粤泷发电厂油枪节油改造及节油效果分析
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【摘 要】粤电集团粤泷发电有限责任公司点火油枪全部为简单机械雾化油枪，这种油枪是一种较成熟但也较落后的油枪，本文针对该油枪的不足进行油枪节油改造，改用新开发生产的高效QS气体爆炸雾化化油枪，具体介绍油枪改造方案以及改造效果，实现节油、环保的目标。
前言
粤泷发电有限责任公司（以下称粤泷电厂）现有2×135MW燃煤的发电机组，其480T/h锅炉采用的是四角切圆的燃烧方式，点火采用：高能电火花点燃-轻柴油-点燃煤粉的二级点火方式。点火油枪设计为四角切圆燃烧布置，在下层二次风及上层二次风喷口中各布置4只共8只油枪，油枪全部为简单机械雾化油枪，单只出力为800Kg/h，该油枪对油种适应性差，只能燃用轻柴油，点火初期时还冒黑烟，污染环境，燃烧效率在冷态时也不高，只能保证≥84%，维护量大、维护费用也高。
针对粤泷电厂的现场具体情况，采用QS高效油枪技术对油枪进行节油改造，以提高燃烧效率，减少环境污染，并利用QS油枪的优良调节性能、燃烧性能实现节油。
1 油枪节油改造方案
要实现节能、环保的目标，必须对电厂现有设备进行必要的升级改造，针对粤泷电厂的实际情况，制定如下改造方案：
1.1 将油枪全部改为QS气体爆炸油枪
由于粤泷电厂使用的油枪为国产简单的机械雾化油枪，其雾化颗粒度索太尔SMD≤200μm，燃烧效率仅能保证≥84%。而QS油枪的雾化颗粒度索太尔SMD≤25μm，燃烧效率≥99.5%，这远远好于机械油枪。为此，必须将机械雾化油枪全部改为奇斯QS气体爆炸油枪，这样才能保证实现节油。
粤泷电厂单台锅炉油枪多达8只，油枪总出力已达6.0T/h，基本达到锅炉30%MCR负荷的需要，这在机组调试阶段是必需的，但在机组调试完成后这样的配置就偏大。经研究分析，建议锅炉改QS油枪时，最大出力（油压0.8Mpa）的选取，按粤泷电厂锅炉现有的油枪额定出力80%选型，为600Kg/h；而QS油枪的额定出力（油压0.6Mpa时出力）统一降为500Kg/h，油枪出力降低40%。当锅炉正常点火启动时，在总的燃油量一样的情况下可多投油枪，使炉膛热负荷均匀，实现节能。对应的油枪为QS600型，是一种在多家电厂使用十分成熟的油枪。为了简化油枪的改造工作，QS600油枪的外形尺寸将设计成与原机械油枪完全一致。这样油枪的推进系统、点火系统、油系统都不需要作任何的改动。油枪的改造、安装工作就变成了简单的油枪更换工作。油枪改造完成后，电厂点火初期需要升温慢时，油枪可以用小出力运行，当锅炉到了点火后期，需要升温快时，可以提高油压让油枪大出力运行，迅速实现并网，以节约燃油，当投煤粉时，又可以将出力降到最低，实现更大节油。
1.2 增装油枪的压缩空气雾化系统
由于粤泷电厂原油枪为机械雾化，没有雾化系统，改QS 油枪后，需增加雾化系统。经研究对比，粤泷电厂的压缩空气压力有0.5～0.8Mpa，且管道就在油枪跟前，正好可作为QS油枪的雾化气源，具体接法如下图：
1.2.1 DCS系统改造
油枪改为QS油枪且加装了雾化系统后，其雾化气电磁阀的操控和位置反馈，按如下方案进行：
将雾化气电磁阀的操控和位置反馈与燃油电磁快关阀的控制、反馈信号合二为一，这样DCS不需要作任何改动，也不需要铺放电缆。具体方案是：第一步，将燃油电磁阀的开、关信号与雾化气电磁阀开、关信号并联，实现“一拖二”，油阀开，雾化气阀也同步开，油阀关，雾化气阀也同步关；第二步，将燃油电磁阀的位置反馈信号与雾化气电磁阀位置反馈信号串联，实现“二取一”，只有两个阀都正常，DCS显示才正常，反之，只要有一个阀不正常，DCS显示就不正常，并禁止下一步的操作。这种方案简单可靠，曾在1000MW机组上油枪改造时获得成功。
1.2.2 低油压的保护定值调整
由于改QS油枪后，运行油压为0.3～1.0Mpa，这样低油压保护需调整到0.3Mpa动作，设置延时5秒，防止油压波动时误动。
1.2.3 油压的控制
油压通过每只油枪安装的调压阀进行调节，保持改造后的QS油枪的进口油压在0.3～0.8Mpa范围内运行。
2 改造QS型介质雾化油枪后的实际应用
QS型介质雾化油枪的雾化原理与机械油枪原理完全不同，性能比机械油枪优越。QS油枪和机械油枪的点火方式、点火系统是一样的，粤泷电厂将油枪更换为QS油枪后，其点火程序和点火方式与原来完全一样，按原来的点火程序进行，运行人员按照《QS油枪使用说明书》操作，点火后，观察并记录好燃烧的各个参数。
3 油枪节油改造后的效果及实际应用效果
将粤泷电厂的所有油枪更换为QS高效雾化油枪，升级了油枪的技术等级，强化燃烧，可提高燃油燃烧效率约10%，并可实现提早投煤粉，提高煤粉燃尽度，还可以在投煤粉后，迅速将油枪出力降到最低，实现锅炉点火用油比改造前用油再节油20%以上的目标。油枪改造前，冷炉点火耗油约40吨，改QS油枪后，如再配以采用烟煤点火、炉底加热至炉水100℃以上，热风100℃启动磨煤机制粉并投粉等节油措施，可以实现冷炉点火耗油下降50%以上的目标，冷炉点火耗油20吨以内。更换QS油枪后，其使用寿命4年以上，油枪的可靠性得到大幅提高，维护工作量、维修费用大幅度下降。
油枪改造完后，粤泷电厂可实现燃用1吨复合燃料油的效果大于原油枪燃用1吨轻柴油的效果，节约燃料油与轻柴油的价差约17%，也即可降低燃油成本17%以上。供油压力从3.0Mpa降低至1.0Mpa左右，油泵轴功率由75KW，降到30KW，实现供油泵节能50%以上，年节约电费20万元以上（这与电厂运行方式有关）。
锅炉点火稳定后（不再新投油枪时），燃料油完全燃烧，烟囱基不冒黑烟，烟色小于林格曼1度，优于国家排放标准。投粉时，由于QS油枪燃烧完全，尾部烟道及电除尘器无凝油现象，可同步投入电除尘器，彻底解决电厂锅炉点火启动过程中，在完全切断燃油前，电除尘不能投、烟囱冒黑烟、排粉尘的环保问题，真正实现零排放。
2014年2月18日，粤泷电厂#1炉全冷态升炉，启动过程中第一次使用改造后油枪，烧燃油18吨，同比以往#1炉升炉启动过程中烧燃油33吨，节省了15吨。证明这次油枪节油改造实际应用中效果明显。至于其他方面的效果，则有待进一步探讨分析。
4 总结
粤泷电厂这次油枪改造及改烧复合燃料油，始终严格围绕风险控制及施工要求进行。改造完成后，可以实现总体节约燃油费用50%的水平，还可以实现不冒黑烟减少环境污染，通过这次油枪节油改造必将实现经济和环保效益的双丰收。
参考文献：
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