1、等离子点火和少油点火技术在旋风炉上应用分析目前，在电厂锅炉上应用的节油和无油技术主要有微油点火稳燃技术（气化小油枪）和等离子无油点火稳燃技术两种，在最近几年内，随着技术成本的下降以及燃油成本的上涨，使这两种技术得到了大面积的迅猛推广，在新上机组中节油或无油点火装置几乎成了标准的附加配置，在运行机组的改造中也得到了越来越多的应用，国电公司在 2002 年就下发了推广等离子点火的应用指南，在去年和今年，国家发改委、科技部联合下发的中国节能技术政策大纲（2006 年） 及“十一五”十大重点节能工程实施意见中就专门提到了要在电力行业“推广气化小油枪和等离子无油点火、低负荷稳燃技术” 。等离子无油点火、
2、稳燃技术介绍等离子点火煤粉燃烧器工作原理：等离子点火技术的基本原理是以大功率电弧直接点燃煤粉。点火装置利用直流电流（大于 200 A）在介质气压大于 0.01MPa 的条件下通过阴极和阳极接触引弧，并在强磁场下获得稳定功率的直流空气等离子体。其连续可调功率范围为 50150 kW，中心温度可达 6000 。一次风粉送入等离子点火煤粉燃烧器经浓淡分离后，使浓相煤粉进入等离子火炬中心区，在约 0.1s 内迅速着火，并为淡相煤粉提供高温热源，使淡相煤粉也迅速着火，最终形成稳定的燃烧火炬。燃烧器壁面采用气膜冷却技术，可冷却燃烧器壁面，防烧损、防结渣，用除盐水对电极及线圈进行冷却。等离子点火正常情况下可
3、以完全不用燃油，无油点火和稳燃效果好，缺点一是初期投资高，单台费用约一百万，一台 30 万机需要 4 台等离子点火装置，费用近四百万，二是煤种适应性仍显不足，在燃用劣质煤和无烟煤时，还需要投油助燃，而且采用等离子点火，通常并不能省掉燃油系统，燃油系统仍需备用。目前国内搞等离子点火技术比较有名的是烟台龙源和洛阳博耐特。在新上的大机组中，采用等离子点火的比例越来越高。气化小油枪点火、稳燃技术介绍气化小油枪点火稳燃技术又叫微油燃烧技术，主要是由气化小油枪和稳燃燃烧器组成。微油气化燃烧的工作原理是利用机械雾化和压缩空气的高速射流将燃料油挤压、撕裂、破碎，产生超细油滴后通过高能点火器引燃，同时利用燃烧产
4、生的热量对燃油进行加热，使燃油在极短的时间内蒸发气化。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，中心温度高达 18002000。它作为高温火核在煤粉燃烧器内快速点燃一级煤粉。微油点火燃烧器见上图。它的工作原理是：把微油气化油枪产生的高温油火焰引入煤粉燃烧器一级燃烧区，当浓相煤粉通过气化燃烧高温火核时，煤粉温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发份，并迅速着火燃烧。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，实现了煤粉的分级燃烧，燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大幅度减少煤粉燃烧所需的引燃能量。为了防止燃烧器烧坏和
5、在燃烧器内发生结渣，采用多级气膜冷却风保护喷口安全。气化小油枪所需的油量非常少，只需要 5060 公斤/ 小时，在冷态启动初期，虽然需要用辅助油枪帮助提高炉膛温度，但总的节能效果是极其惊人的，一般能达到 90%以上，燃料的燃烬度即使在点火初期也能达到 80%以上，气化油枪对煤种的适应性较等离子点火较强。一台炉的气化油枪改造费用较低，四套气化油枪及稳燃燃烧器仅一百万左右，而且对原有的燃油系统基本不需要做改动，非常适合旧机组的改造。目前国内做的较好的有浙大天元及大唐节能。两种节油技术的分析从等离子点火和气化油枪的技术原理来看，这两种节油技术实际上都不是仅仅应用了一两种技术手段，而是综合应用了浓淡、
6、分级接力点火、高温预燃室、风膜周界冷却燃烧器等多项技术，达到用小的能量去直接点燃煤粉的目的。1、煤粉浓淡分离，目的是让浓度较高的煤粉气流进入高温的等离子气团或气化油气团，降低煤粉气流所需的着火热。2、着火后的浓相煤粉气流依次分级点燃稀相煤粉，有的还采用了预燃室来提高温度水平，实际上煤粉是在一次风管中燃烧的。为了保护喷燃器，普遍采用了风膜冷却，需要配备高压风机或压缩空气。3、两种技术最大的区别就是形成高温火核的手段不一样。两种节油点火技术在旋风炉上的应用分析经过我公司员工对以上两种技术的跟踪，以及对锅炉及相关设备厂家的技术人员的了解，我们认为目前在我厂旋风炉上采用这两种技术目前还不适合。1、旋风
7、炉上配置的燃烧器目前还难以布置新型燃烧器，我们请浙大池作和教授（搞微油燃烧器）对我们的锅炉进行了初步研究，认为：如果要作微油，就需要对目前燃烧器的中心部分作较大的改动，将来喷口的冷却问题不好解决，并且可能会对旋风燃烧的性能有影响。而改等离子燃烧器也要碰到同样的问题。2、旋风炉在发生结焦异常的情况时，如发现排渣口堵焦，需要立即停止喷入煤粉，防止堵焦进一步加剧，并投入油枪化焦，如果不及时处理，短时间内排渣口就会被完全堵住，再处理就会非常困难。在旋风炉上，油枪不仅仅是点火和稳燃的工具，还具有化焦的功能，这部分燃油是无法用其他技术节约下来的。3、旋风炉根据其他电厂的经验本身就非常节油，武锅研发部燃烧室
8、的龚主任介绍，旋风筒本身就是一个大型的旋流预燃室，具有很好的稳燃效果，一般旋风炉冷态启动耗油 8 吨，如一台炉采用两套等离子点火稳燃装置，约需资金2 百万，四台炉约需 8 百万，上两套微油点火装置，约需资金 70 万，四台炉约需 280 万，分别相当于 1500 吨和 530 吨燃油（按 5200 元/吨） ，相当于冷炉点火 180 次和 66 次，回收周期较长。旋风炉的节油途径根据各厂的经验，旋风炉的节油途径有：1、尝试加装小油枪，在旋风筒侧面燃烧区域看火孔位置加装一 300500kg左右的小油枪，在煤质合适时，点火初期仅投用小油枪即可，在启动过程中配合原有的大油枪，可以达到一定的节油效果。
9、加装小油枪几乎对原有设备不作什么改动，仅需要购置两套出力较小的油枪（每台炉） ，接入原有的燃油系统即可。目前已经在 130 吨的旋风炉中进行过类似的改造，我厂锅炉也可以进行类似的尝试。2、注意煤场配煤工作。旋风炉的燃烧对燃料的变化相对比较敏感，燃料的稳定对旋风炉有着特殊意义，沈阳热电厂旋风炉投产后有一个很长时间的运行不稳定期，煤种经常变化，造成锅炉燃烧不好，排渣不畅，排渣口堵塞，运行人员疲于应付，苦不堪言，经常需要投油助燃，经过长期的摸索，他们得出一个重要经验要想搞好旋风炉就一定要先做好煤场的配煤工作。燃烧稳定以后就可以有效地减少投油次数和投油时间，目前他们四台旋风炉加两台循环流化床锅炉全年的
10、耗油量不超过 300 吨。具体做法：根据化验报告，确定配煤比例；严格控制好原煤的配比及原煤与石灰石的配比，往锅炉房上煤只准上已经配好的煤。采用如图的方式保证配煤比例的准确性和混合均匀。3、 “换水” 。母管制机组可以通过给水母管用高温的给水逐步置换冷炉中的温度较低的炉水，此方法叫做“换水” ，效果和单元制机组的邻炉底部蒸汽加热类似，可以有效地缩短启动时间，节约启动燃油。洛阳热电厂老厂的六台锅炉依靠马弗炉进行点火稳燃，几十年没有用过一吨燃油，如果不通过“换水”的方式提高锅炉启动时的起始温度，是根本办不到的。另：母管制机组在运行调度、启动停止、热工调节等方面有一些较特殊的地方，不能套用单元制机组的经验，建议人员要学习了解一下母管制机组的运行特点。建议我们认为，等离子点火及气化油枪技术在普通的电站煤粉炉上应用是非常可靠和划算的，但在旋风炉上目前尚无应用先例，从厂家的角度来看，对旋风炉进行改造首先有一些问题难以解决，同时改造后可能会对旋风燃烧有影响，有很大的不确定性，厂家不愿接手。从其他旋风炉使用厂家来看，旋风炉如果运行得好，本身较省油，即使做了节油改造收益也不高。所以建议，我厂的旋风炉暂不做以上两种节油或无油改造，继续跟踪了解相关技术的发展，继续和厂家技术人员联系，逐步解决中间的技术问题，待成熟可靠之后，再作改造。
