（广东红海湾发电有限公司）
摘要：气化微油点火技术的引进对于火力发电厂降低油耗、提高资源利用效率具有很大的作用，但是在提高火力发电厂经济效益的同时，微油点火技术又对保护逻辑产生了一定的影响。因此，本文将对此相关内容进行阐述。
关键词：微油点火；逻辑；影响；改进方案
1 引言
火力发电行业一直都是一个资源消耗较大的行业，由于资源利用率较低，传统的火力发电技术存在着巨大的缺陷，为了减少燃油消耗、提高能源利用效率、降低发电成本，我们在原有设备的基础上引进了气化微油点火技术。气化微油冷炉点火和超低负荷稳燃技术（以下简称气化微油点火技术）是用微量的油，通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉，从而达到锅炉冷炉微油点火、低负荷和超低负荷稳燃的目的，该燃烧器的节油率可达90％以上，可为电站锅炉启炉和低负荷稳燃节约大量的燃油，降低企业运行成本，为企业创造巨大效益。微油点火技术在火力发电行业是比较先进的技术，其主要特点有以下几点：结构简单、安装方面、维护工作量较小，并且操作起来较为方便。该设备的引进不仅可以降低发电厂的能源消耗，更能降低发电成本，大大提高发电厂的经济效益。但是，在微油点火燃烧器投入使用的同时，原有的DCS逻辑已经不能满足要求，因此我们对相关的逻辑进行了改进。
2 气化微油点火技术
通过对特别设计的油枪和油燃烧室，使燃油在喷出油嘴的时候扩容完全气化成油气，同时利用压缩空气的高速射流加强补充前期燃烧的氧气，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧油气，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。气化燃烧后的火焰刚性极强、其传播速度极快、火焰呈完全透明状（根部为蓝色，中间及尾部为透明白色），火焰中心温度可高达1800℃以上。下面为机械雾化油枪火焰与气化微油油枪火焰比较：
（1）配风不佳的机械雾化油枪火焰
（1）微油燃烧室：少量的点火油在微油燃烧室内气化，经气化微油枪被点燃燃烧，产生的高强度的火焰；
（2）煤粉一级燃烧室：引入高浓度的含粉气流，高温油气火焰与煤粉在此发生强烈的化学反应，煤粉裂解同时产生大量挥发分并被点燃；
（3）煤粉二、三级燃烧室：在一级燃烧室内被点燃的挥发分及部分煤粉继续燃烧，进入二级燃烧室将后续引入的煤粉点燃，如此实现分级燃烧和能量逐级放大，最终引燃绝大多数煤粉，在燃烧器出口产生约1200℃的煤粉火焰。
燃烧器的工作原理概括为：
气化微油枪在微油燃烧室内气化并点燃燃烧，产生的高强度火焰进入到微油燃烧器的一级燃烧室，与进入一级燃烧室的煤粉气流混合，发生强烈的化学反应，煤粉裂解同时产生大量挥发分并被点燃，被点燃的煤粉火焰随气流进入到二级燃烧室，在这里引燃进入到二级燃烧室的煤粉气流，依次类推进入三级燃烧室，实现分级燃烧和能量逐级放大，最终引燃绝大多数煤粉，在燃烧器出口产生约1200℃的煤粉火焰。
2.2 气化微油系统组成
气化微油系统由气化微油点火系统、一次风加热系统和控制系统三大部分组成。
气化微油点火系统由微油进油管路、压缩空气管路、微油燃烧器、微油燃烧助燃风、以及微油点火、火检、炉膛壁温监测等组成；
一次风加热系统由暖风器、加热蒸汽管路、疏水管路等组成；
控制系统主要对点火系统和一次风加热系统纳入就地和远程DCS控制，进行就地控制操作和远程控制操作，实现锅炉微油点火和燃烧的安全保护及连锁，确保锅炉的安全、稳定、可靠运行。
2.3 气化微油燃烧的技术特点
2.3.1 大幅度降低锅炉冷炉点火启动、锅炉停运及低负荷稳燃时的用油量，对烟煤节油率可达到95％以上；
2.3.2 相对于同等节油技术，点火初期煤粉燃尽率高，可达80%以上（烟煤），并能有效控制锅炉冷炉点火初期冒黑烟的现象。由于气化微油燃烧时，能实现完全燃烧，因此在锅炉启动和停炉阶段，可投入电除尘，解决了电站锅炉在启停阶段的环保问题；
2.3.3 煤种适应性广，目前我们已可以做到每支油枪用油＜250kg/h的完全气化微油燃烧引燃煤粉的能力。对于烟煤，基本上可控制＜80kg/h（每支油枪）即可满足600MW机组的应用；对于贫煤和无烟煤，则需要200Kg/h出力的油枪；
2.3.4 气化微油燃烧器采用高规格的耐温、耐磨损材料，并使用了独特的防结焦和防烧损技术，确保燃烧器安全运行；
2.3.5 微油燃烧器运行参数（煤粉浓度、一次风速）可控范围宽，
l煤粉浓度0.2～0.8kg（煤粉）/kg（空气）
l一次风速20～32m/s（烟煤），l18～24m/s（贫煤、无烟煤）
在以上参数范围内变化时，一次风煤粉均能被很好引燃；
2.3.6 节油效果显著，节油率：烟煤一般在95％以上，贫煤、无烟煤在70～80％之间；
2.3.7 初投资省，系统简单，改造工程量小，投资回收率高，运行维护成本低；
2.3.8 微油系统所有热工信号均可直接送至DCS，由DCS统一调度控制，所有操作和保护均通过DCS实现。
3.微油点火改造系统逻辑设计
3.1 总则
增加“微油模式”，在微油启动方式下确保机组安全运行，并能在正常运行
时撤出该模式，进入正常逻辑保护模式。
3.2 “微油模式”
同时满足以下三个条件后，进入“微油模式”
1）微油火检有火
2）微油油角阀全开
3）操作员按下“微油模式”按钮。
建议：锅炉微油点火方式启动时，启动给煤机前进入“微油模式”，负荷大于50％撤出。
3.3 MFT
修改以下保护逻辑：
1）全炉膛燃料丧失
2）全炉膛火焰丧失
修改说明：考虑微油角阀和微油火检（以上信号需要硬接线直接接入DCS）
3.4 炉膛吹扫修改
允许吹扫的条件
修改说明：考虑微油角阀和微油火检
3.5一次风机启动条件修改
A磨如果增加一次风微油暖风器，会增加一个一次风通道，一次风机启动允许条件和增加“打开该通道”的条件。
3.6 煤层、磨煤机启动允许及跳闸条件修改
煤层B点火能量判断条件修改
修改说明：应考虑“微油模式”
3.7 油系统点火操作
油角阀、雾化阀、吹扫阀均可单独开、关（MFT时三阀保护关）、点火枪
也可单独点火，油角阀和吹扫阀应互相闭锁。
a、微油油枪点火条件（与原大油枪点火条件相同）：
b、各角微油油枪点火组的点火顺序控制；
微油点火按钮按下后：关吹扫阀，然后开雾化阀5秒后，点火枪推进到位后开油角阀，同时打火枪打火20秒（若延时20秒火检信号未检测到，则关油角阀、雾化阀并开吹扫阀）。
顺控启动一角微油油燃烧器，点火成功后，顺控投入下一角微油枪，直至所有微油油燃烧器点火成功。
c、各角微油油枪点火组的停用顺序控制；
微油停用按钮按下后：关油角阀、雾化阀→开吹扫阀
3.8 微油暖风器
在CRT画面上设微油暖风器风道隔离门、蒸汽进汽截止门的控制按钮。
按如下顺序启动微油暖风器：
启动一次风机（第一台），开启暖风器调节风门；
开启蒸汽进汽截止门。
4.经济效益和环保效益
4.1直接经济效益
4.2 间接经济效益
按照常规的运行方式，机组在低负荷运行时，锅炉必须油煤混烧，为避免未燃尽的油滴粘污电极，锅炉电除尘器无法正常投入，大量烟尘直接排放到大气中，给环境带来严重的污染，同时烟气中的粉尘会对锅炉引风机叶片造成磨损，这些均给电厂带来间接的经济损失。因此，采用气化微油点火方式启动锅炉，启动初期煤粉燃烬率高，能有效控制锅炉冷炉点火初期冒黑烟现象，大大减少粉尘的排放，另外，由于油枪油量小且气化燃烧完全，启动初期即可投入电除尘，彻底解决了燃煤机组启动初期污染物排放问题，避免了对环境污染，给电厂和社会带来显著的经济效益和社会效益。
结语
综上所述，气化微油点火的监测与控制利用原有DCS操作画面，增加气化微油控制画面，用于实现启停控制与过程参数（压力、温度等）的采集与监测，以及安全保护与联锁，保证锅炉采用微油点火方式启动的可靠性和安全性，这也是保证保护逻辑能够正常使用的前提，同时气化微油点火技术也给电厂和社会带来显著的经济效益和社会效益。
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论文作者:黄仁彦
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/16
标签：锅炉论文; 煤粉论文; 燃烧室论文; 火焰论文; 技术论文; 燃烧器论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第4期论文;