1、鍋爐系統概況
湛江奧里油發電廠#1、#2鍋爐為亞臨界參數、自然循環、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、前后墻對沖燃燒、再熱汽溫采用煙氣再循環調節、露天布置、全鋼構架、無水平煙道的背靠背布置的汽包鍋爐。
2臺鍋爐共用l套奧里油供油系統，奧里油從日用油罐自流供至油泵房，經過濾器、供油泵及燃油加熱器等輔助設備后，送至各爐前母管。供油泵選用三螺桿容積泵9臺。燃燒設備主要由奧里乳化油燃燒器、輕柴油點火器、大風箱、風門執行器及爐前燃油系統管道等部件組成。燃燒器及大風箱等布置在鍋爐前、后墻上，采用對沖燃燒形式。
36臺燃燒器分3層布置在前、后墻的大風箱上，每臺燃燒器均配有1臺輕柴油點火器，燃燒器的點火方式采用由高能點火器點燃輕柴油、再點燃奧里乳化油的二級點火方式。大風箱采用分隔式風箱結構，對應于燃燒器的布置也分為3層，每個燃燒器的配風在大風箱上擁有1個獨立的進風口，在大風箱的進風口上設有風門擋板，風門擋板的調節由執行器完成，每個進風口的風門擋板配一個執行器，每個燃燒器的風量均可單獨調節。
富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
每臺鍋爐配2臺靜電除塵器，按靜電除塵器設計效率計算，其排灰參數大約是：一電場除灰量為總灰量的80%；二電場除灰量為總灰量的15%；三電場除灰量為總灰量的2%。除灰系統采用正壓氣力除灰系統，按2臺爐1個單元設計，用于輸送電除塵器灰斗的灰。每臺鍋爐的輸灰系統按排灰量的150%設計，即0.6 t/h。
湛江奧里油發電廠鍋爐采用#400奧里油，其特性數據見表1。
2、鍋爐存在的問題分析
2.1鍋爐達不到設計出力的問題
該電廠#1、#2機組調試及運行期間，在設計該燃油壓力下投運設計奧里油槍數，機組出力只能達到設計出力的50%左右，其原因可歸結為以下幾點：
(1)奧里油的物理特性突出表現在它的黏度特別大，乳化前根本無法流動，在進行乳化處理后，黏度大大降低，但和一般的重渣油相比，黏度還是要大很多（見表1），在30℃，20s-1的條件下，#400奧里油的黏度達到500 MPa．s左右。在熱工自動和機組燃油壓力保護中，取燃油進油母管壓力為控制值，一般認為，燃油母管壓力可以代表油槍前壓力，然而由于奧里油黏性特別大，燃油管道及閥門阻力與油的黏性成正比，用燃油母管壓力代表油槍前壓力已經不再適合。作者在奧里油槍前燃油管道和霧化蒸汽管道加裝壓力表進行測量（見表2）并分析發現，在奧里油通過母管到達燃油角閥產生很大的壓降（達到0.1 MPa），奧里油從燃油角閥再到達油槍前，再次產生很大的壓降（達到0. 15 MPa），因此，用奧里油母管壓力簡單代替槍前壓力是不合適的。當奧里油母管壓力達到0.9 MPa時，槍前壓力僅僅達到0. 65 MPa，按照設計，在0.65 MPa壓力下，每支奧里油槍僅達到0.9 MPa壓力下設計燃油流量的60%，因而嚴重影響到機組的帶負荷能力。同時，由表2可以看出，霧化蒸汽的壓降不大。
(2)湛江奧里油電廠采用的是AF - JET霧化器，其霧化原理是：燃料通過環形混合室外側切向噴入混合室，當高速油流通過介質噴口時，比油流速度更高的霧化介質與油流成一定的夾角噴入混合室，2種流體被對方碰撞，并作旋轉運動以進行充分的混合，最后在圓周多個噴孔噴出，完成初始霧化，霧化后燃料顆粒粒徑僅為40一50um。該種混合加熱作用使乳化油溫升高，部分蒸汽放熱后變為飽和水，混入乳化油中。乳化油噴出油槍后，壓力急劇下降，由于對應壓力下飽和水的焓值降低，使得油滴中部分飽和水或游離于油滴外的飽和水滴產生擴容蒸發，使油滴進一步破碎變小，同時，爐內高溫也會加劇蒸發作用。乳化油噴出油槍一定距離后著火，使油滴加熱更為迅速，被進一步爆開，最終油滴經二次霧化后被分離為10 ym小的微粒，由于這種微粒極小，加大了與氧氣的接觸面積；同時，乳化油中的水分變為水蒸氣與焦炭粒發生水煤氣反應而放出熱量，使燃燒非常迅猛，火焰較短，即使過剩氧量很低，在高溫下也能完全燃燒。當鍋爐達不到設計出力，對奧里油槍全面檢查時發現，奧里油槍槍管內有未吹掃干凈的奧里油，有很多奧里油槍出現堵塞現象，堵塞位置主要是在霧化蒸汽噴口處，有瀝青狀黑色物質。由于霧化蒸汽側堵塞，沒有足夠的霧化蒸汽進入混合腔室，奧里油沒有經過充分的初次霧化就進入了爐膛，造成燃燒不良，影響了燃燒效率及機組的帶負荷能力，并且造成部分未燃盡的炭黑進入脫硫系統。奧里油槍的堵塞與油槍吹掃邏輯不合理也有一定的關系。其吹掃邏輯如圖l所示，當停運奧里油槍后，關閉油閥，關閉霧化閥，打開吹掃閥進行吹掃，這時必然有少量的奧里油通過混合腔室被吹到了霧化蒸汽側，由于油槍頭在爐膛內烘烤，使少部分奧里油破乳形成瀝青狀物質堵塞了霧化蒸汽噴口，最終影響到油槍霧化效果及鍋爐帶負荷。
2.2除灰系統排灰困難問題
在調試及運行期間，出現了除灰系統排灰困難的問題，主要表現為電除塵灰斗到倉泵之間的連通管堵塞，電除塵灰斗料位高，灰庫下灰的圓盤給料機由于堵灰過流跳閘。分析其原因，有以下4點。
(1)奧里油燃燒后產生的灰非常細，其直徑僅為微米級，密度很小，經過注氨后，灰中含有硫酸銨等化學物質，導致奧里油燃燒后的灰具有很強的吸濕性，雖然由電除塵器放出的奧里油燃后的灰呈灰白色，但在大氣中吸濕后很快變成暗灰色，遇水后變成灰黑色。這種灰很容易吸濕，黏性很強，容易在輸灰系統中造成堵塞。
(2)灰斗到倉泵之間的連通管由于下灰閘板的定期開放，灰在一定時間內會在該管積留，由于該輸灰管沒有保溫和伴熱，熱的灰在該管處遇冷后受潮造成堵塞。
(3)由于灰斗到倉泵之間的連通管堵塞沒有得到及時清理，灰斗內的灰積高；由于該灰密度很小，一旦積高很難再順暢地靠重力下到倉泵，于是灰越積越高，出現惡性循環。
(4)灰庫下灰的圓盤給料機沒有伴熱，灰庫內的灰在該處遇冷受潮后卡住圓盤給料機，同時，該圓盤給料機設計電動機出力較小，很容易過流跳閘。
2.3空氣預熱器堵塞問題
在調試后的運行期間，#1、#2機組的空氣預熱器分別出現了堵塞現象，當空氣預熱器壓差增大到1500 Pa后，會迅速爬升，導致鍋爐風量不足被迫降負荷，同時，積灰既影響傳熱，又與腐蝕互為依存、互相促進，形成惡性循環。分析其原因，有以下4點。
(1)奧里油本身含灰量不多，但在注氨后其燃燒生成的灰量比預計多，而且灰的顆粒細，黏附性強，容易造成鍋爐的高、低溫受熱面積灰嚴重。
(2)在調試后的運行期間，空氣預熱器吹灰比調試期間大大減少，造成空氣預熱器積灰加速。
(3)由于暖風器出口風溫達不到設計值，排煙溫度偏低，在滿負荷時盡管能達到130~ 140℃，但奧里油的露點溫度在145℃左右，在空氣預熱器的低溫段，煙氣中的飛灰與硫酸會生成水泥質粘結灰。
(4)輔助蒸汽溫度偏低，僅有210℃左右，一方面降低了暖風器的工作效果，另一方面容易在空氣預熱器受熱面凝結，粘結大量的飛灰。
3、解決方案及建議
3.1鍋爐達不到設計出力問題的解決方法
考慮到在超水壓試驗時燃油管道打壓到1.5MPa，裕度較大，可以通過提高母管燃油壓力的手段使油槍前壓力得到提高而達到設計值，使燃油流量大幅度提高，從而提高鍋爐負荷。修改油槍吹掃邏輯：一方面在油槍吹掃的同時，打開霧化蒸汽閥，防止奧里油被吹入霧化蒸汽側；另一方面提高吹掃時間，以便把奧里油槍中的殘油吹掃干凈，消除油槍堵塞的誘因。加強清理奧里油槍，以消除奧里油槍堵塞。控制好奧里油溫在50℃左右，以保證油槍火焰有較好的爐膛充滿度。
3.2除灰系統排灰困難問題的解決方法
增加灰斗到倉泵之間連通管的伴熱，可以有效降低該連通管的堵塞。當灰斗下灰堵塞時要及時捅灰和處理，防止灰斗料位過高而出現惡性循環。增加旋轉給料機的伴熱，加大旋轉給料機的電動機出力，定期徹底清理在灰庫內積留的大塊物體，可基本解決旋轉給料機堵塞問題。
3.3空氣預熱器堵塞問題的解決建議
適當增加空氣預熱器吹灰的次數，在具備主汽吹灰的條件時，盡量采用溫度較高的主汽進行吹灰，防止低溫的輔助蒸汽在空氣預熱器受熱面凝結。提高輔助蒸汽溫度或者進行技術改造提高暖風器的工作效果，從而提高排煙溫度到露點溫度以上，一方面有效防止低溫腐蝕，另一方面防止在空氣預熱器低溫段結露粘灰。當空氣預熱器堵塞嚴重時，可考慮不停爐隔離單邊空氣預熱器用高壓熱水在線沖洗，但水沖洗一般在預熱器堵灰情況加劇、預熱器阻力大大增加時才進行，因為過多的水沖洗也將對受熱面造成損害，在水沖洗結束后，要將預熱器受熱面烘干。
4、實際應用效果
在提高油壓和修改邏輯后，湛江奧里油電廠順利帶到滿負荷，并通過了168 h連續試運行。在電除塵灰斗到倉泵之間的連通管加保溫后堵灰現象得到緩解，但沒有根本解決。因此，必須增加伴熱裝置，才能徹底解決該問題。由于連通管堵灰沒有根本解決，連通管堵塞后又沒有得到及時清理，電除塵灰斗仍然經常出現料位高現象。在灰庫下灰的圓盤給料機經過處理，已經較少出現卡澀現象。空氣預熱器堵灰問題在采取在線水沖洗的方式進行定期清理后，已經基本解決。
5、結論
由于奧里油黏度大，造成系統阻力過大，是影響鍋爐帶負荷的最主要原因；由于熱工邏輯的不合理，造成奧里油槍蒸汽側堵塞是影響到鍋爐帶負荷的另一個原因。奧里油灰的特性是特別細、容易受潮、特別黏，其上述特性是造成除灰系統堵塞的重要原因：在除灰系統中的部分地方沒有伴熱裝置，奧里油灰容易受潮而造成堵塞。奧里油灰的特性、排煙溫度低于露點溫度及輔助蒸汽溫度低是空氣預熱器容易堵塞的重要原因。
