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大唐彬长电厂2×630MW机组XSQ型双强少油点火燃烧器使用及维护说明书XCC编辑校对审核徐州燃控科技股份有限公司2012.8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1第二章双强少油点火燃烧器工作原理2第三章双强少油点火系统的构成3第四章双强少油点火系统的安装10第五章双强少油点火系统的调试14第六章双强少油点火系统的启、停16第七章第七章使用注意事项20-1-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。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。-3-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、图像火检系统、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：用于对双强少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。⑦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B层4台煤粉燃烧器改造为双强燃烧器。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。-4-煤粉燃烧器示意图燃烧器弯头內里和双强油燃烧器导管外壁采用耐磨陶瓷进行防磨处理，耐磨陶瓷采用燕尾条粘贴法来解决其和金属表面的配合问题。燕尾条粘接法是把金属表面做成具有燕尾结构的燕尾条，然后把燕尾形瓷件穿插于燕尾条上，并用耐高温粘贴剂粘接牢固。燕尾压条粘贴法的结构如下图所示：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、弯头、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、-5-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利用原有大油枪油角阀系统。1.4双强油配风系统双强油配风取自炉侧冷风联络母管。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。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，通过调整周界风量、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700℃。1.6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。在煤粉燃烧器上二次风箱内安装带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上二次风箱内，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-6-器燃烧优化、燃尽率高。图像火焰探头所需的冷却风量4×90m3/h，风压－炉膛允许最小压差≥1500Pa，冷却风由锅炉原AB层大油枪火检冷却风供给。1.7控制系统双强少油点火热控系统的设计主要包括双强少油点火程序的设计、系统保护逻辑及与DCS连接三部分。1.7.1设计原则：①保证点火过程锅炉的安全。②不对正常运行的FSSS功能带来影响。③保证点火过程点火设备的安全。④人机界面清晰，便于操作。1.7.2双强少油点火的控制系统构成该系统具有以下主要功能：①双强油燃烧器启动、停止程控。②双强油燃烧器火焰调节。③双强少油点火故障记录。④启磨用风道燃烧器的投入操作。⑤燃烧器壁温监视，超温报警。⑥油配风风速在线检测。⑦联锁保护功能，与FSSS接口。⑧通讯功能，纳入DCS控制系统。双强少油点火热工控制系统的组成框图见下图：1.7.3热工控制系统的功能双强少油点火的控制系统设计1.7.3.1连接方式双强少油点火控制系统在特定情况下可以实现独立的控制，并将控制信号和反馈信号接入DCS系统，成为DCS控制系统的一部分。把双强少油点火的控制做到DCS画面上，可以方便运行人员操作，便于管理。双强少油点火控制系统和DCS采用硬接线的连接方式。1.7.3.2控制方式由于就地控制系统无法实现对模拟量的监测和控制，相应动作及反馈只能由DCS系统完成；在DCS控制方式下，由操作人员通过监控画面实现自动点火，并显示相关设备的状态。-7-1.7.3.3FSSS逻辑更改1、在原DCS点火操作界面上增设一个点火模式切换开关：“双强模式/正常模式”。锅炉点火时，可以根据实际点火需要，进行两种点火模式选择切换。锅炉在正常模式下投运时，原FSSS逻辑维持不变。锅炉在双强模式下投运时，需对原FSSS保护逻辑做部分修改，以避免在该模式下采用双强点火系统进行冷炉启动时产生不必要的MFT、跳磨等保护动作。双强模式仅适用于锅炉的冷炉点火启动，如锅炉出现低负荷需要采用双强点火系统进行稳燃时，运行人员可以在正常模式下直接启动双强点火系统的油燃烧器。双强模式的进入：冷炉点火启动时，在点火前手动将点火模式切换为双强模式；双强模式的退出：在锅炉达到不投油稳燃负荷后，退出双强油燃烧器前，手动退出双强模式。2、锅炉“吹扫允许”条件的修改：锅炉增加双强点火系统后，原锅炉“吹扫允许”条件需增设：所有双强油燃烧器无火。实现方法：双强油燃烧器所有角“火检有火”信号各自取反后相“与”，再与原锅炉“吹扫允许”条件相“与”作为该模式下锅炉“吹扫允许”条件。3、锅炉“全炉膛