第九章锅炉燃油系统.docx

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第九章锅炉燃油系统

第一节炉前燃油系统：

燃油系统的主要作用是燃煤锅炉在启停和非正常运行的过程中，用来暖炉、点燃燃点相对较高的煤。

以及在低负荷或燃用劣质煤时造成锅炉的燃烧不稳，会直接影响整个机组的稳定运行，这时也会利用燃油来进行助燃，使锅炉的燃烧得到稳定。

1.燃油部分

供油系统向锅炉提供冲管、点火及助燃时所需的燃油量。

其中冲管时，两台供油泵运行，一台供油泵备用；点火及助燃时，一台供油泵运行，一台供油泵运行备用，一台供油泵检修备用。

燃油量通过再循环调节。

锅炉点火采用高能电弧点火装置，二级点火系统，由高能电火花点燃轻柴油，然后点燃煤粉，每台锅炉配置12只机械雾化油枪。

锅炉分三层装设12根油枪，每根油枪出力为2.28t/h，总输入热量为20%B-MCR。

供油系统同时考虑到扩建工程2×1000MW机组，共设2台1000m3轻油罐；2台螺杆式卸油泵；3台多级离心式供油泵；一台油水分离装置。

当建设2台1000MW机组时，可改造三台供油泵，使其容量能同时满足1000MW和660MW机组的要求。

2.燃油的物理特性：

粘度是表示液体流动所产生阻力的大小，油的粘度是评价粘性油品的流动性指标，它对油的输送和燃烧（雾化条件）有直接影响。

燃油粘度主要和油的组成成分、温度、压力等因素有关。

2.1粘性：

是液体受外力作用流动时，在液体分子间或流团间呈现的内摩擦力，粘性的大小常用动力粘度、运动粘度、恩氏粘度三种方法来表示。

在工程上油的粘度一般用恩氏粘度来表示，恩氏粘度是指在一定的油温下200毫升油的流出时间与20℃的同体积蒸馏水从恩氏粘度计流出的时间之比。

2.2凝固点：

是表示油品流动性的重要指标。

柴油在温度降低到一定数值时会失去流动性，将盛油的试管倾斜45度，油面在一分钟内仍保持不变时的温度即为此油的凝固点，凝固点的高低与油中石蜡含量有关，石蜡含量少，凝固点低；石蜡含量高，凝固点高。

2.3闪点：

对油加热到一定温度时，表面有油气产生，当油气与空气混合到一定比例时，这种混合气体在试验条件下，遇到明火产生蓝色的短促闪火，此时的最低温度称为闪点。

闪点仅仅是短暂的瞬间，这是因为油蒸发速度较慢，油气不能及时补充，闪点往往是事故的先兆。

2.4燃点：

当燃油加热到一定温度时表面油气分子趋于饱和，与空气混合，且有明火接近时即可着火，并保持连续燃烧，此时的温度称为燃点或着火点。

油的燃点一般要比闪点高20℃~30℃。

2.5自燃点：

油在规定加热条件下，不接近外界火源而自行着火燃烧的现象叫自燃，自燃的最低温度叫自燃点。

3.油枪雾化工作原理：

锅炉油燃烧器常用的油喷嘴大体从雾化角度可分为机械雾化和蒸汽雾化。

3.1机械雾化

如图9-1所示，一个简单机械雾化油喷嘴主要包括雾化片，旋流片，分流片三部分。

具有一定压力的油首先流经分流片上的若干个小孔，汇集到一个环形槽中，然后经过旋流片上的切向槽进入中心旋涡室，分流片起均布进入各切向槽油流量的作用，切向槽与涡旋室使油压转变为旋转动量，获得相应的旋转强度。

强烈旋转着的油流在流经雾化片中心孔出口处时，在离心力作用下克服油的表面张力，被撕裂成油雾状液滴，并形成具有一定扩散角的圆锥状雾化炬。

在机械雾化喷嘴中，雾化油滴粒径决定于当时的油粘度，油压或者说是它能在油喷嘴中所获得旋转强度。

图9-1机械雾化喷嘴结构示意图

3.2高能点火器

高能点火器主要是利用能产生高压的电源激励器、用以向油气混合物提供引燃电弧，主要包括火花棒以及伸缩机构和电缆、导管等主要部件。

3.3炉前油系统的基本配置和流程

1）主要配置：

炉前油系统的主要配置包括燃油流量测量装置，进油调节阀，进油跳闸阀，油泄漏试验阀，油角阀，回油快关阀，以及手动阀，管路，滤网，温度，压力的测点等常规配置。

2）燃油系统的流程：

＃0轻柴油从燃油泵房出来，进入厂区燃油的进油母管然后送到炉前油母管中，经过滤网过滤后，进入一个能进行精密测量的油流量测量计，进入油调节阀（主要用于调节炉前油母管的压力）然后进入进油跳闸阀（利用油泄漏试验阀进行旁路）进入炉前油的母管分前墙和后墙两个支母管，从上到下依次到各层燃烧器，且每个油枪都加装油角阀（油角阀和进回油的跳闸阀都进入BMS控制保护逻辑起保护作用）然后汇集到一根母管上经回油快关阀回到油泵房的回油母管上去。

4.炉前燃油系统的运行

4.1炉前燃油系统投入前检查

炉前消防设备齐全、完好,消防水系统投入。

燃油进油母管调节阀、燃油跳闸阀、燃油再循环阀、油枪电磁阀及泄漏试验阀已经校验合格，动作正常。

关闭各油枪进油门。

检查压缩空气至各油枪的吹扫气源门均已打开。

检查火检风机至各油枪的火检风门开度正常。

确认燃烧器各层二次风箱入口风门挡板开启。

4.2炉前燃油系统投入

确认燃油泵运行正常，燃油母管压力正常。

依次开启炉前进油母管滤网前后截门（一路运行，一路备用）、进油母管流量计前后截门（旁路门关闭）、燃油进油母管调节阀前后截门（旁路门关闭）、燃油泄漏试验阀前截门、进油母管总门、燃油再循环阀前后截门、回油流量计前后截门（旁路门关闭）。

开启燃油进油母管蓄能器前截门、燃油进油母管压力表前截门。

开启至各油枪的进油手动截门。

燃油母管泄漏试验完成后，进行炉膛点火前吹扫5分钟，开启燃油跳闸阀，MFT继电器复位，检查燃油再循环阀自动开启。

检查油压正常，燃油系统无泄漏。

燃油温度≤15℃时，投入燃油伴热系统。

炉前燃油系统在锅炉运行时应保持连续运行，以保证随时投入油枪助燃。

5.炉前燃油系统解列

油枪全部停运并经吹扫完毕后，关闭燃油跳闸阀，关闭炉前进油母管滤网前后截门、进油母管总门、燃油再循环阀前后截门，关闭各油枪进油手动截门。

6.油枪投停

6.1油枪投运前的检查：

检查炉前燃油系统运行正常。

炉前燃油压力正常。

火检冷却风压力正常。

无0FT跳闸指令。

燃油温度合适。

燃油母管泄漏试验合格。

6.2允许点火条件

OFT复位。

燃油母管压力正常。

MFT复位。

燃油跳闸阀打开。

火检冷却风压正常。

燃油吹扫空气压力正常。

6.3油枪投运条件

无任何油枪点火指令。

无该油枪故障信号（油枪吹扫故障除外）。

该油枪电磁阀关闭。

该油枪火检放大器正常。

允许点火条件满足。

该油枪耦合。

点火许可信号发出后，锅炉才能进行点火启动。

6.4油枪程控启动

进高能点火器,关吹扫阀。

高能点火器进到位后进油枪,油枪进到位高能点火器开始打火，打火15秒后自动退出。

高能点火器打火后两秒后开油阀，开启油枪电磁阀。

在15s内检测到火焰且高能点火器退到位。

当以下条件均满足，则顺控启动完成：

吹扫阀关到位；油枪进到位；外二次风挡板燃油位；油枪电磁阀开到位；检测到油火检。

上述任一过程未满足,则发油枪点火失败。

6.5油枪程序停止

进高能点火器。

高能点火器进到位后打火（打火时间为15秒）。

高能点火器打火延时两秒后关油阀。

油阀关后开吹扫阀，吹扫一分钟。

吹扫完后关吹扫阀，退出高能点火器，退出油枪。

7.油泄漏试验

7.1油泄漏试验的条件

所有油枪进油阀关闭；

燃油跳闸阀关闭；

无风量小于25％MFT信号；（风量30%-40%）

供油压力大于2.5Mpa（上延时25S），在供油压力大于4.7Mpa时，进行油泄漏试验时不开启油泄漏试验阀。

7.2油泄漏试验过程：

油泄漏试验条件满足，按“油泄漏试验开始”

关回油快关阀；

开油泄漏试验阀；

试验阀开启60S后，关闭油泄漏试验阀；

油泄漏试验阀关闭5S后开始油泄漏时间计时；（180S）

如果在180S内不出现以下条件，则油泄漏试验成功。

7.3供油母管压力低低，压力开关接自燃油跳闸阀后。

供油母管压力低低信号发出的条件为：

1）无任意给煤机或磨煤机运行信号；

2）所有油枪进油阀未关闭；

3）供油母管压力低低（压力开关动作）

7.4燃油跳闸阀联关条件

1）所有油枪进油阀关闭（3S）

2）供油母管压力低低；

3）MFT

4）OFT

第二节燃油泵房系统

1.点火及助燃油

油种：

#0轻柴油

运动粘度（20℃时）：

3.0～8.0mm2/s

凝固点：

≯0℃

闭口闪点：

不低于55℃

机械杂质：

无

含硫量：

≤0.2%

水份：

痕迹

灰份：

≤0.01%

低位发热值Qnet,ar：

41800kJ/kg

2.安装运行条件

设备安装位置：

油泵房内，零米布置。

室内环境温度：

0~40°C。

3.油泵及滤油器设备

3.1油泵参数

表9-1设备名称、型式、型号及用途

序号

设备名称

型式

型号

安装地点

数量

备注

供油泵

多级离心泵

80AY50X12

油泵房室内

输送介质：

0号轻柴油配变频防爆型电机

卸油泵

自吸式双螺杆

2GH70-118

油泵房室内

输送介质：

0号轻柴油

配防爆型电机

污油泵

液下泵

25YW8-32

室外

输送介质：

0号轻柴油

配防爆型电机

污水泵

液下泵

40YW15-30

室外

输送介质：

含油污水

配防爆型电机

注：

供油泵：

配置变频型防爆型电机，要求每台电机配置一台变频器，供油泵的设置为二运一备。

供油泵既要满足锅炉的点火用油又要满足锅炉的助燃用油，当一台炉用油时投一台油泵；当二台炉同时用油时投二台油泵。

卸油泵为二台泵同时运行，考虑汽车来油，二台泵同时运行时能满足2小时内将30m3油槽车中的油卸完。

污油泵为间断运行，污油泵的作用是将污油池中的净油运送到净油管道返回到油罐中。

污水泵为间断运行，污水泵的作用是将污油池中的污水排放到厂区排水管道中。

3.2在供油泵出口母管上有供油泵再循环调门，以调节供油压力。

供油泵的操作：

供油泵的启停及定期工作、正常运行检查由燃料运行人员负责，供油泵的实现远方启停，由集控运行人员负责，需进行启停供油泵时，燃料运行值班员与集控运行人员联系好，负责就地检查。

3.3设备技术参数表

表9-2主要设备技术参数

序号

设备名称

流量

（m3/h）

扬程

（MPa）

入口汽蚀余量

mH20

效率

％

备注

供油泵

6.0

≤2.5

扬程为水压

卸油泵

0.5

污油泵

5.5

0.6

液下泵、液下长度1.0m

污水泵

0.35

液下泵、液下长度2.3m

注：

表中扬程均为水压

表9-3配套电机技术参数

序

号

主设备名称

配套电机

备注

型号

功率

（kW）

转速

（r/min）

电压

（V）

绝缘

等级

防护等级

供油泵

132

2950

380

IP54

防爆型变频电机

卸油泵

7.5

1450

380

IP54

防爆型电机

污油泵

2.2

2840

380

IP56

防爆型电机

污水泵

2.2

2840

380

IP56

防爆型电机

3.4滤油器参数

1）供油泵滤油器

型式及型号:

100目

布置方式：

立式，布置于油泵房内

台数：

共3台

介质：

轻油，油温为常温（最高50℃）

流量:

50m3/h

设计压力：

1.6MPa

水压试验压力：

2.4MPa

吹扫蒸汽温度：

250-350℃

吹扫蒸汽压力:

0.785-1.27MPa

在额定流量下的阻力:

≤200mmH20

2）卸油泵滤油器

型式及型号:

100目

布置方式：

管道法兰联接，布置于卸油泵房内

台数：

共2台

介质：

轻油，油温为常温（最高50℃）

流量:

25m3/h

设计压力：

1.6MPa

水压试验压力：

2.4MPa

在额定流量下的阻力:

≤200mmH20

3.5油泵

表9-4油泵的性能保证

序号

名称

单位

供油泵

卸油泵

污油泵

污水泵

流量

m3/h

5.5

扬程

m水柱

600

效率（最大、最小流量下）

气蚀余量

2.5

表9-5油泵的主要技术数据：

序号

名称

单位

供油泵

卸油泵

污油泵

污水泵

泵

80AY50X12

2GH70-118

25YW8-32

40YW15-30

1.1

型式及型号

卧式

立式

1.2

流量（最大/最小）

m3/h

5.5

1.3

扬程

水柱

600

1.4

转数

r/min

2950

1450

2840

1.5

轴功率

109.5

4.59

1.9

2.0

1.6

电机功率

132

7.5

2.2

1.7

效率（各种工况下）

1.8

必须的气蚀余量

m水柱

2.5

材料

2.1

泵壳

ZG230-450

HT200

2.2

转子

ZG230-450

2.3

轴

45＃

2.4

叶轮

ZG230-450

2.5

底盘

HT200

旋转方向（从被驱动端看）

逆时针

轴密封型式

机械密封

轴承型式

滚动/滑动

滚动

联轴器型式

膜片联轴器

弹性联轴器

主要尺寸

7.1

吸入侧接口尺寸

DN80

DN125

DN50

DN60

7.2

排出侧接口尺寸

DN65

DN100

DN25

DN40

7.3

所需占地面积（L×W,mm）

mm2

2856000

737480

297000

250800

7.4

泵组重量

2807

300

160

180

7.5

叶轮直径

210

230

180

7.6

叶片宽度

电动机型号

YBPT315M-2

YB132M-4

YB90L-2

8.1

制造厂家

佳木斯

8.2

额定功率/防护等级

IP54

IP56

8.3

额定电压/电流

380

8.5

额定频率/频率范围

8.6

额定转速

r/min

2950

1450

2900

8.7

极数

8.8

绝缘等级

8.9

冷却方式

风冷

8.10

安装方式

卧式

立式

8.12

电动机转动惯量

kg.m2

4.8

0.27

0.08

8.13

轴承型式

滚动轴承

8.14

轴承润滑方式

脂润滑

8.16

轴承冷却方式

风冷

8.17

电动机重量

1050

8.18

旋转方向

顺时针

8.19

控制方式

变频启动

直接启动

表9-6滤油器

序号

名称

单位

LY-60X

LY-30X

布置方式

立式

流量

m3/h

设计压力

MPa

1.6

水压试验压力

MPa

2.4

在额定流量下的阻力

0.2

3.6油水分离器技术条件

型式及型号:

LYSJ-5

排水含油量：

<5mg/l

油去除率：

>99%

处理量:

5m3/h

设计压力：

0.6Mpa

工作压力：

＜0.245Mpa

真空吸入高度：

＜5m

分离器阻力：

＜0.01MPa

进出口口径:

DN50/DN50mm

集油室加热:

电加热

电加热功率：

3KW

外型尺寸:

1980X1310X1850mm

重量:

850KG

布置方式：

室内

主要部件材质

壳体：

Q235B

泵体：

HT200

轴：

40Cr

波纹板组：

除油滤芯：

聚丙烯PP（憎油型）

阀门：

ZG250

数量：

共1套

出口水质要求：

含油量：

≤5mg/l

油颗粒：

≤5μm

设备配套泵:

污水泵:

单螺杆泵

型式及型号:

G50-1B400

扬程:

0.6MPa

流量:

5m3/h

自吸高度:

<6m。

排油泵:

齿轮泵

型式及型号:

2CY-3

扬程:

0.35MPa

流量:

3m3/h

自吸高度:

<1m。

设备配套油箱:

有效容积：

0.5m3

第三节双强煤粉点火系统简介

1.概述

港电锅炉点火系统在最下层4只燃烧器采用了徐州燃工院生产的双强煤粉燃烧器。

它是徐州燃烧控制研究院有限公司（华远公司）2005年引进并开发的专利产品（拥有中国、美国、英国、俄罗斯、德国、日本等六国专利中国专利号是ZL01259539.X）

2.工作原理

航空发动机强制配风油燃烧器具有体积小、燃尽率高（98％）、油枪出力可任意调整、火焰温度高达1800℃等特点，可以满足“煤粉的内燃技术”的点火热源要求。

双强煤粉点火燃烧器利用并改进了这一技术，实现了在特定的燃烧器内通过油火焰将煤粉点燃，称之谓煤粉的内燃技术。

其关键创新点是“采用强化燃烧的油燃烧器发出的大于1800℃的高温火焰，通过煤粉燃烧器的一次风粉气流，使一次风温度升至不同煤种的着火温度，实现不同煤种的点火与燃烧，完成锅炉的调试或点火启动的升温升压过程”。

3.双强煤粉燃烧器技术特点

采用煤粉内燃技术，煤粉燃尽率高达95％

节油效果显著，节油率高达88-95%

单只油燃烧器容量在50㎏/h～300㎏/h间，可点燃烟煤、褐煤、贫煤、以及无烟煤等各种煤种

采用多级气膜冷却和全自动控制，燃烧室不结渣、不烧蚀、不易磨损

不改变原有煤粉燃烧器的内部结构，包括摆动结构

对风粉浓度无要求，风粉浓度完全根据锅炉升温升压需要进行调节

采用油、煤火焰双重检测，并配有煤粉火焰图像监视系统，配置PLC全自动控制，系统运行非常安全、可靠。

双强油燃烧器燃烧时，燃尽率高达99%以上，不会生成高分子链聚合物，因此在锅炉启动和减负荷停炉阶段，可投入电除尘。

解决了电站锅炉在启停阶段的环保问题

双强点火煤粉燃烧器在点火期间作为点火燃烧器使用，锅炉正常运行期间作为主燃烧器使用，不产生额外阻力，不影响锅炉正常燃烧及炉内动力场。

4.双强少油煤粉点火系统组成

双强煤粉燃烧器

双强油燃烧器

油配风风机及管路、气膜风管路、双强油系统管路、控制系统及辅助系统等组成。

5.双强少油煤粉点火系统设计特点

专门设计的煤粉燃烧器全部采用特种耐热耐磨合金钢整体铸造，一次成型。

燃烧器内一次风流速与原设计变化不大，燃烧器的出力与原燃烧器一致，运行阻力与原燃烧器一致。

根据温度场的分布在燃烧器内壁开设独特的百叶窗式气膜风窗口，保证气膜风始终贴壁行走，在燃烧器内壁形成了一个完整的、流动的气膜保护层，既对燃烧器壁提供良好的冷却，保证燃烧室不结渣，不烧蚀，又可降低煤粉对燃烧器内壁的冲刷，因此燃烧器的寿命与原燃烧器同步。

对于依靠摆动火嘴调节再热汽温的锅炉，煤粉燃烧器改造以后依然可以参与摆动，这是等离子点火等其他少油点火方式所不具备的优点。

燃烧器的气膜风采用空气预热器后的热一次风，燃烧器内壁上设有温度监测点，根据该温度调节气膜风流量，控制其不超过750℃。

双强油燃烧器主要包含燃油喷嘴、燃烧筒、配风器、点火装置、火焰检测装置等。

其独特的结构设计和配风方式使燃油充分、均匀地与空气混合，燃烧剧烈，火焰稳定性极高。

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推进装置，进一步简化了系统配置，使用及维护都非常简单。

6.双强点火技术与微油点火技术比较

6.1微油（气化）煤粉点火技术：

微油是用少量的燃油点燃少量的煤粉，通过多级放大逐步引燃煤粉燃烧器：

微油点火属于少油点火的初级产品，配置简单，相对成本较低，能满足炉前点火的基本要求，点火可靠程度一般，点燃的只是煤粉中的挥发分，因此，该产品只适用于燃用优质烟煤的锅炉。

此外使用该产品还要注意以下及各方面的问题：

对原燃烧器的内部结构及尺寸改动大；煤粉燃烧器的喷口大都设计成圆型，煤粉射流性能相应改变。

多级燃烧会造成煤粉燃烧不充分，尤其最后一级的30%的煤粉是喷射到炉膛内，然后才进行外混式扩散燃烧，因此燃尽度较低，煤粉质量的优劣决定着点火成功率的结果。

燃烧器依靠第一级燃烧筒点火，而第一级燃烧筒尺寸小、油枪油量小，因此点火能力有限，目前只能用于20万以下的小机组。

多用于中储式制粉系统，对直吹式制粉系统仍需依靠大油枪制造磨煤干燥热风。

燃烧器内部火筒磨损较严重。

油枪使用压缩空气雾化，需增加空压机等附设备。

由于漏粉率高，容易对预热器造成隐患。

6.2双强少油煤粉点火技术:

采用航空发动机内燃技术，通过油燃烧装置将燃烧室内的一次风加热至煤粉点火温度（根据煤粉参数和燃烧器的通风量计算出燃油量）。

内燃室温度可达1800℃，单只油喷嘴出力范围50㎏/h～300㎏/h，直接对燃烧器内风粉加热，使煤粉在管内强化着火燃烧。

煤粉出力2～12t/h，其煤粉燃尽率>95%，。

燃烧室内配有若干气膜风，以保证燃烧过程中，燃烧器不被烧损和结焦。

考虑到用户使用方便和低负荷稳燃投运及时快捷，系统配置自动化程度较高，相应的成本较高。

不改变原燃烧器的内部机构、外形尺寸和主要性能，特别是煤粉燃烧器的喷口形状和原设计保持不变。

使用窗口气膜冷却技术冷却燃烧器内壁面，使燃烧器内部在1800℃高温下不烧损、不结焦。

根据不同的煤种通过计算和试验设定不同点火燃油量，燃尽度高，锅炉启动点火初期可投电除尘，达到环保要求。

通过燃油调节和油配风调节适度调整点火燃油量，点火可靠程度随着煤粉的成分的改变而保持不变。

适用于中储式制粉系统和直吹式制粉系统，同时对高速风扇磨、中速磨以及低速球磨等制粉系统均有应用业绩，配套有小油枪或蒸汽换热等磨煤干燥热风系统，不需依靠大油枪制造磨煤干燥热风。

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第九章锅 炉 燃 油 系 统.docx

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