华能路磺电厂一期、二期的360MW机组锅炉为法国ALSTOM公司制造的亚临界压力、双拱炉膛、"W”型火焰、中间再热强制循环、固态排渣汽包炉，额定蒸发量为1099.3t/h。采用中储式制粉系统，配有2台磨煤机，燃烧设备为直流缝隙式燃烧器，配有36个煤粉燃烧器和18支油枪，前后墙布置，一次风、二次风喷口交替布置，从双拱顶斜下喷向炉膛中心。
由于锅炉一次风口内的缝隙式煤粉燃烧器喷口较小，横向仅有170mm，且两边距离二次风喷口很近，所以无法采用在原煤粉燃烧器喷口直接加装小油枪的常规方式进行改造。经研究表明，在锅炉二次风喷口原大油枪位置，安装专门设计的用少量油点燃煤粉的燃烧器，也可达到锅炉少油点火和低负荷稳燃的目的。因此，对常规小油枪可不直接在一次风喷口进行改造，而是采用双强燃烧器系统取代原安装在二次风口处的大油枪(采用4个双强燃烧器取代4支大油枪，其余14支大油枪保留)，使其具有节油点火、节油稳燃和主燃烧器的功能。低负荷时双强燃烧器投入燃油，提高炉膛温度和加热其附近燃烧器喷入炉膛的煤粉以稳定燃烧;燃烧稳定后双强燃烧器断油投入煤粉，此时双强燃烧器作为主燃烧器增加锅炉的燃料量及负荷。
一、双强燃烧器系统
双强燃烧器采用航空发动机的高压强制配风油燃烧器技术，通过强制配风使安装在原二次风喷口中的小油枪发出高温火焰，强化燃烧的高温油火焰与一次风粉发生剧烈的热质交换，瞬间将煤粉加热至着火温度，使挥发分快速析出的同时开始燃烧，通过挥发分燃烧放出大量的热量来补充点火中消耗的热量，并持续对一次风粉进行加热，使其远高于该煤种的着火温度，从而使煤粉中的碳颗粒在持续的高温加热下开始燃烧，形成高温火炬后送入炉膛，以满足锅炉起动升温、升压的需要。另外，锅炉燃烧不稳、炉膛温度下降时，可以通过投用双强燃烧器的燃油迅速提高锅炉烟气温度，高温烟气通过对流将热量传递给一次风粉射流，达到锅炉稳定燃烧的目的，同时节约助燃用油。
单支双强燃烧器系统由油系统和煤粉系统组成，如图1所示。其中，油系统包括小油枪、油阀、点火枪、油配风风机、油配风电动阀、就地程控柜、油配风风控制柜、火检装置等设备;煤粉系统由变频调速给粉机、一次风门、风粉温度测量系统、风粉压力测量系统、燃烧器喷口温度测量系统等设备组成。
二、双强燃烧器系统的控制策略
由于采用了双强燃烧器系统，因此需对锅炉保护控制系统和燃烧控制系统中原大油枪控制子系统、新增小油枪油子系统、新增煤粉子系统、FSSS、负荷返航子系统和燃烧调节子系统的控制策略进行优化。
2.1大油枪子系统控制逻辑的修改
取消原大油枪在DCS中的控制和显示画面，用双强燃烧器系统的小油枪(简称小油枪)运行信号取代大油枪运行信号。当锅炉负荷在20%-40%之间时，用双强燃烧器系统运行信号作为原给粉机的点火能量判断(一次风门开、油阀开、有火存在、给粉机运行);当锅炉负荷大于40%时，可以直接起动原给粉机。修改后的控制逻辑见图2。
2.2油子系统
双强燃烧器系统就地控制采用PLC加继电器方式实现油配风风机、油配风电动阀、点火变压器、油角阀的单设备控制和程序控制。PLC完成就地程序控制并接收DCS的远程起停指令。起动条件为：双强燃烧器系统在锅炉挂阿后起动。跳阿条件为：在当锅炉负荷小于40%时(单燃烧器火焰检测)，如果大油枪全部退出运行时，锅炉总燃料跳闸(MFT)动作，双强燃烧器系统随即跳闸。当锅炉负荷大于40%时(全炉膛火焰检测)，双强燃烧器系统的油系统受锅炉MFT跳闸控制。
2.3煤粉子系统
给粉机起停及一次风门开关控制均在DCS中实现;在给粉机粉管上设置了风粉压力监视与风粉温度监视信号;给粉机和一次风门的反馈信号参与燃烧器管理和FSSS的综合控制;给粉机使用变频器调速，给煤机调速在DCS中实现，其调速可选用手动控制方式和自动控制方式;给粉机转速反馈代表给粉量输入DCS并可选择是否参与总燃料计量。当双强燃烧器系统的油系统采用程序控制方式起动时，给粉系统起动条件除双强燃烧器系统的油系统运行条件(油阀开到位和上层火检存在信号)外，加上相应一次风门开到位信号，其自动关闭受双强燃烧器系统的油系统程序停运及MFT跳闸控制。双强燃烧器系统的煤粉系统采用程序控制方式起动时，双强燃烧器系统的给粉机跳闸条件设置为MFT、双强燃烧器系统的油系统未运行、手动停运双强燃烧器、一次风门未开启(4取l);双强燃烧器系统的煤粉系统单控方式起动时，双强燃烧器系统的油系统和煤粉系统可单设备控制或成组控制，其保护功能有MFT、手动停运双强燃烧器系统等控制。煤粉子系统的控制策略见图3。
2.4FSSS控制逻辑的修改
在FSSS控制逻辑中，对炉膛吹扫条件增加所有双强燃烧器无火、所有双强燃烧器油阀关闭、所有双强燃烧器一次风门关闭、所有双强燃烧器给粉机停运等条件。单燃烧器火焰检测为无火状态导致MFT的控制逻辑为：当锅炉负荷小于40%时，在运行大油枪全部跳闸后，锅炉MFT动作;全炉膛火焰检测为无火状态导致MFT的控制逻辑为：当锅炉负荷大于40%时，全炉膛温度低值(4取3)后，锅炉MFT动作。MFT动作后，双强燃烧器系统油配风风机停运、油配风电动阀关闭、油阀关闭、一次风门关闭、给粉机停运。
2.5机组负荷返航
机组负荷返航控制策略原设计有70%、60%、40%负荷控制方式，当机组负荷大于40%时，允许机组负荷在紧急情况下返航至40%，机组负荷返航时跳闸A、E、I组给粉机，同时控制系统将机组负荷指令减至返航值。这样，当4台双强燃烧器系统助燃运行时，在机组40%负荷返航情况下仅跳闸A、E、I组给粉机难以快速将锅炉负荷返航到要求值，并且还可能出现由于双强燃烧器运行负荷指令过多使其它运行给粉机转速降幅过大造成给粉不畅，引起燃烧不稳定。因此，在机组40%负荷返航时，仅发出C组双强燃烧器系统的跳闸指令。
2.6燃烧调节系统
锅炉总燃料量等于燃油消耗量乘以一定系数后再与总给煤量相加。燃油流量等于锅炉供油流量减去回油流量，大油枪的减少和小油枪的增加不会改变燃油的计量。由所有给粉机的转速计算得到总给粉量，并通过修正蒸汽流量和给水温度得到总给煤量。由于新增4台双强燃烧器系统给粉机，所以需要对粉量进行重新计量。
机组燃烧调节原设计是通过调节给粉机转速来控制主蒸汽压力。双强燃烧器系统的投入将给主蒸汽压力调节和锅炉负荷控制带来扰动。在锅炉燃烧不稳定工况下，双强燃烧器系统投入后需待主蒸汽压力出现偏差后才调整给粉机转速，延时较大。同时，锅炉燃烧不稳定更容易形成控制振荡，影响主蒸汽压力调节品质。对此，在控制策略中引入基于知识规则的智能控制方法，将双强燃烧器的各种工作模式和模式间的切换总结为一组规则(图5)。
实际运行中，将双强燃烧器系统运行分为仅投运小油枪、仅投运给粉机及同时投运小油枪和给粉机3种模式。当双强燃烧器系统的运行模式发生变化时，特别是在锅炉燃烧不稳定的工况下，只采用一组固定的线性控制器参数难以达到良好的控制效果。因此，在双强燃烧器系统参与燃烧控制策略中采用一种多变量控制器的参数自调整方法。该方法根据双强燃烧器系统的3种运行模式，快速、准确地迁移工作点，并根据当前工作点来自动调整PID控制器参数，从而使主蒸汽压力和锅炉负荷扰动最小，燃烧调节品质最佳。控制规则的决策表决方式采用“If Aand(or) Bthen C”模式。节能燃烧器参与主蒸汽压力调节算法为：
式中：u(k)为原给粉机转速控制指令;v(k)为节能燃烧器转速控制指令;N为双强燃烧器给粉机总转速;N,为双强燃烧器油阀开启总数;N：为双强燃烧器给粉机投运台数;N3为双强燃烧器程控投运台数;eP(k)为主蒸汽压力偏差;△为主蒸汽压力设定值;T1为PID增量算法的积分时间常数。
三、应用效果
(1)控制策略安全可靠性双强燃烧器系统投运以来，经过严格的试验和近2年的应用表明，从炉膛吹扫、锅炉安全运行、双强燃烧器各种方式的起停、MFT联锁动作、负荷返航后的设备联锁动作均达到了双强燃烧器系统工艺设计和锅炉安全、稳定运行的要求。此外，为防止堵粉和燃烧器超温提供了多点的燃烧器壁温监测、风粉混合温度监测、风粉压力监测系统。
(2)锅炉起动点火效果在锅炉极热态、热态、温态、冷态点火过程中，部分双强燃烧器能够替代大油枪完成锅炉升温、升压过程，达到节约起动用油的目的。
(3)低负荷稳燃性能在机组低负荷(170-180MW)、煤质偏差以及锅炉燃烧不稳定时，投运双强燃烧器能够稳定炉膛温度、炉膛负压和汽包水位，达到节油稳燃的目的。
(4)双强燃烧器作为主燃烧器的性能在锅炉燃烧调整中双强燃烧器不投油仅投入煤粉作为主燃烧器运行时，燃烧调节系统响应迅速，主蒸汽压力过渡平稳，锅炉燃烧稳定，具有很强的变工况适应能力。
四、结语
双强燃烧器在华能路磺电厂360MW机组燃用劣质无烟煤“W”型火焰锅炉上的应用表明，其控制策略满足在锅炉各种煤质和各种工况下的安全运行要求;双强燃烧器实现了节油起动、节油稳燃以及作为主燃烧器参与锅炉运行的功能;双强燃烧器能够取代原大油枪，节油率达到80%。
