簡論微油點(diǎn)火煤粉燃燒技術(shù)改造及應(yīng)用(2)

　　三、微油點(diǎn)火煤粉燃燒器系統(tǒng)構(gòu)造及作用 
　　1.微油點(diǎn)火煤粉燃燒器系統(tǒng)組成 
　　微油點(diǎn)火煤粉燃燒器系統(tǒng)由微油量氣化小油槍點(diǎn)火系統(tǒng)、煤粉燃燒系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)三大部分組成。 
　　微油量氣化小油槍點(diǎn)火系統(tǒng)由高能點(diǎn)火器、點(diǎn)火油槍、輔助油槍、燃油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等組成。 
　　煤粉燃燒系統(tǒng)由煤粉濃縮器、煤粉燃燒器、周界風(fēng)冷卻系統(tǒng)等組成。 
　　控制保護(hù)系統(tǒng)由DCS系統(tǒng)和就地控制箱、火檢保護(hù)系統(tǒng)、燃燒器壁溫監(jiān)測系統(tǒng)、火焰電視監(jiān)測系統(tǒng)等組成，對點(diǎn)火系統(tǒng)和送粉系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)程控點(diǎn)火與油槍滅火聯(lián)鎖保護(hù)，保證鍋爐安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。 
　　2.微油點(diǎn)火煤粉燃燒器構(gòu)造及作用 
　　微油點(diǎn)火煤粉燃燒器由高能點(diǎn)火器、點(diǎn)火油槍、輔助油槍、煤粉濃縮器、一次燃燒室、二次燃燒室、周界二次風(fēng)、壓縮空氣、高壓風(fēng)（壓力冷風(fēng)）等部分組成。 
　　高能點(diǎn)火器用于點(diǎn)火油槍點(diǎn)火，點(diǎn)火油槍用于點(diǎn)燃煤粉，輔助油槍用于強(qiáng)化點(diǎn)火燃燒效果，加快煤粉的點(diǎn)火速度，增加煤粉的燃燒強(qiáng)度。 
　　煤粉濃縮器采用雙層煤粉濃縮環(huán)結(jié)構(gòu)，以提高煤粉濃縮效果。煤粉濃縮率達(dá)63.4%。 
　　一次燃燒室作用：一次風(fēng)粉混合物經(jīng)濃淡分離后，濃相煤粉進(jìn)入一次燃燒室與微油量氣化小油槍氣化燃燒生成的高溫火焰混合，在微油量氣化小油槍高溫火焰作用下析出揮發(fā)份并著火燃燒。 
　　二次燃燒室作用：稀相煤粉進(jìn)入二次燃燒室與濃相著火燃燒的煤粉混合并被點(diǎn)燃。被點(diǎn)燃的煤粉火焰在燃燒過程中噴入爐膛，火焰長度可達(dá)5米以上，可直接點(diǎn)燃與其相鄰的主燃燒器。 
　　周界二次風(fēng)作用：冷卻二次燃燒室外壁，防止燃燒器燒損和結(jié)焦，補(bǔ)充煤粉燃燒所需氧量。 
　　壓縮空氣作用：小油槍點(diǎn)火初期用于燃油霧化，正常燃燒時(shí)加速燃油氣化并提供燃燒所需氧量。 
　　高壓風(fēng)（壓力冷風(fēng)）作用：為小油槍著火初期提供氧量，補(bǔ)充正常燃燒所需氧量。 
　　四、微油點(diǎn)火煤粉燃燒器工作原理 
　　微油點(diǎn)火煤粉燃燒器采用微油點(diǎn)火技術(shù)、煤粉濃縮技術(shù)、逐級放大技術(shù)和氣膜冷卻技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。 
　　1.微油點(diǎn)火技術(shù) 
　　傳統(tǒng)的機(jī)械霧化燃燒方式是，燃油被霧化成﹤200～250μm的油霧液滴，以增加燃油蒸發(fā)表面積，提高蒸發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)油霧蒸汽燃燒。但是機(jī)械霧化不能從根本上改變?nèi)加鸵簯B(tài)本質(zhì)。采用燃油氣化燃燒原理，氣化后的燃油粒度為氣體分子級，其化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械霧化產(chǎn)生的油霧液滴。伴隨著氣化反應(yīng)，油溫也隨之上升，根據(jù)燃燒學(xué)原理，溫度每提高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度將增加2～4倍。微油點(diǎn)火技術(shù)就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。 
　　2.煤粉濃縮技術(shù) 
　　由于爐膛結(jié)焦、煤質(zhì)下降及低負(fù)荷調(diào)峰穩(wěn)燃需要，近幾年的電站鍋爐改造中出現(xiàn)了各種煤粉濃縮燃燒器。為了強(qiáng)化燃燒效果，微油點(diǎn)火穩(wěn)燃燃燒器創(chuàng)造性地引進(jìn)了煤粉濃縮技術(shù)；換言之，微油點(diǎn)火穩(wěn)燃燃燒器煤粉濃縮技術(shù)是在借鑒以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造創(chuàng)新的結(jié)果。 
　　3.逐級放大技術(shù) 
　　能量逐級放大技術(shù)的前提是，引火源具有很高的燃燒強(qiáng)度和后續(xù)燃料的迅速引燃。微油點(diǎn)火及穩(wěn)燃燃燒器點(diǎn)火系統(tǒng)中，氣化霧化油槍保證了引火源的燃燒強(qiáng)度。濃相煤粉被引燃時(shí)，在一級燃燒室內(nèi)就形成了“三高區(qū)”，即：點(diǎn)火溫度高，煤粉濃度高，燃燒強(qiáng)度高。煤粉在高強(qiáng)度的燃燒火核引燃下迅速升溫破碎并析出揮發(fā)份，進(jìn)一步增強(qiáng)燃燒效果；濃相煤粉著火后進(jìn)入二級乃至三級燃燒室與稀相煤粉混合后繼續(xù)強(qiáng)化燃燒，達(dá)到了能量逐級放大效果。 
　　4.氣膜冷卻技術(shù) 
　　由于煤粉在燃燒器筒體內(nèi)燃燒，燃燒器筒體內(nèi)煙氣溫度高達(dá)1000℃左右，燃燒器金屬壁面的工作環(huán)境比較惡劣，極易造成燃燒器結(jié)焦、燒損。為防止燃燒器結(jié)焦、燒損，在微油點(diǎn)火及穩(wěn)燃燃燒器系統(tǒng)中引進(jìn)了航空航天領(lǐng)域的氣膜冷卻技術(shù)，即用稀相一次風(fēng)冷卻一次燃燒室壁面，用送風(fēng)機(jī)壓力冷風(fēng)作為周界二次風(fēng)冷卻二次燃燒室壁面。氣膜冷卻技術(shù)是在燃燒器壁面形成一層冷風(fēng)氣膜，它具有兩個(gè)重要保護(hù)作用：一是將高溫燃?xì)馀c壁面隔開，以避免高溫燃?xì)庵苯訉Ρ诿孢M(jìn)行對流換熱，這是隔熱作用；二是將高溫燃?xì)馀c火焰的輻射熱量從壁面帶走一部分，這是冷卻作用。通過這兩種保護(hù)方式可以有效防止燃燒器結(jié)焦和過熱燒損。 
　　5.微油量氣化小油槍工作原理 
　　微油量氣化小油槍利用壓縮空氣的高速射流將燃油直接擊碎，霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行點(diǎn)火燃燒，在極短時(shí)間內(nèi)完成油滴的氣化蒸發(fā)，使微油量氣化小油槍直接燃燒氣體燃料，從而大大提高了燃燒效率及火焰溫度。氣化后的燃油火焰剛性強(qiáng)、傳播速度快，火焰呈完全透明狀，根部為藍(lán)色火焰，中間及尾部為白色透明火焰，火焰中心溫度可達(dá)1500℃～2000℃。氣化后的燃油火焰作為高溫火核在煤粉燃燒器內(nèi)直接點(diǎn)燃煤粉。這種點(diǎn)火方式點(diǎn)火迅速，穩(wěn)燃性能好，從而實(shí)現(xiàn)了以粉代油，節(jié)省點(diǎn)火及低負(fù)荷穩(wěn)燃用油的目的。

　　6.微油點(diǎn)火煤粉燃燒器工作原理 
　　微油量氣化小油槍通過燃油氣化燃燒產(chǎn)生高溫火焰，在煤粉燃燒器一次燃燒室內(nèi)形成溫度梯度較大的高溫火核，進(jìn)入一次燃燒室的濃相煤粉遇到高溫火核時(shí)，煤粉顆粒溫度急劇升高而破裂粉碎，揮發(fā)份迅速析出并著火燃燒。著火燃燒的濃相煤粉進(jìn)入二次燃燒室時(shí)，再與稀相煤粉混合并將稀相煤粉點(diǎn)燃，促使煤粉分級燃燒，燃燒能量逐級放大，達(dá)到了煤粉迅速點(diǎn)火并強(qiáng)化燃燒的效果。這種點(diǎn)火方式可以大大減少煤粉燃燒所需的引燃能量，以滿足鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)、滑參數(shù)停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃需要。