鍋爐燃燒的控制

鍋爐燃燒的控制

1微油燃燒技術(shù)1.1直吹式制粉系統(tǒng)微油系統(tǒng)由微油噴射系統(tǒng)、冷熱加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。微油點(diǎn)火系統(tǒng)由微油進(jìn)油管路、壓縮空氣管路、微油燃燒器、煤粉燃燒器、微油燃燒助燃風(fēng)、微油點(diǎn)火、火檢、爐膛壁溫監(jiān)測等組成;直吹式制粉系統(tǒng)還應(yīng)增加一次風(fēng)暖風(fēng)加熱系統(tǒng);控制系統(tǒng)主要對點(diǎn)火系統(tǒng)和一次風(fēng)加熱系統(tǒng)納入就地和遠(yuǎn)程DCS控制,進(jìn)行就地控制操作和遠(yuǎn)程控制操作,實(shí)現(xiàn)鍋爐微油點(diǎn)火和燃燒的安全保護(hù)及連鎖,確保鍋爐的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。1.2煤粉燃燒點(diǎn)火技術(shù)一般直吹式制粉系統(tǒng)將1臺磨對應(yīng)的煤粉燃燒器改造為微油點(diǎn)火煤粉燃燒器。燃燒器改造后,一次風(fēng)管接口尺寸與原接口尺寸一致,燃燒器流通面積不變,燃燒器內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單,燃燒器的噴口尺寸和擺動結(jié)構(gòu)及其擺動范圍與原燃燒器完全一致。因此,燃燒器進(jìn)行微油點(diǎn)火改造后,正常運(yùn)行時,一次風(fēng)速不變,燃燒器阻力基本不變,燃燒器出力不變,其對爐內(nèi)空氣動力場和燃燒結(jié)構(gòu)不造成影響。微油點(diǎn)火油燃燒器從一次風(fēng)管側(cè)面或是彎頭后方軸向插入煤粉燃燒器,點(diǎn)火是經(jīng)過強(qiáng)化燃燒的高溫油火焰將通過煤粉燃燒器的一次風(fēng)粉瞬間整體加熱到煤粉的著火溫度,一次風(fēng)粉混合物受到高溫火焰的沖擊,揮發(fā)份迅速析出同時開始燃燒,揮發(fā)份的燃燒放出大量的熱,補(bǔ)充了此間消耗的熱量,并持續(xù)對一次風(fēng)粉進(jìn)行加熱,將其加熱至高于該煤種的著火溫度,從而使煤粉中的碳顆粒開始燃燒,形成高溫火炬噴入爐膛。同時通過特殊的百葉窗式氣膜風(fēng)窗口引入冷卻風(fēng)(一般引自然一次風(fēng)),對強(qiáng)化燃燒室內(nèi)壁進(jìn)行貼膜式強(qiáng)制氣膜隔離冷卻,保證燃燒室不結(jié)渣,不燒蝕。微油槍為多級霧化旋流微油槍,采用燃油多級霧化和加熱、蒸發(fā)、氣化的原理,燃油經(jīng)加熱管升溫后,利用壓縮空氣旋轉(zhuǎn)氣流,實(shí)現(xiàn)超細(xì)霧化,達(dá)到充分燃燒的效果。在油燃燒室中,高溫火焰核心溫度高達(dá)1500～2000℃,可在一級燃燒室內(nèi)直接點(diǎn)燃濃相煤粉。旋轉(zhuǎn)壓縮空氣流提供霧化動力和燃油燃燒所需的氧量,加強(qiáng)霧化油流在燃燒過程中的擾動;同時,由于采用分級低壓強(qiáng)制配風(fēng),助燃風(fēng)在參與燃燒之前,在油燃燒筒內(nèi)壁形成完整的氣膜保護(hù)層,對燃燒筒進(jìn)行充分的冷卻,燃燒環(huán)境為絕熱的環(huán)境狀態(tài),因此火焰溫度極高,而油燃燒器筒壁卻只有常溫的溫度,延長了微油槍的使用壽命,確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。1.3微油燃燒技術(shù)的特點(diǎn)(1)油耗費(fèi)高用少量的油點(diǎn)燃大量煤粉,實(shí)現(xiàn)以煤代油燃燒效果,節(jié)約大量燃油,綜合節(jié)油率70%～90%以上。(2)環(huán)保效果好由于微油槍出力極小(20～400kg/h),霧化充分,燃燼率高,因此,可在鍋爐開始階段就投用電除塵,真正達(dá)到24h環(huán)保的效果。(3)鍋爐fsss保護(hù)系統(tǒng)節(jié)油燃燒技術(shù)配套獨(dú)立設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng),通過就地控制箱或PLC與DCS系統(tǒng)通訊(單獨(dú)DCS組態(tài)畫面),重要參數(shù)傳入鍋爐FSSS保護(hù)系統(tǒng)。點(diǎn)火邏輯設(shè)計(jì)可確保鍋爐運(yùn)行安全,不會發(fā)生爆燃和二次燃燒,不加劇爐內(nèi)結(jié)渣,不增加飛灰可燃物。(4)m的情況整個節(jié)油點(diǎn)火系統(tǒng)主設(shè)備為2～4只煤粉燃燒器,長度約1.6～2m,無特殊輔助設(shè)備,輔助條件均使用電廠現(xiàn)有的(如壓縮空氣、電源等),并且,使用的量極小,對原系統(tǒng)無任何影響。整個系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后,一個大修期內(nèi)無需特別維護(hù)。(5)操作簡單，消耗過程由自動控制通過DCS獨(dú)立的操作畫面,結(jié)合爐內(nèi)火焰監(jiān)視系統(tǒng),運(yùn)行人員可在集控室遠(yuǎn)程操作,也可設(shè)定全自動完成。2微油點(diǎn)火系統(tǒng)山東天源熱電有限公司2×300MW上大壓小熱電聯(lián)產(chǎn)工程位于山東省淄博市桓臺縣,鍋爐為哈爾濱鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的亞臨界、自然循環(huán)、單爐膛四角切圓、一次中間再熱、二級噴水調(diào)節(jié)、擺動燃燒器,平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、爐頂金屬屋蓋帶防雨罩的“Π”型布置汽包鍋爐?？諝忸A(yù)熱器為三分倉容克式回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。采用中速磨正壓直吹式制粉系統(tǒng)。鍋爐配有5臺中速磨煤機(jī),共20只煤粉燃燒器,分5層布置,每層布置4支煤粉燃燒器。鍋爐配有12只大油槍,分3層布置。每只油槍出力為1620kg/h。本工程微油系統(tǒng)應(yīng)用方案:(1)結(jié)合本鍋爐燃煤特點(diǎn)和鍋爐燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu),為保證運(yùn)行效果,使鍋爐燃燒器能長期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。將鍋爐A磨煤機(jī)對應(yīng)的A層共4只煤粉燃燒器設(shè)計(jì)為裝有小油槍點(diǎn)火煤粉燃燒器。(2)燃油采用母管制,微油點(diǎn)火燃油母管引自鍋爐的系統(tǒng)母管快關(guān)閥后,燃油母管配置手動截止閥、過濾器(一運(yùn)一備)、壓力表、自立式穩(wěn)壓閥等。燃油母管分往各燃油支管,支管配制手動截止閥、快關(guān)閥、過濾器、壓力表等。微油點(diǎn)火吹掃系統(tǒng)采用非母管制,吹掃支管引自就近大油槍吹掃管路手動閥前,吹掃支管配置手動截止閥、快關(guān)閥、止回閥等。(3)本工程為直吹式制粉系統(tǒng),微油點(diǎn)火油配風(fēng)引自一次風(fēng)機(jī)出口冷一次風(fēng)。油配風(fēng)母管上配備電動調(diào)節(jié)風(fēng)門、靠背管、微差壓變送器等,支管上配置壓力表。(4)在線監(jiān)測運(yùn)行時燃燒器的壁溫,保護(hù)燃燒器不發(fā)生燒損現(xiàn)象,在每臺燃燒器的高溫位置加裝2套測溫?zé)犭娕?熱電偶采用K分度活動卡套式鎧裝熱電偶。(5)在空預(yù)器出口熱一次風(fēng)母管上安裝1套風(fēng)道燃燒器,油槍出力為200～300kg/h,利用風(fēng)道燃燒器加熱一次風(fēng),使一次風(fēng)溫度達(dá)到啟磨要求的溫度進(jìn)行啟磨制粉。風(fēng)道燃燒器引自一次風(fēng)機(jī)出口冷一次風(fēng)為停運(yùn)時的吹掃風(fēng)。風(fēng)道燃燒器采用微油點(diǎn)火油燃燒器,火焰穩(wěn)定、燃燼率高。風(fēng)道燃燒器燃油管路采用雙關(guān)速斷閥,保證停運(yùn)時燃油零泄漏。風(fēng)道燃燒器下游一次風(fēng)母管上安裝2只測溫?zé)犭娕?檢測加熱后的一次風(fēng)溫。(6)5個智能火焰監(jiān)控探頭和九畫面分割器組成圖象監(jiān)視系統(tǒng)。視頻信號通過高溫視頻電纜送至集控室九畫面分割器,經(jīng)處理再送到工業(yè)電視,可同時監(jiān)視4個微油氣化燃燒器出口煤粉和風(fēng)道加熱風(fēng)系統(tǒng),火焰也可以實(shí)現(xiàn)單角和全爐膛火焰監(jiān)視。工業(yè)監(jiān)控探頭采用風(fēng)冷,冷卻風(fēng)源取自電廠已有的火檢風(fēng)管,攝像頭的電源引自各角就地控制柜。(7)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),整個微油點(diǎn)火系統(tǒng)直接納入DCS系統(tǒng),由DCS的FSSS完成對微油點(diǎn)火系統(tǒng)的控制。主要邏輯都在FSSS中實(shí)現(xiàn)。a)啟動邏輯?？刂剖覇釉试S條件:燃油母管壓力正常(>1.0MPa);壓縮空氣母管壓力正常(>0.3MPa),空氣閥關(guān)閉;鍋爐允許點(diǎn)火,MFT復(fù)位;微油點(diǎn)火角在遠(yuǎn)控位。滿足啟動允許條件,操作點(diǎn)火器圖標(biāo)接通高能點(diǎn)火器點(diǎn)火,同時自動開啟燃油閥,油槍燃燒穩(wěn)定4～5s后,自動開啟壓縮空氣閥,完成啟動過程。高能點(diǎn)火器啟動30s后自動停止。在全部油燃燒器運(yùn)行正常后,允許投粉。油燃燒器在油閥打開后,在規(guī)定時間內(nèi),如果沒有建立油火焰,油燃燒器自動進(jìn)入停止邏輯。b)滅火保護(hù)。當(dāng)MFT發(fā)生時,DCS向就地控制柜發(fā)出MFT跳閘指令,關(guān)閉所有角的燃油閥,并禁止微油槍啟動;當(dāng)啟動點(diǎn)火30s內(nèi)仍然無火,控制系統(tǒng)自動關(guān)閉對應(yīng)燃油閥,本次點(diǎn)火失敗;燃燒過程中由火檢檢測到滅火時(燃油閥在開位且油槍火檢持續(xù)2s以上無火),控制系統(tǒng)自動關(guān)閉對應(yīng)燃油閥,同時關(guān)閉對應(yīng)送粉管道插板門。并根據(jù)微油槍滅火跳磨煤機(jī)/給煤機(jī)保護(hù)是否投入(或根據(jù)負(fù)荷),決定是否跳對應(yīng)設(shè)備。c)停止邏輯。火檢滅火后,自動關(guān)燃油閥,此時不關(guān)壓縮空氣閥;操作員在控制面板上操作停止按鈕;就地操作停止;MFT停止。煤粉燃燒器壁溫超過800℃。在微油槍停止時,一般應(yīng)在燃油閥關(guān)閉后,保持壓縮空氣閥繼續(xù)開啟10s以上再關(guān)閉,以達(dá)到冷卻和吹掃微油槍的效果。d)給煤機(jī)啟動。點(diǎn)