第六章 点火及助燃油系统

第六章点火及助燃油系统6.1 系统概述6.1.1系统介绍1、我厂的锅炉点火及助燃均采用0号轻柴油和-10号轻柴油，点火助燃油采用汽车来油方式，通过卸油泵把燃油送到储油罐中。

油库区共设 2座 500m3的储油罐，可以满足点火助燃要求。

在油泵房内设置有两台卸油泵；三台35％容量的供油泵。

2、锅炉点火及助燃油设备包括床下点火燃烧器和床上油枪。

每台锅炉提供 2套床下点火燃烧器共 4只油枪，床下油枪总容量为12%BMCR；在锅炉前后墙水冷壁各布置 3只（共 6只）床上油枪，床上油枪总容量为18%BMCR。

整台锅炉油燃烧器总输入热量为30%BMCR。

3、床下油枪在锅炉启动时用以加热床料和实现点火，床上油枪是在低负荷情况下助燃，以维护稳定的燃烧。

4、床下油枪，采用回油调节方式，回油式机械雾化油枪（出力调节比为4:1），炉前进油压力3.2MPa.g,回油压力0.3MPa.g。

系统最大进油量～12t/h,最大回油量10t/h，最小回油量1.5t/h。

枪前油压3.0MPa.g。

床上油枪，采用简单机械雾化方式，单支油枪额定出力为2t/h。

炉前进油压力3.2MPa.g，系统最大进油量13.8t/h，回油压力0.6MPa.g。

最小回油量1.8t/h，回油压力0.3MPa.g。

枪前油压3.0MPa.g,。

5、蒸汽作为本系统吹扫用，蒸汽压力0.8MPa.g，温度200℃。

6、床下油枪应包括全套的炉前装置，如伸缩机构，调节装置，隔离阀及其操作器、进出油阀、限位开关、行程指示器、软管、吹扫阀等所有装置都应能在炉膛各温度下（包括瞬时温度）安全运行。

配有全套就地控制装置，而且能在控制室内遥控。

床下点火燃烧器为主启动燃烧器，通常可将 BMCR工况的70%一次风量从环境温度加热到900℃；床上油枪起助燃作用，当床下油枪将床温升至450℃以上，直接投入床上油枪向炉内喷油，加快启动速度。

油燃烧器的总输入热量按26％BMCR 计算。

7、风道燃烧器采用高能点火器点火，并配置一体化智能型火检装置。

每只床下油枪应配有火检装置，同时，采用高压流化风作为火检冷却风。

8、油枪的投入、停用和吹扫应自动顺序操作，由DCS燃烧控制系统控制。

图6-1 启动燃烧器布置示意图图6-2 风道燃烧器结构图6.1.2 主要技术参数1、轻型柴油6.2 机械雾化油枪6.2.1 概述油雾化器基本上有两种类型。

一种是将一定压力的油在离心力作用下雾化的机械式雾化器；一种是利用蒸汽或压缩空气的热能及动能将油雾化的介质式雾化器。

蒸汽雾化质量较好，颗粒较小，雾化片磨损对雾化质量的影响不大，燃油压力不高，并且允许在较大范围内变化，只要燃油压力和蒸汽压力相差不大即可。

油泵耗电少，锅炉调节幅度达。

但是蒸汽雾化需要消耗一定的蒸汽。

机械式雾化器不用蒸汽，噪音小，但机械雾化要求燃油压力很高，需要高压油泵，耗电较多，雾化质量不如蒸汽雾化，而且对雾化片的磨损较敏感，为了保证雾化质量，需要定期更换雾化片。

负荷调节的范围小，一般不宜采用改变喷嘴前油压的方式调节负荷。

机械式雾化器又分为简单机械式和回油式两种。

1、简单机械雾化油枪，它没有回油系统，结构及系统简单，调节油量靠改变油压来实现，故调节范围小；适用于负荷稳定，不需要经常调节的锅炉。

2、回油机械雾化油枪，它的分油盘中心或中心附近有回油孔，结构及系统复杂些，其喷油量调节方法有：（1）改变旋流雾化片切向槽入空面积。

（2）采用回油式机械雾化喷嘴。

通过调节回油压力，回油量可改变，故喷油量调节范围较大，易于调节负荷；适用于负荷要经常有较大范围调节的锅炉。

6.2.2 主要技术参数油压：1.2～5.0 MPa油粘度：<6°E燃油种类：轻油，重油出力：100～4500Kg/H 0雾化角度：60～100 0摆动角度：±35 （可摆动油枪）雾化粒度：50～150μm 8、调节比： 1:2额定回油系数：1.1～1.3(回油油枪)最大回油压力比： 0.50～0.60（集中小孔） 0.65～0.70（分散小孔）6.2.3 工作原理及主要结构1、机械雾化油枪也称离心式压力雾化油枪是带压油枪分油盘上进油孔汇合到对应的环行槽中,再经旋流片上切向槽切向流入旋流室产生强烈旋流,最后进入雾化片,经雾化片中心孔射出,形成一个由液滴组成的中空圆锥形雾化气流。

油流刚出喷口时形成湍流状态的油膜，因湍流脉动使锥形油膜表面形成高低不平的波纹。

油膜与外界气体间有较大相对运动速度与接触表面，使油膜能克服表面张力而破碎成细油滴形成油雾。

2、简单机械雾化油枪由压紧螺母、旋流雾化片、分油盘、密封垫、枪体等零部件组成。

图6-3 ADYQ-11 型简单机械雾化油枪结构图分油盘（进油孔）、环行槽、旋流片（切向槽）、旋流室、雾化片（中心孔）图6-4 简单机械雾化油枪组成部件3、回油机械雾化枪油结构由压紧螺母、旋流雾化片、分油盘、密封垫、枪体等零部件组成。

图6-5 ADYQ-12型回油机械雾化油枪结构图6.3 点火器1、原理图6-6 油枪外形结构图高能点火器主要是采用电容储能放电原理，将工频电源通过升压、整流后获得3000伏直流高压向储能电容充电。

采用气体放电管为控制开关元件，使电容上高压击穿放电管，快速对半导体电嘴放电，产生脉冲电弧。

2、组成部分高能点火器由高能点火控制器、高压电缆、点火杆（导电杆、高能半导体电阻）三部分组成。

3、使用场所高能点火器适用于电厂锅炉和石油化工厂、煤化工行业、天然气、钢铁冶金等行业及其他部门的放散火炬点火装置、各种工业锅炉、焦化炉、垃圾焚烧炉等工业炉具的启动点火、爆炸涂装设备、脉冲吹灰器爆燃点火以及各种工业燃烧器的启动点火。

燃油品种：可燃性气体、生物醇油、雾化良好的柴油、煤油等，均能可靠点燃。

4、使用注意事项（1）点火时，应先开点火装置，然后喷油（气）点火，一般点火时间不能超过30秒。

（2）点火时，应关小助燃风，等着火后再逐渐增大助燃风。

（3）燃油应雾化良好，雾化质量太差时影响点火成功率。

（4）点火装置工作30秒，应休息1分钟再用，避免连续长期使用。

6.4 火焰检测装置1、火检介绍火焰检测器是燃烧器自动装置中的重要部件之一，它利用各种火焰检测管对炉膛中的火焰进行检测和监视。

在锅炉点火、低负荷运行或者有异常共况时，及时检测出炉膛内是否灭火，根据火检检测结果BMS（燃烧器管理系统）进行相关连锁动作，防止炉膛灭火和炉内爆炸事故，确保锅炉安全运行。

火检检测器是利用炉膛中火焰特性及辐射光谱，对炉膛是否有火进行判断的。

锅炉使用的燃料主要有煤、油、天然气等，这些燃料在燃烧过程中会发出可见光、红外线，紫外线等。

燃料不同，三种光线的强度也不同。

煤粉火焰除了不发光的二氧化碳和蒸汽三原子气体外，还有部分灼热发光的焦碳粒子和灰粒等，他们有较强的可见光和一定数量的紫外线，而且火焰的形状会随着负荷的变化而有明显的变化；天然气火焰中除了含有大量二氧化碳和蒸汽等三原子气体外，还包含了较强的紫外线和一定数量的可见光，天然气火焰的紫外线主要产生在火焰根部的初始燃烧区；重油火焰除了一部分不发光的二氧化碳和蒸汽三原子气体外，还悬浮着大量发光的碳黑粒子等。

可见光、紫外线、红外线三种光线的光谱不一样，而不同的火焰检测管对光线光谱的使用范围及相对灵敏度也不一样。

这样根据炉膛燃用的燃料特性不同，我们就可以选择不同的火焰检测管，检测和监视炉膛中的火焰。

图6-7 火检探头2、火检的结构基本结构是由2个部分组成，即安装在锅炉燃烧器上的探头部分和安装在电子间的电子处理机架部分。

探头部分由探头、刚性管，挠性金属管以及探头安装室组成。

探头由探头筒体、瞄准管和罩壳、瞄准透镜和筒体、安装板、锁紧螺母和压缩弹簧、光导纤维电缆等组成。

瞄准管和罩壳滑动固定在探头体上，瞄准管和罩壳和探头筒体之间留有间隙，这样冷却空气可以通过探头头部，光导纤维电缆将探头接受到的可见光传递到安装在燃烧器外部的探头安装室。

整个探头均安装在导管组件内，导管组件由探头罩、挠性金属管、刚性管和装有法兰的冷却风室组成。

探头罩是一个不锈钢管，位于辅助风箱喷嘴内，并直接焊在喷嘴上。

探头罩内侧装有导叶使探头正好位于中心位置，从而提供一个均匀的冷却空气通道。

探头安装室在燃烧器外侧的导管内，里面装置有光电二极管和对数放大器等电子元件，这些装置把光导纤维传递过来的可见光转换成电流信号，然后通过电缆传送到电子间的电子处理机架，探头安装室内的电子元件在制造时已经调整好，一般不需要现场重新调整。

探头组件通过挠性金属管和刚性管与探头安装室相连，用于保护从探头部分到探头安装室之间传递信号的光导纤维，采用挠性管是为了让探头部分能随燃烧器一起摆动，以免损坏内部的光导纤维电缆3、火检的原理火焰检测器的探头部分把矿物燃料燃烧的可见光转变为脉动的电流信号。

炉膛中燃料燃烧产生的可见光穿过探头头部的瞄准透镜落到光导纤维的端部，光导纤维将光信号送到探头安装室内，将光照到探头安装室内的光电二极管上，使得光电二极管产生电流信号，完成了光电转换。

光电二极管产生的电流信号通过对数放大器转变为电压信号，并将该信号进行了放大，再通过传输放大器重新将电压信号转变成电流信号，再通过带屏蔽的电缆送至电子间的电子处理机架。

整个探头部分的工作具有以下特点：（1）探头瞄准透镜采用平凸透镜，这种平凸透镜能使得探头的视角限制在3.5度范围内。

实验表明，限制视角将能加强火焰信号脉动的峰-谷值，增加脉动的幅值将便于电子处理回路检测和放大低频脉动，同时限制视角也将有效避免某层火焰检测器偷看邻层火焰的情况发生。

(2)采用带红外滤波的特种光电二极管，光电二极管对可见光的灵敏度相当于人的眼睛，下图给出了光导纤维、无滤波的光电二极管和带红外滤波的光电二极管对各种波长的响应曲线。

图6-7 光电二极管对补偿的响应曲线从曲线上可以看出光导纤维、无滤波的光电二极管和带红外滤波的光电二极管对紫外线均无响应。

光导纤维的传输特性在波长400-1500毫微米的范围内是平坦的，无滤波的光电二极管对可见光和近红外区有响应，带红外滤波的光电二极管仅对可见光有响应。

用光谱分析仪和示波器记录的脉动特性表明，无滤波的光电二极管对频率3-6HZ的光波响应强烈，随着频率增加响应减弱，到20-30HZ基本无响应；而带红外滤波的光电二极管对5-12HZ的光波响应强烈，到60-80HZ基本上无响应。

通过对这2种火焰信号的光谱分析进行实时比较，发现无滤波的光电二极管尽管它的信号量较大，但波形平坦、变化小，它的波形的峰-谷值比带红外滤波的光电二极管小得多。

由于锅炉旋转的烟尘、热烟气、炉渣和炉墙均辐射红外线，并足以于燃烧产生的可见光发生混淆，因此可能产生误判。

而采用红外滤波的光电二极管仅对可见光响应，其波形的峰-谷值大，灵敏度较高，所以采用红外滤波的光电二极管来检测燃料产生的可见光是比较适合的，这将大大增强整个火焰检测系统的可靠性和鉴别能力。