660 MW机组风道加热器设计方案分析

引言

在用"以煤代油"的节能技术减少锅炉冷态启动用油量时,首先必须解决点火初期的煤粉来源问题,对于直吹式制粉系统,现在主要采用3种方案:邻炉热风联络母管、蒸汽暖风器、燃油式风道加热器。根据电厂的实际情况,不具备邻炉送热风的条件,同时,暖风器存在投资大、辅助蒸汽用量大、易泄漏的问题决定采用燃油式风道加热器来提供冷态启动时磨煤机所需热风。

1工作原理

在A磨煤机入口的热风母管上安装一套燃油式风道加热器,利用轻柴油燃烧放出的热量来加热一次风,使其温度达到磨煤机启磨所需的入口风温180℃。

2设计参数

（1）磨煤机入口风温:180℃.

（2）磨煤机通风量:100t/h。

（3）油枪出力:每支225kg/h（共2支）。

具体参数设计如表1所示。

3风道加热器系统

3.1移动式油站

建设一个移动式油站,在这个油站上安装有一个油箱、两台供油泵（一用一备）、一台补油泵（该泵用于将油桶里的油抽出来送入油箱内）、一个PLC控制柜以及阀门组。该移动式油站可用叉车进行搬运。

3.2风道加热器油枪

风道加热器油枪采用机械雾化＋压缩空气雾化原理所需的燃油压力>1.0MPa,燃油经过雾化器喷入风道内部,雾化后的油滴极其微小,平均直径可达20um,雾化油滴与风道中的空气充分混合,在点火器的作用下充分燃烧,释放出足够的热量来加热风道内的风。

燃油式风道加热器设计两支油枪,其中主、辅油枪的出力均为225kg/h。

3.3燃油系统

油箱:材质为不锈钢,容积400L,壁厚5mm,形状为长方体。油箱下部有排油管,排油管上水平安装DN25手动球阀,油箱设有进油口、出油口和回油口。油箱配有磁翻板液位计,用来就地显示油位。油箱设有高低液位监测点,能够将液位传至PLC控制柜,用于启动和停止补油泵。

供油泵:压头能够满足机械油枪雾化要求,出力满足油枪要求,并且应有防爆功能。

补油泵:压力和出力能够满足使用,应有防爆功能。补油泵的出口与油箱之间用管路连接,补油泵的入口与油桶用软管连接。

每台供油泵的出入口均有截止阀,每台供油泵的出口安装有逆止阀。

供油母管上安装就地压力表和燃油过滤器、电动阀。油枪具有吹扫功能,由压缩空气来实现吹扫。

3.4压缩空气系统

压缩空气系统可以从就近的检修用压缩空气母管上引出,用625×3无缝碳钢管引至风道加热器平台,安装手动球阀然后通过15m长的DN10金属软管接至移动式油站安装一个电动阀和空气过滤器最后再用15m长的DN10金属软管接至油枪。

压缩空气压力维持在0.6MPa左右。

3.5高压风系统

高压风取自密封风母管,作用到主、辅油枪,中间用手动闸阀连接,用于保护火检、冷却油枪和补充氧量。高压风参数如下:额定压力15kPa:最低压力12kPa:最高压力20kPa。

3.6控制系统

控制系统采用PLC控制方式,具有如下功能:(1）整个点火系统能够实现一键启动和一键停止(包括油泵、油阀、点火杆等）:(2）PLC应具有就地控制功能(即可以分别单独操作补油泵、供油泵和油阀、吹扫阀和点火杆）:(3）一键启动和就地控制应能够进行切换:(4）油压低于最低允许压力时,自动打开油阀,并打开气阀进行吹扫:(5）如果在规定时间内没有油着火信号,应关闭油阀:(6）油阀关闭后,应有自动吹扫功能:(7）油箱内低液位时,自动启动油泵,高液位时,自动停止油泵:(8）风道壁面超温时,自动关闭油阀。

3.6.1高能点火装置

主油枪配一支高能点火装置,点火装置由点火器、点火枪和电缆组成。点火装置需要独立安装在稳固的水平或者垂直操作台上,点火油枪采用气化燃烧技术,具有点火功能,在点火装置启动后,产生高压电,作用于点火枪形成高能电弧火花,点燃油枪。点火装置设置为0～30s后自动停止。辅油枪不配点火器。点火枪喷嘴伸入风道长度设置为60mm。

3.6.2红外线火焰检测系统

在燃油式风道加热器的辅油枪下游安装一个红外火检,提供保护信号。检测器应采用光敏电阻作为传感元件,由红外线探头、火检信号放大器、电缆、PLC控制柜组成。火焰区域产生的红外辐射,经过传感元件转换为电信号,经过放大器的放大传送至PLC控制柜。同时,设置一个参考信号,若火焰信号大于设置的参考信号,则输出开关量信号"1",表示着火:否则,输出开关量信号"0",表示灭火:并根据开关量设置保护逻辑。

3.6.3热电偶

在风道加热器下游10m安装一支K型热电偶,可以把热风母管壁面温度传回DCs,以便进行判断和做逻辑保护。

4风道加热器控制逻辑

风道加热系统各油枪的油阀、点火枪、气阀均设置单体操作方式,移动控制柜内油枪停运后自动吹扫l20s。

风道加热系统设备一键启动允许条件:(1）燃油进油快关阀已开:(2）燃油压力不小于l.0MPa:(3）风道加热器出口风温正常(测点不是坏点）:(4）风道加热控制在自动位:(5）燃烧器就地控制柜电源正常:(6）无油燃烧器跳闸条件。

5风道加热器的安装

5.1风道加热器结构

风道燃烧器安装在热风风道中心,与热一次风风道严密衔接。主油枪在点火器与雾化后的油滴共同作用下燃烧,火焰与热风母管内的一次风混合,并对其加热,从而达到对一次风进行加热的效果。风道加热器主要结构如图1所示。

5.2风道加热器安装的注意事项

(1）风道加热器的安装位置距下游转弯的距离要大于8m:(2）风道加热器下游10m和上游8m内不能有流量测点等热工仪表:(3）风道加热器下游8m内的热风母管内壁处敷设50mm厚的耐火层。

6风道加热器运行操作

(1）机组具备点火启动条件:(2）关闭所有磨煤机的冷风关断门:(3）启动点火枪观察热风温度变化,若风温长时间较低或升温缓慢,则投入辅助油枪助燃,若超温,则逐支退出油枪:(4）两支油枪不能同时投入,两支油枪投入时间应间隔5min以上,以防超温:(5）油枪点燃后要第一时间确定油枪是否着火,以防油枪未点燃却一直在喷油,找到未点燃原因并处理完毕后,才可以再次点燃油枪:(6）风道中应投入相应测点参与逻辑保护,防止发生事故:(7）油枪不需要使用时,应立即吹扫管路,关闭相应阀门,才可以退出油枪:(8）油枪运行过程前后,尽量安排就地始终有人检查油枪着火情况及是否有燃油泄漏情况。

7结语

使用燃油式风道加热器既解决了冷态启动时磨煤机所需热风的问题,又减少了其他两种方式所需要的人力、物力、财力,该结构简单、燃烧稳定、抗风性好、调节灵活、检修方便,阻力可忽略不计,是满足当下节能要求的最好选择。