锅炉微油点火改造及控制逻辑修改

李樟波

摘 要：微油点火系统改造是以“充分利用原有设备、确保锅炉运行安全稳定、最大限度地减少改造费用”为原则，通过这一方法，顺利地完成了华润电力（常熟）有限公司锅炉点火系统的改造。改造后的点火逻辑安全可靠，操作快捷简单，同时还增加了包括图像火检在内的若干实时监控设备。

关键词：650 MW机组；微油点火；控制逻辑；图像火检

中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0040-02

1 概述

华润电力（常熟）有限公司的3台650 MW机组，于2005年投入运行。锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的超临界直流炉，每台炉配4台上海重型机械厂生产的BBD4360磨煤机。每台磨煤机带锅炉的一层燃烧器，前后墙各4只。2008-02，将1号炉原来的A层大油枪（出力500 kg/h）改造为小油枪（出力50 kg/h）。改造中更换了原A层8只燃烧器、8个油燃烧器火检装置及相关设备，增加了一套（8只）图像火检系统、2台图像火检冷却风机和一台暖风器等设备，修改了原A磨煤机启停及A层油系统控制等逻辑。

2 微油点火原理和相关技术

2.1 微油点火原理

微油/少油点火是利用介质（压缩空气）雾化与气化相结合的强化燃烧技术使燃油充分燃烧，通过很小的燃油量（油枪出力在20～40 kg/h）就可以获得一个刚性较强、温度很高的稳定火炬。由于该火炬温度可达1 600～1 800 ℃，所以，当煤粉通过火炬时便会很快受热，并使煤粉颗粒破裂粉碎，迅速被点燃。根据分级燃烧的原理，使煤粉在点火初期就尽可能地充分燃烧，可以达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。

2.2 油的强化燃烧技术

微油/少油气化油燃烧器的工作原理就是燃油利用介质（空气）雾化和气化燃烧相结合的方式进行燃烧。在初始阶段，微量燃油在压缩空气的作用下被雾化成很微小的油雾，很短的时间内发生剧烈燃烧。这使燃烧器壁温迅速升高，很快就可以使喷入燃烧室内的油雾气化，从而加剧了燃烧速度，产生具有很高温度的火焰，为点燃中心筒内的煤粉提供初始热源。

2.3 煤粉燃烧器的燃烧机理

根据微油燃烧有限能量不可能同无限的煤粉量和风速相匹配的原则，煤粉燃烧器应用了分级燃烧、双筒压差平衡等成熟的专利技术，设计了多级燃烧器。它的意义在于应用多级放大的原理，使系统的风粉浓度和气流速度处于一个十分有利于点火的工况条件，从而完成一个持续稳定的点火、燃烧过程。这样，就消除了常规小油枪点火中煤粉燃烧器喷口处煤油混烧造成的燃尽率低、启炉时间长等缺点。另外，利用淡粉冷却浓粉，避免了煤粉的贴壁流动和挂焦，同时还能解决燃烧器的烧蚀问题。

3 系统改造和设备安装

3.1 炉前油系统

将A层油系统从原来的油系统中独立出来，加装一台进油调节阀和一台回油快关阀。

独立的油系统是为了调节油系统压力在1.4 MPa以内，以满足微油点火用油枪对燃油压力（0.3～0.6 MPa）的要求。

为了调节A层油系统压力，在进油调节阀后安装了一台压力变送器，信号送至DCS机柜并参与调节和监控。

3.2 燃烧器和火检系统改造

燃烧器系统改造比较彻底，原有的燃烧器（包括油燃烧器）全部被拆除，更换为全新的燃烧器。原有的油燃烧器也都被拆除，改为厂家提供的固定式小油枪。高能点火系统仍使用原设备。

保留原有的油角阀和吹扫阀，新增加燃油雾化阀一只。保留原有的煤火检系统，拆除原油火检，新增加一路可见光油火检和图像油火检系统。就地增加了2台火检控制柜，电源取自A层点火柜。增加了2台图像火检冷却风机，将其与原火检风机对称布置于锅炉的另一侧，图像火检信号直接送至集控室，使用一台LCD用以显示八个角的火焰图像，将其安装在集控室的辅助盘上。

3.3 磨煤机出口煤粉关断阀（以下称PC阀）改造

磨煤机出口PC阀（8台）和2台PC阀清扫风门改为一对一控制，增加了8只电磁阀。就地增加2台接线端子箱，将控制气源管路全部拆除，并重新布置。

3.4 热一次风系统改造

磨煤机进口热一次风系统中增加了一台暖风器，在冷炉点火时加热一次风，以利于磨煤机启动。暖风器位于锅炉固定端、靠近A磨煤机侧热一次风的母管上，暖风器热源为辅汽联箱来蒸汽。

暖风器装有旁路风门，冷炉点火时旁路风门关闭，使用暖风器加热。正常运行时，一次风经空预器加热，暖风器停止使用，打开旁路风门。

旁路风门为气动风门，类似于磨煤机混合风门。就地有一控制箱，可以手动操作，也可以远控操作，没有联锁逻辑。

4 逻辑修改和点火调试过程

4.1 改造前后锅炉启动顺序的变化

微油点火改造后，锅炉的启动过程如下：①启动锅炉风组系统（含一次风机），开磨煤机风门挡板，保证有足够的冷却风通过小油枪，为小油枪点火做准备；②启动暖风器加热冷一次风（为启动磨煤机做准备），启动炉前油系统进行油循环；③待一次风温合适时，调整磨煤机出口挡板，投入小油枪，点火开始；④A层小油枪燃烧稳定时，可以适时地启动磨煤机，投入煤粉燃烧器；⑤投入B磨煤机，机组负荷稳定时，退出小油枪，转入正常的运行模式。

微油点火改造后，锅炉启动过程相较于传统启动过程，其主要区别在于：①A层油枪点火前，需要开A磨煤机所有风门挡板，且风温必须加热到一定的温度；②一次风机和磨煤机启动时间提前；③燃油量大大减少，投油燃烧时间缩短。

4.2 微油点火控制逻辑修改

在改造的过程中，主要是对A层8只油燃烧器相关设备控制逻辑、A磨煤机控制逻辑和MFT/OFT逻辑等进行了较大的修改。

由于微油点火模式下锅炉侧启动顺序的不同，在逻辑修改中使用“微油点火模式”按钮作为启动模式切换标志。该按钮主要实现了A磨煤机在点火及机组正常运行过程中采用不同的控制方案，以确保点火顺利和机组的安全稳定运行。

5 调试中出现的问题和处理情况

本次改造历时25 d，经过前期的充分准备，施工过程比较顺利，调试中出现的问题也较少。点火初期，由于油压较低、油质较差，出现了油枪堵塞的情况。通过采取临时加大油压、冲洗管路等措施，问题得以解决。另外，由于油压波动造成的燃油流量过小，引发了油枪熄火这一异常情况。经过分析，改造人员一致认为需要在油管路上加装稳压装置，以确保油压波动不影响燃烧。调试中，由于点火枪没有行程开关，以指令代替反馈信号来实现，运行中情况较好。

参考文献

[1]龙立义.气化微油点火技术在600 MW超临界机组中的应用[J].广东电力，2007（10）：25-27.

[2]王新元，别勇军.油煤粉点火技术在300 MW机组中的应用[J].陕西电力，2007（06）：16-17.

〔编辑：曹月〕

Boiler Oil Ignition Transformation and Control Logic Modification

Li Zhangbo

Abstract： Oil ignition system transformation based on“full use of existing equipment to ensure safe and stable operation of the boiler， which minimizes the cost of transformation”principle， by this method， successfully completed China Resources Power（Changshu）Co.， boiler ignition the transformation of the system. After transformation logic ignition safe， reliable， fast and simple operation， but also increased the number of real-time monitoring equipment， including fire detection， including images.

Key words： 650 MW unit； micro-oil ignition； control logic； images of fire detection