隨著我國對石油需求的加劇，發電企業的燃料成本增加，節約燃料用油的工作日顯重要。節油重點由低負荷穩燃過程轉向鍋爐點火與停爐過程（發電廠鍋爐啟、停時耗油占60%，低負荷穩燃耗油占40%）。傳統的大油槍點火方式已不能適應日益緊張的石油資源供應形勢。鍋爐微油點火節油技術具有系統簡單、投資小、節油率高及低負荷穩燃等特點，近年來被迅速應用到火力發電廠大型燃煤鍋爐上，為鍋爐點火啟動和助燃階段節約了大量燃油，降低了發電成本。2009年5月，在三河電廠#1鍋爐的C級檢修中進行氣化微油點火系統改造，并在機組C級檢修后首次投入使用。
1、三河發電廠1175t/h鍋爐設備及制粉系統
1.1鍋爐概況
中國神華國華集團三河發電廠的1號鍋爐是三菱350MW亞臨界強制循環鍋爐，額定蒸發量為1175 t/h，主、再熱蒸汽溫度541/541℃、壓力17.12/3. 81 MPa。鍋爐采用固態排渣、平衡通風、四角雙切圓燃燒、直吹式制粉系統，配備四臺雙進雙出鋼球磨煤機。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
1.2煤質分析
該爐性能試驗采用設計煤種晉北煙煤，調試和正式生產均采用神華摻燒煤（神華準葛爾摻燒比例7:3）。現部分摻燒神混#2煤，比例為神混#1：神混#2:準葛爾=2：5：3。煤種和校核煤種的煤質分析如表1所示。
1.3制粉系統
該爐應用低速磨煤機、冷一次風機、正壓直吹式制粉系統，每臺爐設4臺磨煤機，磨煤機型號為美國福斯特惠勒能源公司(Foster Wheeler)D~11。D，磨煤機出力為51 t/h。
2、氣化微油點火穩燃技術的基本原理
2.1氣化小油槍直接點燃煤粉
氣化微油點火穩燃技術使用氣化小油槍點火，利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細油滴進行燃燒，同時用燃燒產生的熱量對燃料進行初期加熱、擴容、后期加熱，在極短的時間內完成油滴的蒸發氣化，使油槍在正常的燃燒過程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強，其傳播速度極快，超過聲速，中心溫度高達1500—2000℃，可作為高溫火核在煤粉燃燒器內進行直接點燃煤粉燃燒，從而實現電站鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃。壓縮空氣主要用于點火時實現燃油霧化、正常燃燒時加速燃油氣化及補充前期燃燒需要的氧量，高壓風主要用于補充后期加速燃燒所需要的氧量。
氣化小油槍燃燒形成的高溫火焰使進入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發份迅速著火燃燒，然后由已著火的濃相煤粉在二次室內與稀相煤粉混合并點燃，實現了煤粉的分級燃燒，能量逐級放大，達到點火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需要的引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩燃的需求。周界冷卻二次風主要用于保護噴口安全，防止結焦燒損及補充后期燃燒所需氧量。
2.2技術改造及設計方案
氣化微油點火系統由燃油系統、點火裝置、壓縮空氣系統、燃燒器、助燃風、壁溫監測及火檢系統等組成；控制系統對點火系統和制粉系統進行控制。
在鍋爐FSSS主保護的管理之下，氣化微油點火是一套獨立的控制系統。在DCS中完成邏輯控制組態、CRT畫面實現遠方控制和操作。同時就地有一控制柜，實現”遠控”與”就地”的切換，并可實現就地操作。
針對電廠l號機組的具體情況，氣化微油點火技術改造時將1號爐下層燃燒器（Dl一D4）改造成氣化微油點火煤粉燃燒器，在實現鍋爐氣化微油冷爐啟動和低負荷穩然的前提下，確保原燃燒器的動量及基本性能不變，統一上下擺動±300角。每一煤粉燃燒器上安裝兩只氣化小油槍，其方式為氣化小油槍在燃燒器中部直接點燃煤粉，分級燃燒，如圖l所示。這利用少量的燃油消耗就可達到鍋爐冷、熱態啟動和低負荷穩燃目的。
氣化小油槍及點火槍安放在D層每只燃燒器中部的燃燒筒內，固定后無需推進、退出。外部壓縮空氣、油通過金屬軟管與氣化小油槍接頭連接、高壓絕緣電纜與點火槍桿連接。
氣化小油槍所用壓縮空氣由鍋爐本體四角的壓縮空氣主管直接引出，每角所接順序為：截止閥、手動球閥、汽動球閥、調壓閥、分支手動球閥、金屬軟管等接至氣化小油槍。
鍋爐主燃油槍為蒸汽霧化、油壓在1.0MPa左右，基本符合氣化小油槍對油壓的要求，固氣化小油槍用油由鍋爐D層各角的油角閥前、手動截止閥后引出。
高壓助燃風作為氣化小油槍點火后，油的后期燃燒所需氧量（油燃燒所需的二次風）。氣化小油槍投用時控制各分路閥后風壓1 000 Pa左右，停用時控制閥后風壓600 Pa以上。
另外，為了磨煤機啟動制粉，該爐在進D制粉系統的熱風道上安裝了旁路蒸汽加熱器，增加一次風暖風器用于提供直吹式制粉系統冷態啟動所需的熱風。鍋爐啟動初期投入加熱器。加熱器汽源來自機組輔汽聯箱，通過第一、第二道截止閥、電動調節閥控制。
3、氣化微油點火技術的應用
3.1氣化微油點火性能試驗
氣化小油槍點火性能調試在鍋爐引風機、送風機、一次風機啟動，全爐膛和一次風管吹掃后進行。①全開助燃風總風門、調節各氣化小油槍高壓助燃風分路門，維持各氣化小油槍高壓助燃風風壓800—1 000 Pa。②檢查氣化小油槍氣、油系統：分路閥在關閉位置，全開各油、氣截止閥，調節各角壓縮空氣壓力0.5~0.6 MPa，逐角進行點火性能調試試驗。
調試方法：氣化小油槍進油進氣手動閥全開，開啟點火器、開啟油閥（氣動球閥）、開啟氣閥，5秒內應著火，火檢應能檢到著火信號。不著火可調節油槍與點火槍的相對位置、調節各小油槍油壓（維持針型閥后壓力0.8 MPa左右）后重試。氣化小油槍著火后根據著火情況調節高壓助燃風風門，使火焰達到最佳（光亮、耀眼）。四角氣化小油槍點火和著火燃燒反復試驗正常后，可根據機組啟動要求使其處于備用或鍋爐正式冷態啟動。
3.2鍋爐冷態啟動
(1)將氣化小油槍投用方式由”助燃模式”切換為”冷態點火模式”。啟動引、送風機、一次風機對全爐膛進行吹掃，完畢后并調整至要求參數。送上暖風器汽源，投入磨煤機暖風器，并通過加熱器對D磨煤機通風，一次風速維持22 m/s左右（或磨通風量維持55 t/h）。
(2)接到鍋爐點火命令后，逐角投入八只氣化小油槍運行，調節周界風風門開度，維持燃燒器壁溫不超過450℃，并投入預熱器連續吹灰裝置。待磨煤機出口溫度達70—80℃，氣化小油槍著火正常，啟動D磨煤機、D給煤機，根據磨出口溫度變化逐漸將磨出力增至8—10 t/h，并投入電除塵運行。
(3)投粉后觀察爐膛火焰，40分鐘后將磨煤機出力維持在10—12 t/h。燃燒器帶粉運行后及時調整周界風風門，維持燃燒器壁溫不超過450℃。根據爐膛氧量及時調整總風量和二次風門開度，提高爐膛煤粉后期的燃燼率。
(4)隨著預熱器出口風溫的提高，可逐漸減少磨煤機暖風器的通汽量。當預熱器出口風溫達200℃以上或為了控制D磨出力需開啟D磨入口冷風門進行調溫時，可停用磨煤機暖風器，并將磨煤機進風切換至磨進風主管道，磨煤機暖風器進口隔絕檔板關閉。
(5)當D磨煤機出力達到60%負荷以上時，可啟動相鄰的C磨煤機運行。點火啟動過程按”鍋爐運行規程”啟動曲線要求進行。當鍋爐負荷增至停油負荷時，停用氣化小油槍、停止預熱器連續吹灰。
在#1鍋爐冷爐點火啟動過程中，點火初期在確保點火油槍燃燒穩定的前提下投入微油點火系統，點火期間加強監視空預器出入口煙溫，連續投入空預器吹灰，防止爐膛爆燃、尾部煙道、空預器、電除塵、灰庫內部二次燃燒。
微油槍投入點火后，根據鍋爐啟動需要逐步調整D磨給煤量，D磨煤機出力達到60%負荷以上時，啟動相鄰的C磨煤機運行完全，可以滿足鍋爐冷爐啟動初期的升溫、升壓要求。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
4、效益分析
4.1經濟效益
三河發電廠l號鍋爐小油槍安裝后，應用氣化微油點火技術成功實現了冷爐啟動，鍋爐冷態點爐微油點火用油10 t，相比原來的大油槍點爐將近用油100 t，可節油90%以上，節省了大量燃油。
一臺350MW機組按年平均啟停2次和低負荷穩燃等年用油量約400 t計算，采用微油點火技術可節油300 t以上，考慮使用微油點火多消耗煤粉的因素，燃油熱值為41 870 kj/kg，而投油期間煤粉燃燒效率最低為80%，煤的熱值為23 680kj/kg，煤油熱值比為：41 870/23 680 =1.768。
使用微油點火多消耗煤粉為：300×1.768/0.8 =663 t。
按油價6 000元／t、煤價650元／t計算，則節約成本為：300×0.6- 663×0.065=136. 91萬元，創造了巨大的經濟效益。
4.2環保效益
采用氣化微油點火技術啟動鍋爐，由于點火初期油燃燒完全，對靜電除塵器的極板無粘污，鍋爐啟動初期不用解列靜電除塵器，大大減少了粉塵排放量。
5、結論
氣化小油槍點火穩燃技術，設備安裝維護簡單，其在電站大型鍋爐上作為一種鍋爐啟動、停止以及低負荷穩燃的新型節油技術進行應用，可實現鍋爐的穩定燃燒和高節油率，具有顯著的經濟效益和社會效益。
