“W”型锅炉燃用无烟煤点火装置的优化

引言

W 型锅炉一般都是燃用无烟煤，无烟煤着火性能非常差，煤粉不易引燃。这就导致了 W 型锅炉在启动阶段，必须大量的燃用燃油，多数还是价高的轻柴油，在将炉膛温度加热到非常高的温度以后，才能正常的引燃煤粉。根据目前“W”型锅炉的运行情况来看，1 台 600MW 级的 W 型锅炉点火耗油约120 吨之多，点火成本十分昂贵。W 型锅炉现有火嘴点火装置由于结构上的原因，都是布置在煤粉喷口的边上，与煤粉喷口的距离较远，火嘴点火装置火焰与煤粉气流的接触部分面积小，约不到 1/3，油火焰对煤粉的引燃作用不够强，这就导致了 W 型锅炉点火耗油量大的突出问题出现。

本文论述了一种能克服现有技术存在的缺陷，优化煤粉的引燃效果，并能大幅度提高煤粉燃尽度的 W 型锅炉节油型旋流火嘴点火装置，装置结构简单，改造方便，值得同类型企业借鉴运用。

1 装置结构改造

本文论述的“W”型锅炉节油型旋流火嘴点火装置，其结构示意图如图 1 所示，包括煤粉浓淡分离器和点火喷枪。煤粉浓淡分离器一端设置有一次风进口，其侧壁设置有乏气出口，其特征在于：所述煤粉浓淡分离器另一端通过弯头连接管与旋流火嘴相连；弯头连接管的弯曲部穿插设置有点火喷枪，点火喷枪与所述旋流火嘴的中心管同轴设置，点火喷枪的一端伸出弯头连接管，点火喷枪的另一端延伸至煤粉喷口与之平齐。点火喷枪包括枪头和枪身，枪头设有气泡室和位于气泡室端部的喷口，枪头尾端通过油气分配器与枪身连接，油气分配器从尾到头依次设有同轴相连的喷油口、涡旋室和聚能室。所述枪身内同轴设置有相互隔离的内管和外管，内管和外管分别与进油口和雾化气进口相连，枪身尾部设有尾腔，尾腔分别与内管和进油口相连通，尾腔与外管通过尾圈相隔离[1-3]。

枪身头部设有分别与内管和外管相连通的连接器，气泡室尾部的油气分配器与枪身头部的连接器连接，喷油口与内管和连接器形成燃油通路。涡旋室尾部侧壁沿周向均布径向进气口，涡旋室中部沿周向均布送气孔，涡旋室尾部侧壁环绕空气分离腔。连接器沿周向均布有连通外管的环状内腔和空气分离腔的轴向连通孔，送气孔连通聚能室内腔和空气分离腔，径向进气口连通涡旋室与空气分离腔[4-5]。

目前大部分“W”型锅炉的点火油枪都是布置在煤粉喷口的边上，与煤粉喷口的距离较远，点火时煤粉不容易被点燃，导致点燃煤粉需要消耗大量的燃油。本文所述点火装置是将油枪安装到煤粉喷口的正中间，油枪火焰对煤粉气流是全覆盖的，油火焰可以很快的让煤粉着火，与原有点火装置相比，煤粉着火的时间缩短，这样可以实现少烧油多烧煤粉的节油效果，节油率高达 60% 以上。同时，该装置结构简单，改造工期短。

2 该装置的特点

本装置的优点在于：它能使W 型锅炉点火启动节约大量的燃油，并能大幅度提高煤粉燃尽度；本发明将点火油枪设置在W 型锅炉的旋流火嘴的煤粉喷口的中心，用油火焰来直接强行引燃煤粉，实现多烧煤粉，少烧油的节油效果，实现节油 60% 以上的少油点火的效果。这对社会、对国家都是一种环保与节能的贡献。这种直接安装于 W 型锅炉煤粉喷口正中心的油枪，能够抗击 30m/s 的高风速，油枪在煤粉气流的高速冲击下依然能够点火容易，着火正常而不被吹熄灭；这种少油点火油枪及装置没有设置油枪的稳燃器，它完全不改变火嘴的直吹性能，保持了火焰的刚度，油枪在没有稳焰器的环境中能够稳定燃烧，其技术的先进性领先；这种高抗风性能的油枪不需要稳焰器就能够实现雾化优良，能够在任何参数下，强行与煤粉混烧而不产生油焦；且燃烧效率能到到 99.5% 以上；

W 型锅炉的旋流火嘴的煤粉喷口的中心原来是直吹通道，在火嘴的上部有煤粉浓淡分离器，一次风通过进口进入浓淡分离器进行浓淡分离，浓缩后的煤粉气流通过改道后的弯头送人煤粉喷口，分离出煤粉后的乏气从乏气出口排出。高抗风性油枪从改道弯头的顶部插入旋流火嘴的中心管直达煤粉喷口的中心，这样就可以实现燃油火焰与煤粉气流百分百的接触，实现油枪火焰对煤粉气流的全覆盖的强制引燃作用，最终实现多烧煤粉少烧油的节油效果。

3 结束语

在“双碳”目标及煤电机组灵活性运行的双重驱动下，锅炉点火装置性能优劣已直接关系到机组运行的安全性和经济性。目前“W”型锅炉运用广泛，原有的点火装置在启动初期原有消耗量较大，运行成本高，本文论述的W”型锅炉节油型旋流火嘴点火装置结构简单，可实施性强，对提升锅炉低负荷稳燃性能、降低启动油耗，甚至对于减少机组启动时污染物排放均有积极作用，望能给同类型企业提供改造建议。

参考文献

[1] 蔡景春 . 等离子点火技术在电站煤粉锅炉中的应用分析 [J]. 科技创新与应用 ,2020,(05):172-173.

[2] 李春和 . 等离子点火系统在 600MW 超临界机组的应用 [J]. 发电设备 ,2008,(03):202-205.

[3] 李文蛟 , 周孟 . 煤粉炉微油点火燃烧器设计 [J]. 应用能源技术 ,2007,(10):16-19.

[4] 魏春雷 , 郭拯 . 锅炉微油点火技术运行调试研究 [J]. 锅炉制造 ,2024,(05):3-5.

[5] 郭为 , 林邦春 , 吕智嘉 . 燃煤电厂锅炉微油点火与等离子点火技术对比 [J]. 中国设备工程 ,2019,(20):161-163.

作者简介：程良桥（1994.09-），男，本科，贵州习水人，工程师，从事燃煤电厂锅炉专业生产管理工作