 系統(tǒng)改造
3．1 純氧點(diǎn)火改造
3．1．1 純氧改造原理
純氧助燃點(diǎn)火技術(shù)的核心是“以煤代油、確保
燃盡”，以微油點(diǎn)火燃燒器為基礎(chǔ)，在燃燒器的適當(dāng)
位置，以適當(dāng)方式加入適量純氧，確保不同煤種的煤
粉均能可靠、充分燃燒，以煤火焰代替油火焰，從而
實(shí)現(xiàn)節(jié)油目的。由于油、煤粉燃盡率很高，可以避免
二次燃燒，不會(huì)對(duì)脫硫、脫硝、電除塵、布袋除塵系統(tǒng)
造成污染，從而有條件實(shí)現(xiàn)“無煙開機(jī)、環(huán)保開機(jī)”。
純氧對(duì)燃燒的作用：降低燃料的著火點(diǎn)溫度和
著火熱；提高火焰?zhèn)鞑ニ俣群腿急M率；提高燃燒區(qū)的
火焰溫度。
· 24· 華電技術(shù) 第36卷
3．1．2 純氧助燃點(diǎn)火關(guān)鍵技術(shù)
(1)將微油點(diǎn)火和純氧助燃兩項(xiàng)技術(shù)巧妙結(jié)
合，用最佳氧濃度來提高油、煤火焰溫度，增強(qiáng)了點(diǎn)
火能量，提高了煤種適應(yīng)性，保證了電站鍋爐在煤質(zhì)
變化情況下可靠地實(shí)現(xiàn)冷態(tài)點(diǎn)火及低負(fù)荷穩(wěn)燃。
(2)運(yùn)用鈍體尾跡點(diǎn)火技術(shù)，形成穩(wěn)定燃燒區(qū)。
在點(diǎn)火煤粉燃燒器出口設(shè)置鈍體，在鈍體后設(shè)置環(huán)
形噴氧管，如圖1所示。微油火焰與煤粉氣流繞鈍
體而過，形成鈍體尾跡。在鈍體尾跡內(nèi)噴入純氧，鈍
體尾跡和主氣流交界面上有很大的速度梯度和濃度
梯度，是動(dòng)量交換和物質(zhì)交換最激烈的區(qū)域，在該處
形成高煤粉濃度區(qū)、高氧氣濃度區(qū)、高溫區(qū)(“三高”
區(qū)域)，非常有利于煤粉的著火燃燒。
圖1 環(huán)形噴氧管
(3)低壓油膜破碎技術(shù)。微油槍采用低壓油膜
破碎技術(shù)，在特定的裝置中，僅需要較低的燃油壓力
(約0．5 MPa)，利用氣一液兩相流中的空氣動(dòng)力特
性將油膜粉碎，即可獲得超細(xì)微小的霧化油滴，油滴
索太爾平均直徑可達(dá)20 m。在霧化過程中，充分、
有效利用了氣體能量，實(shí)現(xiàn)了最佳的霧化效果。良
好的霧化效果，配合相關(guān)氣化技術(shù)，使燃油高強(qiáng)度充
分燃燒。
3．2 采用“除氧器至啟動(dòng)分離器循環(huán)加熱”啟動(dòng)
方式
3， 4鍋爐采用內(nèi)置式、簡(jiǎn)單疏水大氣擴(kuò)容式
啟動(dòng)系統(tǒng)，排水通過2根疏水管道引至一個(gè)連接球
體，再到鍋爐的大氣式擴(kuò)容器后外排。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，
鍋爐螺旋管水冷壁溫度與鍋爐烘爐時(shí)間關(guān)系如圖2
所示。
啟動(dòng)時(shí)爐管溫度越低，烘爐所需時(shí)間越長(zhǎng)，機(jī)組
3
測(cè)點(diǎn)
lO
9
8
7
6
∈
5 厘
魯
4
3
2
1
0
圖2 螺旋管壁溫度與點(diǎn)火并網(wǎng)時(shí)間的關(guān)系
油耗也就越高，因此，有效提高啟動(dòng)初期爐管溫度是
節(jié)油的關(guān)鍵。采用“除氧器至啟動(dòng)分離器循環(huán)加
熱”啟動(dòng)方式，可提高點(diǎn)火前螺旋管水冷壁溫度，縮
短烘爐時(shí)間，從而節(jié)省燃油。
鍋爐冷態(tài)沖洗合格后，逐漸提高除氧器溫度至
150 oC左右，同時(shí)開啟正常水位(NWL)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行
排水回收(常規(guī)做法是直接進(jìn)入點(diǎn)火程序，不開啟
NWL調(diào)節(jié)閥進(jìn)行排水回收)，對(duì)鍋爐循環(huán)加熱3～5
h，提高水冷壁內(nèi)爐水溫度，按給水一除氧器一給水
泵一高壓加熱器_+鍋爐省煤器 水冷壁一啟動(dòng)分離
器一NwL調(diào)節(jié)閥一除氧器的流程進(jìn)行循環(huán)，減少外
排熱量，提高爐水溫度，使鍋爐金屬溫度得到提高。
4 改造效益分析
改造前、后啟動(dòng)用油對(duì)比見表2。由表2可以
看出：兩項(xiàng)措施實(shí)施后，機(jī)組啟動(dòng)用油減少110～
250t，下降幅度達(dá)75％左右，節(jié)油效果明顯。
改造前，冷態(tài)點(diǎn)火用油量為150 t(實(shí)際為120～
190t)，冷態(tài)啟動(dòng)用時(shí)12 h；改造后，冷態(tài)點(diǎn)火用油量
按30t計(jì)算(實(shí)際為24 t)，用氧量15 t，冷態(tài)啟動(dòng)用
時(shí)10 h。
改造后，鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火啟動(dòng)1次可節(jié)省燃油
120t，按燃油8 000 YW't的市場(chǎng)價(jià)計(jì)算，則可節(jié)省
120×8000×10一=96(萬(wàn)元)。
所節(jié)省燃油折算成燃煤為239 t。按燃煤平均價(jià)
格750元／t計(jì)，則節(jié)省燃煤費(fèi)用為239×750×10一
表2 改造前、后 3， 4鍋爐啟動(dòng)用油對(duì)比
伽 伽 瑚 姍 瑚 瑚 啪 瑚 ∞ o
p、 贈(zèng)
第12期 王濱：降低燃用貧煤鍋爐啟動(dòng)用油的措施 ·25·
18(刀兀)。
氧氣的市場(chǎng)價(jià)格為800 t，則15 t氧氣的費(fèi)
用為1．2萬(wàn)元。
同時(shí)，因投入循環(huán)加熱，可早并網(wǎng)2h，增加上網(wǎng)
電量80萬(wàn)kW ·h，按電價(jià)0．4 (kW ·h)計(jì)，可增
加利潤(rùn)80×0．4=32(萬(wàn)元)。
所以，每次冷態(tài)啟動(dòng)可節(jié)省費(fèi)用96一l8—
1．2+32=108．8(萬(wàn)元)，全年2臺(tái)機(jī)組按8次啟動(dòng)
統(tǒng)計(jì)，則可節(jié)省費(fèi)用108．8×8：870．4(萬(wàn)元)。
每年穩(wěn)燃用油按100 t計(jì)，扣除多耗燃煤及氧氣
的費(fèi)用后，實(shí)際節(jié)省費(fèi)用約為70萬(wàn)元。
全年節(jié)省費(fèi)用=冷態(tài)啟動(dòng)節(jié)省費(fèi)用+穩(wěn)燃節(jié)省
費(fèi)用=870．4+70=940．4(萬(wàn)元)，每臺(tái)機(jī)組純氧點(diǎn)
火改造投資預(yù)算為460萬(wàn)元，則約1年即可收回改
造2臺(tái)機(jī)組的投資。
5 結(jié)束語(yǔ)
純氧點(diǎn)火助燃技術(shù)與以往鍋爐節(jié)油技術(shù)相比，
其節(jié)油效果更顯著，煤種適應(yīng)性更強(qiáng)。隨著環(huán)保形
勢(shì)的Et益嚴(yán)竣，機(jī)組開機(jī)時(shí)煙囪冒煙可能也會(huì)成為
環(huán)保部門的監(jiān)管事項(xiàng)；同時(shí)，未燃盡的燃油、煤粉對(duì)
脫硫、脫硝、電除塵、布袋除塵等系統(tǒng)易造成安全威
脅，而純氧點(diǎn)火能很好地解決這個(gè)難題。循環(huán)加熱
啟動(dòng)方式不需要增加任何設(shè)備投入，只需要改變系
統(tǒng)運(yùn)行方式即可有效提高點(diǎn)火前爐管溫度，達(dá)到較
好的節(jié)油效果。實(shí)施“純氧點(diǎn)火改造”和采用“除氧
器至啟動(dòng)分離器循環(huán)加熱”啟動(dòng)方式兩項(xiàng)措施，徹
底改變了該公司 3， 4機(jī)組啟動(dòng)油耗高的困難局
面，從根本上解決了因燃燒貧煤和設(shè)備特性造成的
機(jī)組啟動(dòng)耗油高、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃耗油
高的難題，啟動(dòng)燃油量下降75％ ～80％ ，節(jié)油、環(huán)保
效果顯著。
參考文獻(xiàn)：
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[J]．內(nèi)蒙古石油化工，2011(19)：123—124．
(本文責(zé)編：劉芳)
作者簡(jiǎn)介：
王濱(1978一)，男，山東濰坊人，高級(jí)工程師，從事火電
廠節(jié)能管理方面的工作(E—mail~wfwb一110@163．tom)。
0 ●0 ●<>·<>·<>●0 ●0 ●o ●<>·0 ·0 ●0 ●<>●<>●o ●0 ●<>●<>●<>●o ●o ·o ●o ● ◇ ●o ●0 ●o ●o ●0 ●<>●<>●o ●o ●<>●<>●<>●o ●<>●◇ ●o ●<>●◇ ●o ●<>●◇ ●<>●
(上接第16頁(yè)) 活飲用。
續(xù)表
技術(shù)參數(shù) 數(shù)值
石灰石儲(chǔ)存區(qū)的容移 m
容積使用率／％
石灰石儲(chǔ)存容積／m
粒徑為2．0～2．5mm石灰石密度
(干)／(g·dm )
儲(chǔ)存區(qū)的質(zhì)量(干粉)／t
石灰石消耗量(99％純度)／(g·cmI3)
每日消耗量(99％純度)／(g·cmI3)
儲(chǔ)存時(shí)間／d
石灰石單價(jià)／(元·t )
水費(fèi)用／(元-mI3)
4 結(jié)論
50000 m ／d海水淡化廠采用上向流石灰石接
觸池對(duì)海水淡化廠產(chǎn)品水進(jìn)行了礦化處理，礦化處
理后的淡水水質(zhì)符合GB 5749-2006(生活飲用水
衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。礦化后的水質(zhì)鈣離子(ca )質(zhì)
量濃度為26 mg／L，朗格里爾指數(shù)接近于零，適合生
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[8]楊俊軍．再礦化工藝中預(yù)處理石灰水試驗(yàn)研究[D]．長(zhǎng)
沙：湖南大學(xué)，2010．
(本文責(zé)編：王書平)
作者簡(jiǎn)介：
李宏秀(1974一)，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，高級(jí)工程師，
從事膜技術(shù)應(yīng)用及海水淡化設(shè)計(jì)方面的工作(E．mail~lihx@
chee．eon1．en)。
加

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