传统点火方式的火力发电厂锅炉，其启、停过程及低负荷稳燃过程的油耗量较大，特别是对于燃用劣质煤需要稳燃的机组以及需要经常性参与调峰的机组，其油耗量更大。而微油点火技术则用相对较少的油点燃煤粉，实现冷炉状态直接投粉启动，并在低负荷时用微量的油稳定锅炉燃烧，节油效果非常显著。
1、设备概况
四川华电珙县电厂一期工程的600 MW超临界W形火焰锅炉，采用单炉膛露天岛式布置，燃用无烟煤，一次再热，平衡通风，固态排渣，全钢架结构。锅炉配备24只双旋风煤粉燃烧器，每台磨煤机带4只煤粉燃烧器。双旋风煤粉燃烧器布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前、后墙各12只，水冷壁上还布置14只燃尽风调风器，前、后墙各7只。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
从煤粉管道来的煤粉气流经过煤粉进口管及均分器，切向进入燃烧器，分别进入两个旋风筒。在离心力的作用下，煤粉颗粒被甩向外周，一部分含粉较少的一次风（这里称乏气）在燃烧器中心部分被引出后，通过乏气管，在拱上的靠近炉膛中心的部位送人炉内高温区域。从燃烧器喷口下射的主煤粉气流由于风量的减少，风粉比就降低，提高了燃烧器主喷口煤粉质量浓度。
2、微油点火燃烧器工作原理
传统的锅炉启动点火方式为先点燃大油枪暖炉，直到主汽参数达到一定的温度、压力后，再投入煤粉。而微油点火燃烧器的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将微油枪出口的燃油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。点燃微油枪以后，会形成温度很高的油火焰，再将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的高温火焰时，煤粉温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发分，并迅速着火燃烧。已着火燃烧的浓相煤粉在二次燃烧区内与剩余的稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉分级燃烧（见图3），燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量，满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求，并最终在燃烧器喷口形成稳定的煤粉火焰，达到点火和稳燃的目的。
整个过程就是先点燃雾化燃油，再点燃一级燃烧室内的煤粉，最后点燃二级燃烧室内剩余的煤粉。
东方锅炉控制有限公司对四川华电珙县电厂2号炉进行了微油检点火燃烧器的改造：将燃烧器加高，相应一次风接口位置也升高；取消可活动的消旋杆，代之以固定的消旋叶片。除此之外，其余均同原燃烧器布置相同，保持了原大油枪的位置不变，保持原喷口的位置和大小不变，并保持原有的风量配比和风速，基本保持了炉内总体流场分布和燃烧组织配风不变。这次改造的是Bl～B4、E1～E4共8台燃烧器。
3、锅炉冷态启动优化试验
为了直观地了解燃烧的状况，在锅炉冷态的时候，将长热电偶从B3燃烧器的看火孔直接插入到B3燃烧器出口，以掌握不同运行方式下燃烧器出口的温度。热电偶插入的位置见图4。锅炉在冷态直接投粉启动过程中，分别对一次风速、燃烧器周界风、微油助燃风压、磨煤机运行方式以及总风量等几个方面进行了优化。
3.1 -次风速优化调整
在不带粉的情况下，投入B磨煤机的所有微油枪。在微油投入初期，一次风速控制在22m/s，B3燃烧器的出口温度约为900℃，然后不断降低一次风速，观察燃烧器出口的温度。当风速在20 m/s，出口温度为950℃；当风速在17m/s，出口温度约l 030℃。可以发现，随着一次风速不断降低，燃烧器出口的温度不断升高，见图5。一次风速与燃烧器出口温度反相关，这主要是因为一次风量超过理论燃烧空气量，较多的一次风会冷却燃烧器出口，并降低炉膛的温度；但考虑到实际带粉时，一次风速太低会引起一次风管堵塞，因此一次风速也不宜太低，控制在14～15 m／s较为合适。
3.2燃烧器周界风的优化
燃烧器的周界风由B挡板控制，设定一次风速为14 m/s，开始启动B磨煤机并投粉，B挡板的初始开度为80%，此时，燃烧器出口的温度约700℃，说明煤粉着火条件相对较差，被点燃的煤粉比例相对较少。当B挡板关至30%时，燃烧器出口温度升至840℃；当B挡板进一步关至20%时，燃烧器出口温度升至960℃，再稳定运行一段时间以后，燃烧器出口温度升至1 000℃以七，这时煤粉的着火条件显著改善，大部分煤粉已经被点燃。整个过程见图6。为防止燃烧器喷口被烧坏，没有进行B挡板更小开度的试验。
3.3微油助燃风压的优化
在微油枪投入运行时需要保证有足够的风量来满足燃烧过程和燃烧器冷却的要求，所以在微油枪点火系统设计中有一路引自冷一次风的助燃风，根据厂方要求启动过程中该助燃风风压需要大于2.0kPa，一般控制在3.0kPa左右。点火初期磨煤机通风量较小，一次风速在14～15m/s。通过一次风速优化调整试验可知，随着一次风速的升高，燃烧器出口温度逐渐降低。在启动过程中，随着磨煤机给煤量的增加，一次风速逐渐提高。为了保持燃烧器出口风速稳定，需要根据一次风速的变化逐步调整助燃风压力，一次风速升高．助燃风压力降低。现场试验调整中，在一次风速达到18 m/s时，助燃风母管压力从3 kPa逐渐降至2.7 kPa，燃烧明显改善；再降至2.4kPa，燃烧器出口火焰进一步缩短，说明燃烧提前，火焰亮度也较先前有所增加；继续降低助燃风压力时，燃烧状态无明显改善。
3.4磨煤机优化运行
在投煤粉之前，为缩短煤粉着火时间，磨煤机的动态分离器调节到最大转速，以保证较细的煤粉细度，并手动操作单台给煤机，以最小的给煤量运行，这时磨煤机的料位不作为监控参数。采用最小给煤量、高细度运行方式是冷态启动中保证煤粉可靠着火的重要条件。伴随着炉膛温度升高，逐渐提高给煤量，磨煤机的运行方式投入自动，磨煤机出口煤粉细度也相应地进行调整。
3.5总风量优化
在微油枪点火初期，总风量对燃烧的影响很大，当总风量在1800 km3／h以上时，燃烧较差，火焰电视几乎看不到火焰。通过调节送风机和一次风机的动叶开度，将总风量降至1500 km3/h时，燃烧有所改善；再将总风量降至1 200 km3/h时，煤粉能够迅速点燃，火焰电视图像清晰可见。
启动过程中锅炉的燃烧放热量较小，即使采用锅炉最小允许通风量（一般为锅炉最大通风量的30%—40%）也会造成炉内热量的大量散失。采用适当小的风量，一方面有利于减少炉内热量散失，提高升温速度；另一方面随着风量的减小，燃烧器出口风速也随之减小，对煤粉的着火起到促进作用。在采用微油枪直接投煤粉启动过程中，合理的风量控制是优化的关键条件之一。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
4、锅炉启动优化结果
通过上述优化试验后，于2011年5月2日对该锅炉进行了整体试验，过程见表1。
5、结语
通过微油点火燃烧器的优化运行，国内首次实现了无烟煤锅炉冷态直接投煤粉启动，且燃烧稳定，火焰明亮，火检信号正常，火焰电视图像清晰可见。
在微油点火初期应注意：
(1) -次风速尽可能低，建议在15m/s左右，随着炉膛着火环境不断改善，逐渐加大一次风速。
(2)B挡板的开度适当关小，建议在20%左右，随着炉膛着火条件改善，逐渐增加开度。
(3)微油枪助燃风风压控制在2.4～2.7kPa，根据一次风速变化逐渐调整助燃风压力。
(4)磨煤机的动态分离器调节到最大转速，以保证较细的煤粉细度。开始投煤粉时，采用单台给煤机运行，控制方式采用手动控制，将给煤量降至最小，待磨煤机料位建立后投入自动控制。
(5)适当减小风量，建议在1100～1200km3/h。
1、设备概况
四川华电珙县电厂一期工程的600 MW超临界W形火焰锅炉，采用单炉膛露天岛式布置，燃用无烟煤，一次再热，平衡通风，固态排渣，全钢架结构。锅炉配备24只双旋风煤粉燃烧器，每台磨煤机带4只煤粉燃烧器。双旋风煤粉燃烧器布置在下炉膛的前后墙炉拱上，前、后墙各12只，水冷壁上还布置14只燃尽风调风器，前、后墙各7只。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗粒机、木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
从煤粉管道来的煤粉气流经过煤粉进口管及均分器，切向进入燃烧器，分别进入两个旋风筒。在离心力的作用下，煤粉颗粒被甩向外周，一部分含粉较少的一次风（这里称乏气）在燃烧器中心部分被引出后，通过乏气管，在拱上的靠近炉膛中心的部位送人炉内高温区域。从燃烧器喷口下射的主煤粉气流由于风量的减少，风粉比就降低，提高了燃烧器主喷口煤粉质量浓度。
2、微油点火燃烧器工作原理
传统的锅炉启动点火方式为先点燃大油枪暖炉，直到主汽参数达到一定的温度、压力后，再投入煤粉。而微油点火燃烧器的工作原理是：先利用压缩空气的高速射流将微油枪出口的燃油直接击碎，雾化成超细油滴进行燃烧，同时用燃烧产生的热量对燃料进行初期加热、扩容，后期加热，在极短的时间内完成油滴的蒸发气化，使油枪在正常燃烧过程中直接燃烧气体燃料，从而大大提高燃烧效率及火焰温度。点燃微油枪以后，会形成温度很高的油火焰，再将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的高温火焰时，煤粉温度急剧升高、破裂粉碎，释放出大量的挥发分，并迅速着火燃烧。已着火燃烧的浓相煤粉在二次燃烧区内与剩余的稀相煤粉混合并点燃稀相煤粉，实现了煤粉分级燃烧（见图3），燃烧能量逐级放大，达到点火并加速煤粉燃烧的目的，大大减少煤粉燃烧所需引燃能量，满足了锅炉启、停及低负荷稳燃的需求，并最终在燃烧器喷口形成稳定的煤粉火焰，达到点火和稳燃的目的。
整个过程就是先点燃雾化燃油，再点燃一级燃烧室内的煤粉，最后点燃二级燃烧室内剩余的煤粉。
东方锅炉控制有限公司对四川华电珙县电厂2号炉进行了微油检点火燃烧器的改造：将燃烧器加高，相应一次风接口位置也升高；取消可活动的消旋杆，代之以固定的消旋叶片。除此之外，其余均同原燃烧器布置相同，保持了原大油枪的位置不变，保持原喷口的位置和大小不变，并保持原有的风量配比和风速，基本保持了炉内总体流场分布和燃烧组织配风不变。这次改造的是Bl～B4、E1～E4共8台燃烧器。
3、锅炉冷态启动优化试验
为了直观地了解燃烧的状况，在锅炉冷态的时候，将长热电偶从B3燃烧器的看火孔直接插入到B3燃烧器出口，以掌握不同运行方式下燃烧器出口的温度。热电偶插入的位置见图4。锅炉在冷态直接投粉启动过程中，分别对一次风速、燃烧器周界风、微油助燃风压、磨煤机运行方式以及总风量等几个方面进行了优化。
3.1 -次风速优化调整
在不带粉的情况下，投入B磨煤机的所有微油枪。在微油投入初期，一次风速控制在22m/s，B3燃烧器的出口温度约为900℃，然后不断降低一次风速，观察燃烧器出口的温度。当风速在20 m/s，出口温度为950℃；当风速在17m/s，出口温度约l 030℃。可以发现，随着一次风速不断降低，燃烧器出口的温度不断升高，见图5。一次风速与燃烧器出口温度反相关，这主要是因为一次风量超过理论燃烧空气量，较多的一次风会冷却燃烧器出口，并降低炉膛的温度；但考虑到实际带粉时，一次风速太低会引起一次风管堵塞，因此一次风速也不宜太低，控制在14～15 m／s较为合适。
3.2燃烧器周界风的优化
燃烧器的周界风由B挡板控制，设定一次风速为14 m/s，开始启动B磨煤机并投粉，B挡板的初始开度为80%，此时，燃烧器出口的温度约700℃，说明煤粉着火条件相对较差，被点燃的煤粉比例相对较少。当B挡板关至30%时，燃烧器出口温度升至840℃；当B挡板进一步关至20%时，燃烧器出口温度升至960℃，再稳定运行一段时间以后，燃烧器出口温度升至1 000℃以七，这时煤粉的着火条件显著改善，大部分煤粉已经被点燃。整个过程见图6。为防止燃烧器喷口被烧坏，没有进行B挡板更小开度的试验。
3.3微油助燃风压的优化
在微油枪投入运行时需要保证有足够的风量来满足燃烧过程和燃烧器冷却的要求，所以在微油枪点火系统设计中有一路引自冷一次风的助燃风，根据厂方要求启动过程中该助燃风风压需要大于2.0kPa，一般控制在3.0kPa左右。点火初期磨煤机通风量较小，一次风速在14～15m/s。通过一次风速优化调整试验可知，随着一次风速的升高，燃烧器出口温度逐渐降低。在启动过程中，随着磨煤机给煤量的增加，一次风速逐渐提高。为了保持燃烧器出口风速稳定，需要根据一次风速的变化逐步调整助燃风压力，一次风速升高．助燃风压力降低。现场试验调整中，在一次风速达到18 m/s时，助燃风母管压力从3 kPa逐渐降至2.7 kPa，燃烧明显改善；再降至2.4kPa，燃烧器出口火焰进一步缩短，说明燃烧提前，火焰亮度也较先前有所增加；继续降低助燃风压力时，燃烧状态无明显改善。
3.4磨煤机优化运行
在投煤粉之前，为缩短煤粉着火时间，磨煤机的动态分离器调节到最大转速，以保证较细的煤粉细度，并手动操作单台给煤机，以最小的给煤量运行，这时磨煤机的料位不作为监控参数。采用最小给煤量、高细度运行方式是冷态启动中保证煤粉可靠着火的重要条件。伴随着炉膛温度升高，逐渐提高给煤量，磨煤机的运行方式投入自动，磨煤机出口煤粉细度也相应地进行调整。
3.5总风量优化
在微油枪点火初期，总风量对燃烧的影响很大，当总风量在1800 km3／h以上时，燃烧较差，火焰电视几乎看不到火焰。通过调节送风机和一次风机的动叶开度，将总风量降至1500 km3/h时，燃烧有所改善；再将总风量降至1 200 km3/h时，煤粉能够迅速点燃，火焰电视图像清晰可见。
启动过程中锅炉的燃烧放热量较小，即使采用锅炉最小允许通风量（一般为锅炉最大通风量的30%—40%）也会造成炉内热量的大量散失。采用适当小的风量，一方面有利于减少炉内热量散失，提高升温速度；另一方面随着风量的减小，燃烧器出口风速也随之减小，对煤粉的着火起到促进作用。在采用微油枪直接投煤粉启动过程中，合理的风量控制是优化的关键条件之一。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
4、锅炉启动优化结果
通过上述优化试验后，于2011年5月2日对该锅炉进行了整体试验，过程见表1。
5、结语
通过微油点火燃烧器的优化运行，国内首次实现了无烟煤锅炉冷态直接投煤粉启动，且燃烧稳定，火焰明亮，火检信号正常，火焰电视图像清晰可见。
在微油点火初期应注意：
(1) -次风速尽可能低，建议在15m/s左右，随着炉膛着火环境不断改善，逐渐加大一次风速。
(2)B挡板的开度适当关小，建议在20%左右，随着炉膛着火条件改善，逐渐增加开度。
(3)微油枪助燃风风压控制在2.4～2.7kPa，根据一次风速变化逐渐调整助燃风压力。
(4)磨煤机的动态分离器调节到最大转速，以保证较细的煤粉细度。开始投煤粉时，采用单台给煤机运行，控制方式采用手动控制，将给煤量降至最小，待磨煤机料位建立后投入自动控制。
(5)适当减小风量，建议在1100～1200km3/h。
