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火电厂等离子与微油点火技术的节能降耗效益

文档作者：杨吉友文档来源：大唐淮南洛河发电厂		点击数：	更新时间： 2022年02月25日
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成娜在户
A NH UI E LE CTR IC POWE R
第30 卷第1 期
20 13 年3 月
#节能减排#
火电厂等离子与微油点火技术的节能降耗效益
E n er gy S a v i n g an d R ed u c in g C o ns tun P t io n B en efi ts o f P las m a a n d M ie r o 一0 11
i g ul t i o n T ec h n o l o gy i n P owe r Pl a n t
杨吉友
( 大唐淮南洛河发电厂,安徽淮南232 0 8
摘要: 节能降耗是目前我国在能源问题的重要议程" 目前, 随着电力行业的不断扩大,石油的需求量也逐年递增, 然而电
力行业中的用油里很大一部分用于火电厂机组的启动和低负荷稳定燃烧, 在使用能源中做到节能降耗是目前我们工作中的
大事" 电站锅炉等离子.点火系统的核心技术,是用煤粉替代燃油用于发电厂锅炉启动前的预热和用电低谷时的稳燃" 此技术
节省燃油资源,节省运行费用,具有巨大的经济效益" 另外,等离子燃烧器中煤粉的充分燃烧, 大大减少了有害废弃物, 具有极
其优异的环境效益" 结合大唐安徽分公司淮南洛能发电有限公司三期2 x 6( X) MW 的等离子点火和二期Zx 30 MW 机组微
油点火( 气化小油枪)技术的应用成果, 阐述等离子和微油点火技术带来的突破和效益,给电厂在机组新建和机组改造过程
中时点火系统的选取提供参考"
关键词: 火电厂; 电站锅炉; 节油技术;等离子点火;微油点火
A b s tr a c t : sa vi ng e ne 卿an d 阁ue i ng eo nsu mPti on 15 a impo rt a nt ag e nda of e n e rgy Pro bl em in our e ou ntly . At P re se nt,
alo ng with th e e lec tri e po we r ind us 匀"on ti nue s to e xpa nd , th e deman d for 伴加l eu m 15 al so ine re as in g 0 ar 旅e r 0 ar,
h ow e ver in th e e lec tri e powe r i nd us t口, a l aJ 电e p art Of o让used i n th erm al po we r p lan t un it start 一up a nd low loa d st ab le
e om bu stfo n. How to u se en e 卿to ac hie ve .- e ne 卿, a ving ,, 15 e u俄n il y pl 毗ed in ou r to p p ri ori ty work. Th e e ore
tec hnolO 群of pl as m a i, iti on in 脚we r plan t ho il e r 15 us ing p ul venz e d e oal ins te a d Of fu e l fo r pre 一h e at in g be fo re sta rt 一up
an d stab le e om bu sti on on low loa d . rFh is te e hn olo 群e a n sav e fu e l re s ou 功e s, sign ifi e an il y 洲l u e e oPe ra t in g e ost s, a n ll h留
h u罗ec onom ie be n旅ts . In a d di tion , p las ma bum e r in Pul ve riZ e d e oal c omb usti on , 尹a il y red u e in g th e h arm fo l w朋te , has
an e xe el en t en ~ m en 园b en e 6 ,. COmb ine wi th th re e 伴ri 司Z x 创>) MW p las ma i, i ti 朋an d ,wo 2 x 3 (X) MW u ni t of
mi e ro od ign iti on t e eh nol ogy ap P lie at ion a e hie veme nts i n Da t an g Anhu i bran e h Lu o H uai n an Powe r lim ite d e omPan y, th e
Paper desc ri he s th e plas ma an d mieo 011 1, iti on teehnolo群bre akt肠ro ugh an d be nefi r, ptn vides so me re fe re nees of i, itin n
s ys tem s el e et ion d uri ng uni t eo nstru e ti on an d re novati o n i n po we r p lan t.
Ke丫怜ords : th erm al 脚we r plan t :卯wer plan t ho il er ;fu el一saving tec hnol ogi es :plas ma i, ition ;miero- oil i助ition
当今世界能源资源日益紧张, 国内外均积极
开展火电企业燃煤锅炉节油技术的研究,我国也先
后开发了/节省燃用油!推广劣质煤燃烧技术!以
煤代油0等技术" 这些技术的应用对火电企业节油
起到了明显的作用,但火力发电厂燃煤机组节油降
耗仍具有很大的空间" 等离子点火技术的进展以
及微油点火技术的出现,使我国电站节油技术又迈
向了新阶段;在短短几年内,等离子点火技术和微
油点火( 气化小油枪)技术已成为大型机组锅炉点
火和稳燃过程中的主流节油技术, 并广泛应用于
运行机组中, 效果非常显著"
等离子点火技术
等离子点火技术采用特殊合金的阴!阳极, 实
现以空气作为等离子载体, 不需专供惰性气体保
护电极, 既简化了系统, 又大幅度地降低了运行费
用, 克服了投油点火不能投电除尘的环保问题, 消
除因燃油系统造成的安全隐患"
1.1 等离子点火系统构成
等离子点火系统主要有以下几部分构成: 等
离子发生器:等离子燃烧器;电源柜及供电系统;辅
助系统( 包括冷却水系统!压缩空气系统,图像火检
系统) :控制系统以及风粉系统等" 等离子点火系
1 统现场安装图见图 1 "
第30 卷第l 期
20 13 年3 月杨吉友: 火电厂等离子与微油点火技术的节能降耗效益
图l 等离子现场安装图
LZ 等离子点火系统工作原理
1.2.1 等离子发生器
D比一20 型等离子发生器为磁稳! 空气载体
等离子发生器, 它由线圈!阴极!阳极等组成" 其中
阴!阳极材料采用具有高导电率!高导热!耐氧化
的金属材料制成, 它们均采用水冷方式冷却, 以承
受电弧高温冲击" 线圈在高温250 e 情况下具有
抗2 kV 的直流电压击穿能力, 电源采用全波整流
并具有恒流性能"其工作原理见图2 " 在冷却水及
空气压力条件满足后, 首先设定电源( 6) 的工作输
出电流( 30 ~4 00 A) , 当阴极(2) 在直线电机( 5) 的
推动下, 与阳极( l) 接触后, 电源(6) 按设定的工作电
流工作, 当输出电流达到工作电流后, 直线电机(5)
推动阴极(2) 向后移动, 当阴极离开阳极的瞬间, 电
弧建立起来, 当阴极达到规定的放电间距后, 在空
气动力和磁场的作用下, 装置产生稳定的电弧放
电, 生成等离子体" 等离子点火系统图见图3 "
1.2. 2 等离子燃烧器煤粉点火原理
直流电流在一定介质气压的条件下引弧,并在
强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离
子体,该等离子体在点火燃烧器中形成乃4 oo K
的梯度极大的局部高温火核,煤粉颗粒通过该等离
子/火核0时,迅速释放出挥发物!再造挥发份,并使
煤粉颗粒破裂粉碎,从而迅速燃烧,达到点火并加
速煤粉燃烧的目的" 等离子体内含有大量的化学
化活性粒子,如原子( C !H !O ) !离子(0 2一!H+ !OH一)
和电子等,它们可加速热化学转换,促进燃料完全
燃烧"
2 微油点火技术
微油点火( 气化小油枪) 系统是微油冷炉点火
技术和超低负荷稳燃技术的完美结合, 该技术首
次成功地将微量的油( 30 k妙以下)在特殊设计
的燃烧室内经过高强度雾化燃烧, 产生高温火焰
直接点燃煤粉,并采用逐级放大的原理, 达到最终
点燃大量煤粉!实现冷炉助燃煤粉启动的目的" 该
技术属高效节能技术, 可大幅度降低火力发电厂
点火和助燃用油, 实现以煤代油, 节省大量助燃用
油, 为企业创造显著的经济效益" 微油点火系统现
场安装图见图4 "
) 火仁{
眯翻几
肖_ 巨巨习习)
,) 丈二
图4 微油点火系统现场安装图
( 6 )电源
图2 等离子发生器工作原理图
荡魏二三二
} }
. 奋. 控制系统
冷却
压缩空
一次
图3 等离子系统图
2. 1 微油点火( 气化小油枪) 系统构成
微油点火系统主要由以下几部分构成:强化燃
烧微油(气化小油枪)小油枪;煤粉燃烧器及浓缩装
置;辅助系统( 包括油系统!压缩空气系统!助燃风
系统);检测与控制系统以及制粉系统等"
2. 2 微油点火工作原理
2. 2. 1 微油点火工作原理
微油点火( 气化小油枪)小油枪是利用压缩空
气产生机械雾化将燃料油挤压!撕裂!破碎, 产生
超细油滴后通过高能点火器燃烧,同时用燃烧产生
的热量对燃料进行初期加热!扩容!后期加热,在极
成琳心户第30 卷第1 期
20 13 年3 月
短的时间内完成油滴的蒸发气化" 由于燃油是在
气化状态下燃烧, 可以大大提高燃油火焰温度, 并
急剧缩短燃烧时间" 气化燃烧后的火焰刚性极强,
其传播速度超过声速,火焰呈蓝色, 中心温度高达
1 50 一2 5X旧e , 可作为高温火核在煤粉燃烧器
内直接点燃煤粉,从而实现电站锅炉启动!停止以
及低负荷稳燃中以煤代油的目的" 图5 为微油点
火中的燃油及压缩空气总路及单角系统图"
图5
2 .2 .2
徽油点火中的燃油及压缩空气总路及单角系统图
燃烧器直接点燃煤粉工作原理
微油气化油枪燃烧形成的高温火焰,使进人一
次室的浓相煤粉颗粒温度急剧升高! 破裂粉碎,并
释放出大量的挥发分迅速着火燃烧,然后由已着火
燃烧的浓相煤粉在二次室内与稀相煤粉混合并点
燃稀相煤粉,实现煤粉的分级燃烧,燃烧能量逐级
放大,达到点火并加速煤粉燃烧的目的,大大减少
煤粉燃烧所需的引燃能量,并满足锅炉启!停及低
负荷稳燃的需求"
3 等离子点火与微油点火应用情况
( 1) 目前, 等离子点火及稳燃技术已应用的
煤种:挥发粉>20 %烟煤; 机组容量等级:50 MW !
10 MW !12 5 MW !30 MW;燃烧方式:切向燃烧
直流燃烧器! 墙式燃烧旋流燃烧器; 制粉系统类
型: 钢球磨中储式!双进双出钢球磨直吹式!中速
磨直吹式和风扇磨直吹式制粉系统" 已应用机组
数量70 余台锅炉( 如云南宣威电厂!江西丰城电
厂等) , 总装机容量近30 (XX) MW "
( 2 ) 微油( 气化小油枪)点火及稳燃技术已成
功应用的煤种:贫煤!劣质烟煤!烟煤和褐煤;同时
株州电厂无烟煤试验台试烧成功, 机组容量等级:
50 MW !l (X) MW !125 MW !2(X) MW !3(X) MW 和
50 Mw ;燃烧方式:切向燃烧直流燃烧器!墙式燃
烧旋流燃烧器;制粉系统类型:钢球磨中储式!双
进双出钢球磨直吹式! 中速磨直吹式和风扇磨直
吹式制粉系统; 已应用机组数量20 余台锅炉( 如
中电投贵溪电厂!大唐田家庵电厂等) , 采用微油
点火, 在基建调试阶段可以节约大量的燃油, 经济
效益非常可观"
4 等离子与微油点火( 气化小油枪)的
对比
4. 1 等离子点火技术的优点
等离子点火技术的优点如下"
( l) 可实现电厂的完全无燃油运行, 节油率
10 %,提高电厂运行的经济性"
( 2) 可完全简化了燃油系统,提高电厂运行的
安全性"
( 3) 避免了燃油点火期间无法采用电除尘器
而造成的冒黑烟的问题, 降低了有害物质的排放
量,提高了环保效益"
目前, 在大唐安徽分公司淮南洛能发电有限
公司三期2x 60 MW机组上已完全实现无燃油运
行,节油率10 % "
4. 2 等离子点火技术的缺点
( l) 一次性投资大,系统设备较为复杂"
( 2) 由于受发生器功率的限制,等离子点火技
术无法点燃挥发份低的劣质煤,针对一些燃煤煤质
不好的电厂,需要另外调用优质煤或是加油助燃"
(3) 等离子发生器的阴阳极寿命短,更换工作
量大,费用高"
(4) 等离子采用的气源是压缩空气, 压缩空
气内含有水和油, 容易产生等离子拉不起弧或枪
管内部打火"
4. 3 微油点火(气化小油枪)技术的优点
微油点火( 气化小油枪)技术的优点如下"
( l) 一次性投资少, 系统结构简单, 维护操作
方便,燃烧器及其附属设备易改造;
( 2 ) 适用煤种宽, 同时适用劣质煤!贫煤!烟
煤和褐煤等;
(3) 启停期间可投人除尘设备, 环保效益比
较明显;
( 4 ) 节油效果显著"
目前在大唐安徽分公司淮南洛能发电有限公
司二期Zx3 0 MW机组运行中, 节油率可达60 %
以上"
4. 4 微油点火(气化小油枪)技术的缺点
( l) 微油点火技术是最近几年新出现的技
术, 与等离子点火技术相比, 在大型机组上运行经
验少, 尚未有在1 以刃MW 机组上运行的案例;
()2 在点火和稳燃的过程中仍需要少量燃油 "
第30 卷第1 期
20 13 年3 月杨吉友: 火电厂等离子与微油.获火技术的节能降耗效益
5 采用等离子和微油点火( 气化小油
枪)技术后节能降耗的效益
大唐安徽分公司淮南洛能发电有限公司在
二期Zx 30 MW 机组采用微油点火技术分别是
20 8 年12 月和20 9 年的3 月安装, 三期Zx
60 MW 机组等离子点火技术是随机组基建安
装, 其投人时间为20 7 年ro 月和12 月, 在这期
间, 机组共启动按停炉统计如表l "
离子和微油点火( 气化小油枪)既节约了资金, 又
降低了使用能源, 效果非常明显" 一期2 x3 20
MW 机组准备在近期大修中全面进行微油点火
技术改造"
2(X) 8 年2(X) 9 年2010 年20 11 年
机组停炉次数机组停炉次数机组停炉次数机组停炉次数
4内a! 号 ,4- ,4, 号 f0q 4 3 号
4 号
55 号 6 55 号 3 55 号 3
6 0 _ _ _
6 号2 6 号2 6 号4
5. 1 成本计算
目前点火使用O号柴油,其价位约在8 00 ;刃t
以上, 二期机组如按以前正常点火一次要30一40 t
柴油, 要投人资金30 00 元左右, 二期机组使用
微油点火后节省60% , 一次点火节约资金180 00
元左右"三期机组一次点火使用柴油约40 t 左右,
要投人资金30 仪旧元左右, 等离子使用后属于
零油点火,一次点火节省30 0 0 元以上"
5. 2 效益计算
( l) 按照表1 可以计算节约效益如表2 "
表2 节约效益计算结果
6 结语
( l) 随着社会经济快速发展对原油消耗的增
加, 国际市场的动荡和不稳定, 石油资源更加紧
缺, 油价飞速上涨, 为了降低电厂运行成本, 燃煤
电厂选用等离子点火或微油点火等节油点火技术
在火电企业是势在必行"
( 2 ) 等离子点火技术与微油点火( 气化小油
枪)技术在应用上各有优劣, 电厂在选择采用时必
须综合考虑电厂自身的实际情况" 对于进厂煤种
不确定, 原来已经有轻油系统的机组, 选择微油点
火( 气化小油枪)技术比较经济可靠;对于有可靠
煤源,煤质稳定, 而且是烟煤等挥发份较高易于燃
烧的煤种的机组, 可以选用等离子点火技术"
( 3 ) 随着等离子点火和微油点火( 气化小油
枪)技术水平的不断发展和日趋成熟, 对火电企业
/节能降耗0来说, 也是迎接未来挑战的一种突破;
应用上述两种点火技术, 对缓解目前石油资源更
加短缺, 油价上涨和降低电厂运行成本是至关重
要的, 也是势在必行的"
( 收稿日期:2012一12一21)
年份炉号启动次数节油资金/ 元
6 0
6 4
3 0 以刃
3 0 5洲X>
l 8 0 0( 洲)
180 2汉)
30 5XX)
30 5X火)
18 0 0( X)
18 0 以洲)
30 (洲洲)
30 2 X >
18 0 =拟)
1 80 5XX)
30 仅X)
30 0 以)
共计/ 元
1 2 0 0 (洲洲2
0
18 0 5拟2
1 2 6 0 0( X)
1 8(M) (HX>
6 (X) (X )
7 2 0 5X洲2
3 印5众)
9 0 以X)
6 1刃2 叹)
0
9 (X >以力
1 2 (洲) 以X)
1 2 (刃峨洲X)
合计/ 元
1 2 0 (兄幻
1 科0 5XX2
2 4 朋(X X 2
1 0 80 5X洲2
1 5 (X) 0 (X)
9 加(XX >
2 4仪) 以洲)
参考文献
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科技情报开发与经济,2仪拓, 16 ( 13) .
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2 0 0 6 .
16 ] 大唐节能科技有限公司.气化小油枪说明书=忍20 6.
,-山氏0 CQ一,且
( 2) 通过表2 得出从20 9 年l 月至2011 年
12 月, 二期机组采用微油点火共计节约资金342
万元; 年月至年月, 三期机组采用
等离子无油点火共计节约资金6 万元" 采用等
作者简介:
杨吉友( 3 一) , 男,安徽淮南,本科, 工程师, 年至今
一直从事锅炉本体工作"
20 8 1 201 1 12
00
19 7 1992

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