摘要：目前火力发电厂燃煤发电锅炉在节能、调峰、环保等问题上存在持续改进的要求，尤其在燃煤发电锅炉强制取消烟气旁路后，做好该方面的节能环保工作，对电厂经济、环保运行和缓解我国环境与能源压力，实现可持续发展，具有全局性战略意意义，本文根据恒泰电厂锅炉实际情况，进行了富氧燃烧改造，在锅炉点火、稳燃、机组深度调峰方面效果显著，解决了在锅炉点火期间不能投入电除尘器运行的问题，解决了点火期间污染周边环境的问题，该技术值得大力推广应用。
1 引言
当前我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，这两者之间的矛盾日趋尖锐，人们对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。国家“十二五规划”明确提出了节能减排的目标，即到2015年，单位GDP二氧化碳排放降低17%；单位GDP能耗下降16%；非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百分点，从8.3%到11.4%；主要污染物排放总量减少8%到10%的目标。“十二五”规划提出的约束性指标更加明确了国家节能减排的决心，对于提高能源资源利用效率，推进电力行业加快转变发展方式，建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。
为此，各发电企业纷纷行动，将节能减排工作提到主要日程上来，采取多项措施，实施发电机组设备节能技术改造。国电重庆恒泰发电有限公司几年来加大技改投入，采用节能技术，实施机组设备节能升级改造，并取得了良好节能效果及经济效益，为社会节能减排承担了责任和义务，特别是对300MW机组锅炉实施了一系列的综合升级节能改造，主要包括脱硫、脱硝系统改造，锅炉富氧燃烧微油点火节能改造，空预器柔性密封改造等。
国电重庆恒泰发电有限公司2×300MW国产亚临界燃煤发电机组，配套锅炉为东方 锅炉(集团)股份有限公司设计制造的 DG-1025/18.2-II4 型亚临界压力、中间一次再热、自然循环汽包炉，采用四角切园燃烧方式，锅炉采用传统的#0轻柴油点火和低负荷投油助燃方式，锅炉设计安装3层（12支）空气雾化点火油枪，出力0.8吨/小时。由于油价的长期高涨，启动点火和低负荷稳燃的燃料成本极大地影响着发电厂经济效益，而且在这种方式下冷炉启动初期由于电除尘不能及时投入而造成了烟尘对环境的污染，另外由于助燃不足煤粉燃烬率也较低，因此有必要对点火系统进行改造，寻求一种既可保证在锅炉点火过程中耗油量少，又可以保护火电厂周边生态环境无污染的点火系统，以满足电力生产日益提高的节能、环保要求。
2 现状
在国家节能减排政策推动下，近年来国内不少电厂对煤粉锅炉的大油枪装置进行了点火稳燃节油技术改造，所采用的多为小油枪节油技术及等离子节油技术等点火稳燃方式，大量应用表明，上述技术在实际应用中存在如下问题或不足：
2.1等离子节油技术
2.11点火能量小，煤种适应性差，只能点燃烟煤，适应燃煤很好的电厂；
2.12煤粉着火率低，易造成点不燃火或炉内爆燃现象；
2.13等离子发生器维护复杂、费用高，尤其阴极更换频繁；
2.14需专用冷却水，对冷却水要求品质高、耗量大。
2.2小油枪节油技术
2.2.1针对气化（雾化）等耗油量小的节油技术，对挥发分低的煤种（无烟煤、贫煤）需要大油枪伴烧，在烟气旁路取消的情况下，未充分燃烧的煤粉颗粒与油滴直接影响锅炉环保装置投运；
2.2.2当耗油量大时，燃烧器内燃烧，会造成油煤混烧，相互抢氧，从而导致燃烧器结焦、烧损，影响锅炉安全；
上述等离子节油技术、小油枪节油技术由于燃烧机理及结构的局限性，加上我国电煤市场煤种多样性的特殊情况，在实际应用中节油效果不理想，不能保证锅炉的安全经济运行。“富氧点火稳燃节油技术”，在锅炉冷态点火、低负荷锅炉稳燃、机组调试试验过程中节油明显，节油率达到了90%以上。
3 技术机理
富氧点火稳燃节油技术系利用纯氧强化燃油燃烧，强化煤粉燃烧，降低煤粉着火温度，采用分级燃烧的方式，引燃整个煤粉流，实现微油直接点燃全部一次风煤粉流；达到锅炉启停、稳燃、深度调峰运行时，有效节能的目的。
4 系统组成
富氧点火稳燃节油技术由以下几大部分组成：
节油自动供氧装置——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中氧气的供应；
节油自增压平衡装置——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中氧气供应的安全性；
节油燃油预处理装置——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中燃油供应及时、清洁、稳定、安全；
节油集成设备——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中锅炉煤粉安全、有效燃烧，从而达到锅炉节能环保运行的装置；
节油系统控制软件包——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中各设备（装置）安全运行的控制软件系统；
节油自动化硬件集成系统设备——保证富氧点火稳燃节油技术在实施中各设备（装置）安全运行的控制电气仪表等硬件系统。
5 锅炉富氧燃烧点火节能改造主要工艺
将原锅炉A层主燃烧器（#1～#4角一次风喷口）从法兰至喷口段（2m左右）拆除，更换上重庆富燃科技有限公司设计的富氧微油点火煤粉燃烧器。相对应的在锅炉A层#1～#4角富氧微油点火煤粉燃烧器上，各安装一支富氧微油气化油枪。油枪出力50±10kg/h。建立液氧站，提供点火用氧。富氧微油点火燃烧器的平面布置图如图1。
恒泰电厂对2台300MW机组锅炉进行富氧点火技术改造，于2015年5月完成#2炉富氧燃烧改造项目，在锅炉点火、深度调峰、锅炉稳燃方面效果明显，解决了在锅炉点火期间不能投入电除尘器运行污染周边环境的问题，解决了点火期间污染脱硫的浆液、脱硝等环保装置的问题。
6.技术特性
6.1安全性
该技术采用以煤代油、以氧助燃的方式进行点火或者调峰，在运行过程中通过纯氧与微油的作用保证了燃烧器内一次风煤粉流的全部着火燃烧，能点燃烟煤、贫煤、无烟煤等所有的煤种，不会出现炉内爆燃现象；且煤粉燃烧舒张性好、弥散性强、炉内受热均衡，不会出现振荡现象，既确保煤粉燃烧的同时又保证提高炉膛温度，从而确保其余煤粉不会因为炉膛热负荷过低燃烧不稳而熄火，确保了机组的安全性。
6.2稳定性
该技术整套系统工艺成熟，冗余设置，通过实践表明，该技术在实际运行过程中系统稳定，无故障产生，零维护。
6.3经济性
6.3.1可实现机组不停机25%额定负荷下调峰，增加电网旋转备用——通过微油和纯氧的作用，确保锅炉超低负荷调峰时，一次风煤粉的充分燃烧，不受煤质波动的影响，提高锅炉和电网的运行安全，可适应电网峰谷差的不断增大，满足调峰容量需求。
6.3.2减少机组启停次数，确保机组快速提升负荷，降低锅炉启停油耗和停机费用——该技术通过纯氧与微油的作用，确保机组在调峰时带超低负荷稳定燃烧，杜绝频繁启停带来的不良影响，同时在电网用电量增加时能够迅速提高机组负荷。
6.4环保性
该技术采用以煤代油、以氧助燃的方式进行点火、调峰，燃油消耗量低，燃烬率高（≥99%）不会出现油煤混烧及油污，确保电除尘、脱硫、脱硝等环保装置安全运行，电除尘器点火就可以投入，不会发生因为油污引起的闪频短路爆炸事故；脱硫吸收塔的石灰浆液不会被污染，减少抛浆和清池费用；脱硝的催化剂不易被油烟污染，不易出现中毒。
7 锅炉富氧燃烧节能改造效益分析
#2锅炉富氧点火燃烧改造后，在#2机组A修后锅炉点火，机组做各种试验耗时50小时，共耗油13吨，耗氧50吨，节油率达到90%以上，本次启动一次节约燃油100吨，节约成本60万元。
2015年7～8月份恒泰电厂接调度命令晚上深度调峰15次，机组负荷降低到80MW，锅炉利用富氧投油稳定锅炉燃燃，满足机组超低负荷调峰，每次调峰时间6～7小时，每次耗油只有1.5吨，耗氧7吨，深度调峰15次共节约#0轻柴油150吨，节约成本90万余元。并且，投油量小，有氧助燃，煤粉和油燃烧完全，不影响脱硝和脱硫设备运行。锅炉投富氧稳燃深度调峰历史曲线如图4。
7.1节油率高——达90%以上，在电厂点火、稳燃、调试期间节约大量助燃用油，经济效益巨大；
7.2煤种适应性广——可点燃烟煤、贫煤、无烟煤、煤矸石等不同的煤种，适应电厂配煤掺烧及劣质煤的使用，降低锅炉发电成本；
7.3环保装置安全投运——富氧点火稳燃节油技术耗油量低、油（煤）燃烬率高（点火初期，油燃烬度≥99%、煤燃烬度≥90%），在锅炉取消烟气旁路后能够确保脱硫、脱硝等环保装置安全投运。
7.4随着电网容量不断扩大，各大电网的峰谷差日趋增大，对于电厂来说，面对深度调峰要求，为确保安全，目前大都采用“停机调峰”。如何在确保安全前提下，扩大锅炉不停炉调峰负荷范围，达到不停机超低负荷调峰，以满足电网不同负荷需求，成为火力发电厂在电力市场化时代，降成本，增效益的重要技术手段。
7.5 破解电网安全和经济调度矛盾带来的困局，实现电网调峰革命性突破；
7.6降低汽轮机转子、锅炉汽包、阀门等寿命损耗，减少维护工作量与维护费用；
7.7实现机组不停机超低负荷调峰，降低了锅炉启停燃油消耗，减少电厂因调峰带来的经济损失；
7.8能快速升高机组负荷，为电厂带来优先上网权。
8 结论
锅炉采用富氧燃烧点火节能技术，耗油量小，节能明显；油燃烧完全，避免了油煤混烧所造成的对电除尘器、脱硫、脱硝等环保装置被污染、催化剂中毒等现象；可以满足电网深度调峰，实现社会效益和经济效益双丰收。该技术值得在火力发电厂大力推广应用。
