傳統點火方式的火力發電廠鍋爐，其啟、停過程及低負荷穩燃過程的油耗量較大，特別是對于燃用劣質煤需要穩燃的機組以及需要經常性參與調峰的機組，其油耗量更大。而微油點火技術則用相對較少的油點燃煤粉，實現冷爐狀態直接投粉啟動，并在低負荷時用微量的油穩定鍋爐燃燒，節油效果非常顯著。
1、設備概況
四川華電珙縣電廠一期工程的600 MW超臨界W形火焰鍋爐，采用單爐膛露天島式布置，燃用無煙煤，一次再熱，平衡通風，固態排渣，全鋼架結構。鍋爐配備24只雙旋風煤粉燃燒器，每臺磨煤機帶4只煤粉燃燒器。雙旋風煤粉燃燒器布置在下爐膛的前后墻爐拱上，前、后墻各12只，水冷壁上還布置14只燃盡風調風器，前、后墻各7只。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。
從煤粉管道來的煤粉氣流經過煤粉進口管及均分器，切向進入燃燒器，分別進入兩個旋風筒。在離心力的作用下，煤粉顆粒被甩向外周，一部分含粉較少的一次風（這里稱乏氣）在燃燒器中心部分被引出后，通過乏氣管，在拱上的靠近爐膛中心的部位送人爐內高溫區域。從燃燒器噴口下射的主煤粉氣流由于風量的減少，風粉比就降低，提高了燃燒器主噴口煤粉質量濃度。
2、微油點火燃燒器工作原理
傳統的鍋爐啟動點火方式為先點燃大油槍暖爐，直到主汽參數達到一定的溫度、壓力后，再投入煤粉。而微油點火燃燒器的工作原理是：先利用壓縮空氣的高速射流將微油槍出口的燃油直接擊碎，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。點燃微油槍以后，會形成溫度很高的油火焰，再將高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級燃燒區，當濃相煤粉通過氣化燃燒的高溫火焰時，煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎，釋放出大量的揮發分，并迅速著火燃燒。已著火燃燒的濃相煤粉在二次燃燒區內與剩余的稀相煤粉混合并點燃稀相煤粉，實現了煤粉分級燃燒（見圖3），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引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩燃的需求，并最終在燃燒器噴口形成穩定的煤粉火焰，達到點火和穩燃的目的。
整個過程就是先點燃霧化燃油，再點燃一級燃燒室內的煤粉，最后點燃二級燃燒室內剩余的煤粉。
東方鍋爐控制有限公司對四川華電珙縣電廠2號爐進行了微油檢點火燃燒器的改造：將燃燒器加高，相應一次風接口位置也升高；取消可活動的消旋桿，代之以固定的消旋葉片。除此之外，其余均同原燃燒器布置相同，保持了原大油槍的位置不變，保持原噴口的位置和大小不變，并保持原有的風量配比和風速，基本保持了爐內總體流場分布和燃燒組織配風不變。這次改造的是Bl～B4、E1～E4共8臺燃燒器。
3、鍋爐冷態啟動優化試驗
為了直觀地了解燃燒的狀況，在鍋爐冷態的時候，將長熱電偶從B3燃燒器的看火孔直接插入到B3燃燒器出口，以掌握不同運行方式下燃燒器出口的溫度。熱電偶插入的位置見圖4。鍋爐在冷態直接投粉啟動過程中，分別對一次風速、燃燒器周界風、微油助燃風壓、磨煤機運行方式以及總風量等幾個方面進行了優化。
3.1 -次風速優化調整
在不帶粉的情況下，投入B磨煤機的所有微油槍。在微油投入初期，一次風速控制在22m/s，B3燃燒器的出口溫度約為900℃，然后不斷降低一次風速，觀察燃燒器出口的溫度。當風速在20 m/s，出口溫度為950℃；當風速在17m/s，出口溫度約l 030℃。可以發現，隨著一次風速不斷降低，燃燒器出口的溫度不斷升高，見圖5。一次風速與燃燒器出口溫度反相關，這主要是因為一次風量超過理論燃燒空氣量，較多的一次風會冷卻燃燒器出口，并降低爐膛的溫度；但考慮到實際帶粉時，一次風速太低會引起一次風管堵塞，因此一次風速也不宜太低，控制在14～15 m／s較為合適。
3.2燃燒器周界風的優化
燃燒器的周界風由B擋板控制，設定一次風速為14 m/s，開始啟動B磨煤機并投粉，B擋板的初始開度為80%，此時，燃燒器出口的溫度約700℃，說明煤粉著火條件相對較差，被點燃的煤粉比例相對較少。當B擋板關至30%時，燃燒器出口溫度升至840℃；當B擋板進一步關至20%時，燃燒器出口溫度升至960℃，再穩定運行一段時間以后，燃燒器出口溫度升至1 000℃以七，這時煤粉的著火條件顯著改善，大部分煤粉已經被點燃。整個過程見圖6。為防止燃燒器噴口被燒壞，沒有進行B擋板更小開度的試驗。
3.3微油助燃風壓的優化
在微油槍投入運行時需要保證有足夠的風量來滿足燃燒過程和燃燒器冷卻的要求，所以在微油槍點火系統設計中有一路引自冷一次風的助燃風，根據廠方要求啟動過程中該助燃風風壓需要大于2.0kPa，一般控制在3.0kPa左右。點火初期磨煤機通風量較小，一次風速在14～15m/s。通過一次風速優化調整試驗可知，隨著一次風速的升高，燃燒器出口溫度逐漸降低。在啟動過程中，隨著磨煤機給煤量的增加，一次風速逐漸提高。為了保持燃燒器出口風速穩定，需要根據一次風速的變化逐步調整助燃風壓力，一次風速升高．助燃風壓力降低。現場試驗調整中，在一次風速達到18 m/s時，助燃風母管壓力從3 kPa逐漸降至2.7 kPa，燃燒明顯改善；再降至2.4kPa，燃燒器出口火焰進一步縮短，說明燃燒提前，火焰亮度也較先前有所增加；繼續降低助燃風壓力時，燃燒狀態無明顯改善。
3.4磨煤機優化運行
在投煤粉之前，為縮短煤粉著火時間，磨煤機的動態分離器調節到最大轉速，以保證較細的煤粉細度，并手動操作單臺給煤機，以最小的給煤量運行，這時磨煤機的料位不作為監控參數。采用最小給煤量、高細度運行方式是冷態啟動中保證煤粉可靠著火的重要條件。伴隨著爐膛溫度升高，逐漸提高給煤量，磨煤機的運行方式投入自動，磨煤機出口煤粉細度也相應地進行調整。
3.5總風量優化
在微油槍點火初期，總風量對燃燒的影響很大，當總風量在1800 km3／h以上時，燃燒較差，火焰電視幾乎看不到火焰。通過調節送風機和一次風機的動葉開度，將總風量降至1500 km3/h時，燃燒有所改善；再將總風量降至1 200 km3/h時，煤粉能夠迅速點燃，火焰電視圖像清晰可見。
啟動過程中鍋爐的燃燒放熱量較小，即使采用鍋爐最小允許通風量（一般為鍋爐最大通風量的30%—40%）也會造成爐內熱量的大量散失。采用適當小的風量，一方面有利于減少爐內熱量散失，提高升溫速度；另一方面隨著風量的減小，燃燒器出口風速也隨之減小，對煤粉的著火起到促進作用。在采用微油槍直接投煤粉啟動過程中，合理的風量控制是優化的關鍵條件之一。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、鍋爐啟動優化結果
通過上述優化試驗后，于2011年5月2日對該鍋爐進行了整體試驗，過程見表1。
5、結語
通過微油點火燃燒器的優化運行，國內首次實現了無煙煤鍋爐冷態直接投煤粉啟動，且燃燒穩定，火焰明亮，火檢信號正常，火焰電視圖像清晰可見。
在微油點火初期應注意：
(1) -次風速盡可能低，建議在15m/s左右，隨著爐膛著火環境不斷改善，逐漸加大一次風速。
(2)B擋板的開度適當關小，建議在20%左右，隨著爐膛著火條件改善，逐漸增加開度。
(3)微油槍助燃風風壓控制在2.4～2.7kPa，根據一次風速變化逐漸調整助燃風壓力。
(4)磨煤機的動態分離器調節到最大轉速，以保證較細的煤粉細度。開始投煤粉時，采用單臺給煤機運行，控制方式采用手動控制，將給煤量降至最小，待磨煤機料位建立后投入自動控制。
(5)適當減小風量，建議在1100～1200km3/h。
1、設備概況
四川華電珙縣電廠一期工程的600 MW超臨界W形火焰鍋爐，采用單爐膛露天島式布置，燃用無煙煤，一次再熱，平衡通風，固態排渣，全鋼架結構。鍋爐配備24只雙旋風煤粉燃燒器，每臺磨煤機帶4只煤粉燃燒器。雙旋風煤粉燃燒器布置在下爐膛的前后墻爐拱上，前、后墻各12只，水冷壁上還布置14只燃盡風調風器，前、后墻各7只。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。
從煤粉管道來的煤粉氣流經過煤粉進口管及均分器，切向進入燃燒器，分別進入兩個旋風筒。在離心力的作用下，煤粉顆粒被甩向外周，一部分含粉較少的一次風（這里稱乏氣）在燃燒器中心部分被引出后，通過乏氣管，在拱上的靠近爐膛中心的部位送人爐內高溫區域。從燃燒器噴口下射的主煤粉氣流由于風量的減少，風粉比就降低，提高了燃燒器主噴口煤粉質量濃度。
2、微油點火燃燒器工作原理
傳統的鍋爐啟動點火方式為先點燃大油槍暖爐，直到主汽參數達到一定的溫度、壓力后，再投入煤粉。而微油點火燃燒器的工作原理是：先利用壓縮空氣的高速射流將微油槍出口的燃油直接擊碎，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。點燃微油槍以后，會形成溫度很高的油火焰，再將高溫油火焰引入煤粉燃燒器一級燃燒區，當濃相煤粉通過氣化燃燒的高溫火焰時，煤粉溫度急劇升高、破裂粉碎，釋放出大量的揮發分，并迅速著火燃燒。已著火燃燒的濃相煤粉在二次燃燒區內與剩余的稀相煤粉混合并點燃稀相煤粉，實現了煤粉分級燃燒（見圖3），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引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負荷穩燃的需求，并最終在燃燒器噴口形成穩定的煤粉火焰，達到點火和穩燃的目的。
整個過程就是先點燃霧化燃油，再點燃一級燃燒室內的煤粉，最后點燃二級燃燒室內剩余的煤粉。
東方鍋爐控制有限公司對四川華電珙縣電廠2號爐進行了微油檢點火燃燒器的改造：將燃燒器加高，相應一次風接口位置也升高；取消可活動的消旋桿，代之以固定的消旋葉片。除此之外，其余均同原燃燒器布置相同，保持了原大油槍的位置不變，保持原噴口的位置和大小不變，并保持原有的風量配比和風速，基本保持了爐內總體流場分布和燃燒組織配風不變。這次改造的是Bl～B4、E1～E4共8臺燃燒器。
3、鍋爐冷態啟動優化試驗
為了直觀地了解燃燒的狀況，在鍋爐冷態的時候，將長熱電偶從B3燃燒器的看火孔直接插入到B3燃燒器出口，以掌握不同運行方式下燃燒器出口的溫度。熱電偶插入的位置見圖4。鍋爐在冷態直接投粉啟動過程中，分別對一次風速、燃燒器周界風、微油助燃風壓、磨煤機運行方式以及總風量等幾個方面進行了優化。
3.1 -次風速優化調整
在不帶粉的情況下，投入B磨煤機的所有微油槍。在微油投入初期，一次風速控制在22m/s，B3燃燒器的出口溫度約為900℃，然后不斷降低一次風速，觀察燃燒器出口的溫度。當風速在20 m/s，出口溫度為950℃；當風速在17m/s，出口溫度約l 030℃。可以發現，隨著一次風速不斷降低，燃燒器出口的溫度不斷升高，見圖5。一次風速與燃燒器出口溫度反相關，這主要是因為一次風量超過理論燃燒空氣量，較多的一次風會冷卻燃燒器出口，并降低爐膛的溫度；但考慮到實際帶粉時，一次風速太低會引起一次風管堵塞，因此一次風速也不宜太低，控制在14～15 m／s較為合適。
3.2燃燒器周界風的優化
燃燒器的周界風由B擋板控制，設定一次風速為14 m/s，開始啟動B磨煤機并投粉，B擋板的初始開度為80%，此時，燃燒器出口的溫度約700℃，說明煤粉著火條件相對較差，被點燃的煤粉比例相對較少。當B擋板關至30%時，燃燒器出口溫度升至840℃；當B擋板進一步關至20%時，燃燒器出口溫度升至960℃，再穩定運行一段時間以后，燃燒器出口溫度升至1 000℃以七，這時煤粉的著火條件顯著改善，大部分煤粉已經被點燃。整個過程見圖6。為防止燃燒器噴口被燒壞，沒有進行B擋板更小開度的試驗。
3.3微油助燃風壓的優化
在微油槍投入運行時需要保證有足夠的風量來滿足燃燒過程和燃燒器冷卻的要求，所以在微油槍點火系統設計中有一路引自冷一次風的助燃風，根據廠方要求啟動過程中該助燃風風壓需要大于2.0kPa，一般控制在3.0kPa左右。點火初期磨煤機通風量較小，一次風速在14～15m/s。通過一次風速優化調整試驗可知，隨著一次風速的升高，燃燒器出口溫度逐漸降低。在啟動過程中，隨著磨煤機給煤量的增加，一次風速逐漸提高。為了保持燃燒器出口風速穩定，需要根據一次風速的變化逐步調整助燃風壓力，一次風速升高．助燃風壓力降低。現場試驗調整中，在一次風速達到18 m/s時，助燃風母管壓力從3 kPa逐漸降至2.7 kPa，燃燒明顯改善；再降至2.4kPa，燃燒器出口火焰進一步縮短，說明燃燒提前，火焰亮度也較先前有所增加；繼續降低助燃風壓力時，燃燒狀態無明顯改善。
3.4磨煤機優化運行
在投煤粉之前，為縮短煤粉著火時間，磨煤機的動態分離器調節到最大轉速，以保證較細的煤粉細度，并手動操作單臺給煤機，以最小的給煤量運行，這時磨煤機的料位不作為監控參數。采用最小給煤量、高細度運行方式是冷態啟動中保證煤粉可靠著火的重要條件。伴隨著爐膛溫度升高，逐漸提高給煤量，磨煤機的運行方式投入自動，磨煤機出口煤粉細度也相應地進行調整。
3.5總風量優化
在微油槍點火初期，總風量對燃燒的影響很大，當總風量在1800 km3／h以上時，燃燒較差，火焰電視幾乎看不到火焰。通過調節送風機和一次風機的動葉開度，將總風量降至1500 km3/h時，燃燒有所改善；再將總風量降至1 200 km3/h時，煤粉能夠迅速點燃，火焰電視圖像清晰可見。
啟動過程中鍋爐的燃燒放熱量較小，即使采用鍋爐最小允許通風量（一般為鍋爐最大通風量的30%—40%）也會造成爐內熱量的大量散失。采用適當小的風量，一方面有利于減少爐內熱量散失，提高升溫速度；另一方面隨著風量的減小，燃燒器出口風速也隨之減小，對煤粉的著火起到促進作用。在采用微油槍直接投煤粉啟動過程中，合理的風量控制是優化的關鍵條件之一。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、鍋爐啟動優化結果
通過上述優化試驗后，于2011年5月2日對該鍋爐進行了整體試驗，過程見表1。
5、結語
通過微油點火燃燒器的優化運行，國內首次實現了無煙煤鍋爐冷態直接投煤粉啟動，且燃燒穩定，火焰明亮，火檢信號正常，火焰電視圖像清晰可見。
在微油點火初期應注意：
(1) -次風速盡可能低，建議在15m/s左右，隨著爐膛著火環境不斷改善，逐漸加大一次風速。
(2)B擋板的開度適當關小，建議在20%左右，隨著爐膛著火條件改善，逐漸增加開度。
(3)微油槍助燃風風壓控制在2.4～2.7kPa，根據一次風速變化逐漸調整助燃風壓力。
(4)磨煤機的動態分離器調節到最大轉速，以保證較細的煤粉細度。開始投煤粉時，采用單臺給煤機運行，控制方式采用手動控制，將給煤量降至最小，待磨煤機料位建立后投入自動控制。
(5)適當減小風量，建議在1100～1200km3/h。
