煤粉锅炉点火技术及其发展

煤粉锅炉点火技术及其发展

　　1.上海锅炉厂有限公司设计处，上海200245；2.上海发电设备成套设计研究所，上海200240；3.青岛荏原环境设备有限公司，山东青岛266042况尤缺点方面进行了初步比较，指出将先进的无油点火技术。预燃室燃烧技术和稳燃技术有机地结合起来是未来煤粉燃烧器的发展方向。22参10关键词煤粉锅炉；煤粉燃烧器；点火技术0前言燃煤火力发电是目前各国所采用的主要发电方式。在我国燃煤发电厂的发电机组装机容量占全国总装机容量的70左右。点火是锅炉燃烧过程的个主要方面。随着锅炉容量的增大，如何快速经济地完成锅炉的启动过程，是个亟待解决的重大问。

　　1传统点火技术传统的电站锅炉点火普遍采用的方式为油点火。锅炉启动时先点燃油枪，油在炉膛中燃烧定时间后将炉膛加热到煤粉的着火温度，此时将煤粉喷入炉膛进行煤油混烧，直到煤粉稳定燃烧时才将油切断，完成点火启动过程。

　　点火及稳燃油枪般是布置在次风喷嘴中，即所谓大油枪。在锅炉点火或稳燃阶段，首先用大油枪提高炉膛烟气温度，高温烟气再通过对流将热量传递给次风，对于单的煤粉喷嘴来说，大油枪燃油中大约14的发热量参与其次风的对流换热，故大油枪点火稳燃的效率不高。

　　这种点火方式点火时间长耗油量大。据有关资料报道。台125界机组锅炉从点火到带满负荷，时间不短于9其中烧油时间近8启动次耗油量约30台200厘1机组锅炉点火次需耗油70，煤质变差或其他原因引起启动时间延长，耗油每次常达200，300；台3001机组锅炉全年点火耗油400台600厘1机组锅炉点火次需耗油300 2点火技术的发展为了节约宝贵的石油资源，提高火力发电厂工作者在这方面做了很多的研究工作，研制成功了多种少节油点火及无油点火技术。

　　2.1少油点火2.1.1小油枪点火该点火技术是将油枪布置在次风的喷嘴中，油枪的发热量全部用于煤粉气流的升温，因此，油枪的容量可以比放置在次风喷嘴中的油枪小得多。小油枪是在冷炉启动或者锅炉低负荷稳燃时才投用的。小油枪煤粉燃烧器带油运行时13，不会引起燃烧器烧坏或结渣。小油枪煤粉燃烧器已成功应用于全国100多台电站锅炉150，1050外的直流煤粉燃烧器技术改造上。它具有低负荷稳燃，节油效果显著冷炉点火计算节油率大于72，附加阻力不大，改造工作量小和安全可靠等优点，但小油枪点火仍需定量的油，小油枪煤粉燃烧器的设计还没有种公认的方法，特别是对小油枪容量基本上是通过试验确定的。

　　2.1.2预燃室型煤粉燃烧器预燃室型煤粉燃烧器的主要部件是点火装置和预燃室。预燃室有烟煤型和贫煤型两种。烟煤型预燃室的筒壁用裸露的钢板，可用冷空气输送煤粉。贫煤型预燃室的筒壁涂有耐火涂料，用热风送粉，使着火稳定。这两种预燃室的燃烧器采用叶片旋流式或直流式，因而分别称为旋流预燃室和直流预燃室。旋流预燃室和直流预燃室都是利用回流区卷吸高温烟气和高煤粉浓度使煤粉着火与燃烧稳定。

　　根据资料明利用预燃室点火技术可以大大节约点火用油，节油率可达90以上。清华大学将大速差同向射流的稳燃技术运用到预燃室中，使得预燃室技术又提高到个新的水平。现已应用到200厘1燃用贫煤的锅炉上。但是，目前结渣和积粉仍然是预燃室燃烧技术的主要研究内容。仍需进步研究改善预燃室火焰与炉内气流的混合过程，提高其燃尽率和对煤种的适应性；需向大容量机组方向发展。

　　2.1.3少节油煤粉燃烧器在研究煤粉气流着火影响因素的基础上，科研工作者研制了多种形式的少节油煤粉燃烧器。

　　原理是在燃烧器内装有燃烧管点火枪和电弧枪，进入燃烧器的次风粉混合物的部分通过燃烧管，其余部分通过燃烧管与外壳之间的环形通道。当锅炉点火或稳燃时，可用点火枪将流经燃烧管混合而燃烧，形成以煤粉燃烧为主的火炬。这种燃烧器可通用于角燃烧和般煤种的锅炉，适应性强，易于安装和改造工作量小，在般情况下节约点火燃料50，70.如煤质较好或煤粉细度大时，节油率可以提高。

　　构成，外壳全部由钢板焊制。燃烧筒内筒利用抛物线有聚焦能量于焦点的光学特性，把热量聚焦于焦点，同时锥形管使得次风煤粉进入燃烧筒时产生旋转而形成的回流区吸引部分高温烟气对风粉根部加热，这两者足以满足新煤粉着火所需的着火热和环境温度的需要；内筒次风既冷却内筒，又吹扫内衬，使之不积灰结焦，不会被烧坏，保证燃烧器长期稳定工作。该燃烧器曾先后成功应用于焦矿热电厂3号炉130和洛阳中友电力公司1号炉220，对台220煤粉锅炉而言，利用该燃烧器可节约基建投资近百万元，每年可节油约13.5，对大容量锅炉燃用劣质煤时，经济效益更显著。

　　1次风进口管；2锥型管；3套管；4旋流叶片；5燃烧筒外壳；6外层风套7内层风套；8抛物线型内衬；9次风嘴；10吹灰喷嘴；隔板2.1.4新型煤粉燃烧器近年来研制的具有低负荷稳燃或燃用劣质煤低了煤粉的着火热，使得煤粉着火容易，从而节约点火用油。

　　旋流式燃烧器。如轴向叶片式旋流煤粉燃烧器；188旋流煤粉燃烧器，1型燃烧器等。

　　直流式燃烧器。如多功能船形体燃烧器；稳燃腔燃烧器；带乏气分离的褐煤直流燃烧器；宽调节比1尺直流燃烧器型或1型火焰直流煤粉燃烧器；钝体燃烧器；犁形燃烧器燃烧器；变异浓度煤粉燃烧器；水平浓缩煤粉燃烧器；煤粉浓淡分流及分路煤粉燃烧器等。

　　2.2无油点火2.2.1等离子体点火，有少量的正负离子，活性较大，因而容易点燃煤粉。而且因温度高，火焰传播速度快，燃烧反应强烈，火焰很快地充满整个预燃室。等离子体发生器的结构分为交流型和直流型。根据国外资料，采用等离子体点火系统的技术维护及运行费用为用油点火系统的28.哈萨克电力科学研究所的试验明当等离子体发生器相对电功率等于煤粉喷燃器热功率的0.1.5时，可以保证等离子体稳定无油点火，且煤粉火炬稳定燃烧。仅当点燃挥发份为3，4的低反应无烟煤时，等离子体发生器的相对电功率为2，3.这种点火技术的主要优点是不需要任何燃料，只需少量电能，适用煤种较广，点火时间短。

　　主要缺点是设备投资费用较大，运行维护技术较复杂。1列出了等离子体点火应用实例。2列出了武汉水利电力大学曾对台410的煤粉锅炉采用等离子体点火及低负荷稳燃的经济性研究单位试验应用单位机组容量点火功率美国联合碳化物公司马里塔电厂锅炉美国，瓦公司布伦电厂俄罗斯科学院古西诺捷尔斯电厂锅炉哈萨克斯坦动力科学研究院宝鸡电厂澳大利亚中国安徽电力局淮南电厂锅炉中国山东电力局锅炉中国陈以理等中国陈以理等经济性分析结果项目常规油枪小油枪等离子体发生器投资成本万元点火费用低负荷稳燃费用能耗与燃烧器功率比值点火时间h 2.2.2液化气点火分析结果。

　　采用液化气点火，燃气热值高，调节方便，污染小，煤种适应性强。只需21液化气，几分钟内点燃煤粉预燃室，成本5.该点火技术在0013039450河电站锅炉上获得成功，火炬长度达1.1加，火焰温度高达1850.目前该技术还未形成成熟技术。

　　2.2.3电热管点火电热管点火是浙江大学于1993年研制成功热，使煤粉气流在靠近高温壁面处首先着火，然后火焰传播至整个截面。这种点火方式投资少，运行成本低，易于实现，系统简单，但电热管的材料使用寿命较短，与等离子体点火方式相比，它的点火时间较长，约0.5至1而等离子体只需出即可点燃煤粉，10爪出便可停弧。

　　2.2.4激光点火进入90年代以后，世界上些国家已经转向激光点火的研究。美国澳大利亚日本等国已经做了大量的实验室研究。

　　3结论在能源日益紧张的今天，无油点火技术比油点火技术和少节油点火技术有发展前途。我国必须加大无油点火技术的研究力度，使之尽早在生产实践中应用。将先进的无油点火技术预燃室燃烧技术和稳燃技术有机结合起来的煤粉燃烧器，必将形成未来锅炉点火及低负荷稳燃煤粉燃烧器的主流。

　　陈以理。火力发电锅炉直接点燃煤粉的概况。动力工程，澳大利亚开发等离子体直接点燃煤粉的技术叫。电信息报，金振齐，等。煤粉炉无油点火新技术高能等离子体点火涂建华。煤粉炉的无油点火技术。中国能源，1996 5王永正。种用于煤粉锅炉点火和稳燃的煤粉直接点火燃烧6孙家鼎。少油煤粉直接点火及稳燃喷燃器。中国电力，1996 7樊有德译。煤粉燃料采用低温等离子体点火及稳定燃烧。

　　8刘圣勇等。煤粉锅炉液化气点火装置的理论与实践。热能9安恩科等。小油枪煤粉燃烧器在电站锅炉中的应用。中国10李文蛟，等。煤粉直接点火燃烧器技术及其进展J.热能动力工程，19999.上接第4页该燃烧器次风管内的收集器将环状的煤粉流分割成股相对浓相煤粉流，形成早期的浓淡分级燃烧，从源头控制NOx的生成。设计新颖独特，值得借鉴。

　　安装该燃烧器的锅炉燃烧优化兼顾锅炉燃烧效率高，且须满足NOx排放指标。有别于传统的锅炉燃烧调整试验，即仅满足锅炉运行经济性单指标。

　　燃烧器经过全面优化调整试验后，达到了兼顾经济和环保指标皆较佳。0和飞灰可燃物均较低，NOx排放折算6氧量浓度小于杜梅芳，张忠孝。典型中国无烟煤燃烧特性研究。热能动力蒋敏华，孙献斌，张敏，等。NERC在循环流化床燃烧技术领域的研究与开发。热力发电，199221014.

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