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河北建投沙河发电有限责任公司2X600MW超临界机组XSQ型双强少油点火燃烧器使用及维护说明书（初稿）XCC徐州燃控科技股份有限公司2011.1前言注意感谢您使用徐州燃控科技股份有限公司生产的XSQ型双强少油点火燃烧器。本手册作为产品完整而必要的一部分提供给用户。本部分所述内容不仅适用于用户，也能为产品的安装和检修人员提供参考。操作和使用双强少油点火燃烧器前请您仔细阅读。请认真保留本手册，以备参考。内容介绍:本手册介绍了XSQ型双强少油点火燃烧器的工作原理、系统的构成、系统的安装、系统的调试、系统的运行、系统的维护等。读者对象：本手册适合下列人员阅读：设备安装人员、操作人员、维护人员等。第一章绪论第二章双强少油点火燃烧器工作原理第三章双强少油点火系统的构成第四章双强少油点火系统的安装第五章双强少油点火系统的调试第六章双强少油点火系统的启、停第七章第七章使用注意事项-1-第一章绪论我国是一个石油消耗和进口大国，国家鼓励推广节油和以煤代油技术，国家发展和改革委员会在“节能中长期专项规划”中明确提出：“十一五”期间，电力等行业节约和替代燃料油的目标是3800万吨。双强少油点火和超低负荷稳燃技术是用少量的油（对应单只煤粉燃烧器用油量50㎏/h～600㎏/h）强化燃烧，通过专门设计的燃烧器，点燃大量的煤粉，从而达到以煤代油启动锅炉的目的；另外在锅炉低负荷时，可以将该燃烧器投入，用少量的油实现锅炉的超低负荷稳燃。该技术可以大幅度减少火力发电厂点火启动和助燃用油，降低发电成本，为电力企业创造巨大的经济、社会效益。该技术已在中国、美国、俄罗斯、德国、英国、日本等国家获得专利，并己完成工业性试验和电厂鉴定，现已在多个50MW～600MW机组上推广使用、取得了令人满意的效果。双强少油点火系统适用锅炉容量为50MW～1000MW，燃用煤质包括褐煤、烟煤、劣质烟煤、贫煤和无烟煤等；燃烧方式包括直流燃烧器切向燃烧、旋流燃烧器墙式燃烧以及“W”型燃烧锅炉；制粉系统类型包括采用中速磨、风扇磨和双进双出钢球磨的直吹式制粉系统，以及采用单进单出钢球磨的中储式制粉系统。-2-第二章双强少油点火燃烧器工作原理1.双强少油点火燃烧器原理源自航空发动机技术的油燃烧器布置在煤粉燃烧器中心或在煤粉燃烧器后部斜插布置，点火时强化燃烧的高温油火焰将通过煤粉燃烧器的一次风粉瞬间加热到煤粉的着火温度，一次风粉混合物受到了高温火焰的冲击，挥发分迅速析出同时开始燃烧，挥发分的燃烧放出大量的热，进一步将一次风粉加热到远高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒开始燃烧，形成高温火炬喷射进入炉膛。由于煤粉在极短的时间内被迅速加热，挥发份析出量将大大高于实际挥发份含量，这样就进一步提高了煤粉的燃烧速度，因而煤粉的燃尽率极高。该产品的研究领域涉及一个低压强制配风的油燃烧器，该油燃烧器是由航空发动机的高压强制配风油燃烧器发展而来的。通过强制配风和绝热燃烧方式使其发出高温火焰，火焰中心温度高达1800℃，油燃尽率高达99%以上。设计时根据不同的煤质及煤粉燃烧器的负荷确定油燃烧器的容量，在规定的温度指标内，将通过高温火焰的煤粉瞬间引燃，满足煤粉内燃技术的点火要求。双强少油点火燃烧器是我公司拥有自主知识产权的专利技术产品，专利号是ZL01259539.X。2.双强少油点火燃烧器的技术性能指标①根据煤种及煤粉燃烧器的负荷选择油燃烧器的出力，专门设计煤粉燃烧器，完善可靠的系统配置，可确保点火初期煤粉的燃尽率高达65％～80％，新机组试运期间以及冷炉启动过程节油率（以煤代油）根据煤种不同可达75～90％以上。②采用气膜冷却和全自动控制，长期工业运行实践证明，燃烧室不结渣、不烧蚀。③采用油、煤火焰双重检测，系统运行安全、可靠。④双强油燃烧器燃尽率高达99%以上，不会生成高分子链聚合物，在启炉和停炉阶段，可投入电除尘，解决了电站锅炉在启、停阶段的环保问题。⑤双强少油点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，正常运行期间作为主燃烧器使用，不影响锅炉正常运行时空气动力场和组织燃烧。⑥对煤粉浓度适用范围很宽（0.15～1.0），煤粉浓度可根据磨煤机出力和锅炉升温、升压需要进行调节。⑦油枪和点火枪不在高温区工作，不需要设进、退装置，投入速度快。⑧单只双强油燃烧器容量在20㎏/h～400㎏/h间，可点燃烟煤、褐煤、贫煤、无烟煤等，基本满足国内电站各种煤种的需要。-3-⑨系统自身能耗小、结构简单、现场维护工作量小、运行费用低。-4-第三章双强少油点火系统的构成1.双强少油点火系统双强少油点火系统由双强煤粉燃烧器、双强油燃烧器、双强燃油及吹扫系统、双强油配风系统、壁温在线检测系统、风道燃烧器系统、控制系统等组成。设备功能如下：①双强煤粉燃烧器：用于和双强油燃烧器配套使用，在双强煤粉燃烧器燃烧筒内点燃煤粉。②双强油燃烧器：利用低压强制配风使燃油充分快速燃烧，产生高温火炬，直接点燃煤粉。③双强燃油及吹扫系统：包括燃油管路设备和吹扫管路设备，提供燃油控制及油枪吹扫控制等功能。④双强油配风系统：提供双强油燃烧器燃烧所需的风，并利用该配风对火焰温度和形状进行调节。⑤壁温在线检测系统：用于对双强微油点火系统运行中的重要数据进行在线检测，为优化燃烧、优化运行提供依据⑥风道燃烧器系统：该系统的作用是通过风道燃烧器装置来提高磨煤机热风温度，满足磨煤机干燥出力要求⑦图像火检系统：可直观的观察煤粉火焰燃烧情况，不参与控制⑧控制系统：控制系统对双强煤粉燃烧器、双强油燃烧器、双强燃油及吹扫系统、双强油配风系统进行控制，并对监控系统进行实时监控。1.1双强煤粉燃烧器本工程将锅炉前墙下层6台主煤粉燃烧器和6台乏气燃烧器改造为双强少油点火燃烧器（对应F磨）。-5-燃烧器改造后，一次风管接口尺寸与原接口尺寸一致，燃烧器通流面积不变，燃烧器内部结构简单，燃烧器的喷口尺寸与原燃烧器完全一致。因此，燃烧器进行双强改造后，正常运行时，一次风速不变，燃烧器阻力基本不变，燃烧器出力不变，其对炉内空气动力场和燃烧组织不造成任何影响。燃烧器全部采用特种耐热合金钢整体铸造，一次成型，气膜风道采用百叶窗式结构设计，根据温度场的分布在相应位置上开设气膜风窗口，保证气膜风始终贴壁冷却，在燃烧器内壁形成了一个完整的、流动的气膜保护层，控制燃烧器内壁温度不超过750℃，降低煤粉对燃烧器内壁的冲刷，保证燃烧室不结渣，不烧蚀。双强煤粉燃烧器设计成可以从外部进行拆装的结构，双强油燃烧器、整台煤粉燃烧器均可以从外部进行拆装，维修、更换方便，操作简单。1.2双强油燃烧器主要包含燃油喷嘴、燃烧筒、配风筒、点火装置、火焰检测装置等。油喷嘴采用简单机械雾化方式，主要由分油盘、旋流片、雾化片、大螺帽组成，结构简单。1.0Mpa油压的燃油经过分油盘后进入旋流片，产生高速强烈旋转，高速强烈旋转的油流通过雾化片喷孔，形成旋转的中空锥型油薄膜，油薄膜在离心力的作用下，进一步撕裂、破碎。其配风采用分级强制配风的方式，根据油雾逐步燃烧所需要的风量，分级逐步配风，燃油与风混合均匀、强烈，火焰燃烧剧烈、稳定性高，火焰中心温度高达1800～2000℃，燃尽率高达99.9℃。同时，由于采用分级低压强制配风，助燃风在参与燃烧之前，在油燃烧筒内壁形成完整的-6-气膜保护层，对燃烧筒进行充分的冷却，因此火焰温度极高，而油燃烧器筒壁却只有常温的温度，用手即可直接触摸。油燃烧器工作时油枪、点火枪和火焰检测装置均不在高温区，所以避免了油枪的结焦和点火枪的烧蚀问题，同时油枪和点火枪无需进退执行器，进一步简化了系统配置，使用及维护都非常简单。1.3双强燃油及吹扫系统双强燃油及吹扫系统支管路包括手动阀、燃油快关阀、燃油过滤器、燃油压力表、金属软管、吹扫快关阀、止回阀、吹扫压力表及连接管线组成。燃油快关阀和吹扫快关阀采用气动单电控弹簧复位球阀，失电、失气状态下球阀自动关闭，阀门关闭时间≤1秒，保证无泄漏。支管路管路尺寸为：油管路Φ22×3、吹扫空气管路Φ22×3；主油管路尺寸为Φ32×3。若需要配置主油管路，则包括手动截止阀、过滤器、压力表等，双强支管路基本配置图1.4双强油配风系统双强油配风取自一次风机出口时，要求双强油燃烧器入口风压大于3Kpa，双强油配风系统配置自动调风门、风速测量装置、波纹管补偿器等。风速测量装置由差压取样装置、微差压变送器等组成。测速段管径的选择以保证测速段内风速为15～25m/s为原则。1.5监控系统为了确保双强少油点火煤粉燃烧器的安全运行，在燃烧器的相应位置安装了监视壁面温度的热电偶。热电偶的安装位置是根据数台双强少油点火煤粉燃烧器的工业应用情况和燃烧器工作状态下的温度场确定的。热电偶的型号主要为K分度或铠装热电偶。-7-热电偶的安装在双强少油点火煤粉燃烧器的设计图中有明确要求，其基本原则是牢固、防磨、耐用、拆卸更换方便。每台双强少油点火煤粉燃烧器装设2套壁温热电偶，用于监控燃烧器壁温。燃烧器壁面超温时，通过调整一次风速、双强油燃烧器出力等方法来降低壁温，保证壁面温度始终小于650℃。1.6风道燃烧器系统双强少油点火技术的应用，首先需要在冷炉状态下为磨煤机提供启磨热风。本工程燃用褐煤，点火初期启动磨煤机的出口热风温度为130℃可以满足启磨要求,冷炉启磨热风通过风道燃烧器方式来获取。在空预器出口热一次风母管上安装一套风道燃烧器，风道燃烧器油枪出力为200～300Kg/h，利用风道燃烧器加热一次风，使一次风温度达到启磨要求的温度，进行启磨制粉。风道燃烧器采用高压风机供风，同时引一次风机出口冷一次风为油燃烧器停运时的吹扫风。风道燃烧器系统图如下：风道燃烧器采用双强油燃烧器，火焰稳定、燃尽率高。风道燃烧器燃油管路采用双关断速断阀，保证在风道燃烧器停止运行时燃油零泄漏。风道燃烧器下游一次风母管上合适位置安装2只测温热电偶，用于检测加热后的一次风温。风道燃烧器采用火焰检测和温度检测双重手段保证其运行的安全可靠性。1.7图像火检系统为监视双强少油点火煤粉燃烧器的火焰情况，方便运行人员进行燃烧调整，每个双强少油点火煤粉燃烧器各安装1套图像火检装置。在煤粉燃烧器二次风道内安装带CCD摄像头的火检探头，其视频信号送至集控室内画面分割器，经处理后一路送到视频切换器，再送到全炉膛火焰电视，在点火初期同时监视双强点火燃烧器的火焰并可以随时切换至全炉-8-膛火焰。或者四路视频信号结合原炉膛工业电视系统，送至画面分割器，输出到电视或者监视器进行显示。图像火检探头采用内窥式结构方式，探头安装在其所监视的煤粉燃烧器的二次风道内，实现一对一的图像火焰监视，实时准确的监视每个双强少油点火煤粉燃烧器的火焰状况，根据火焰状况对双强少油点火煤粉燃烧器进行燃烧调整，确保双强少油点火煤粉燃烧器燃烧优化、燃尽率高。图像火焰探头所需的冷却风量6×90m3/h，风压－炉膛允许最小压差≥1500Pa，冷却风由锅炉原火检冷却风机供给。1.8一次风速在线监测系统为便于双强少油点火煤粉燃烧器风速的控制，在用于双强少油点火的六根一次风管上各安装一套风速在线监测装置，用于在线监测一次风速，方便运行人员进行燃烧调整。电站锅炉风速风量测量装置是基于S型毕托管测量原理，测量装置安装在管道上，其探头插入管道内，当管道内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎风面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管道内风速有关，风速越大，差压越大；风速小，差压也小，风速与差压的关系符合伯努利方程：2pv=k（k表示测量装置标定系数）为了解决耐磨问题，探头采用Al2O3耐磨材料，在1850℃高温下烧结而成，使用寿命达6年以上。为了解决堵塞问题，首先增设了防堵塞装置，在垂直段内安置了清灰器，在管道内气流的冲击下使清灰器作无规则摆动，起到自清灰作用，清灰器的重量及大小是经过出厂前的试验来确定的，在风洞试验台上按照风管内设计风速的范围试验得出，清灰器的重量与大小必须符合要求，否则自清灰效果不理想。其次在设计时与垂直管段连接了一根斜管，斜管与垂直管之间有节