循環流化床鍋爐高效熱態啟爐技術的開發應用

摘要:熱態啟爐是鍋爐經常遇到的工況，按照通常的啟爐技術，當平均低于800℃時，熱態啟爐的成功率比較低，造成生產成本大幅增加，為此研究開發成功率較高的熱態啟爐技術成為必然。通過對影響熱態啟爐成功率的因素分析和運行實踐，開發出新的成功率比較高的熱態啟爐技術，并將其應用于本廠的3臺循環流化床鍋爐，熱態啟爐成功率大大提高。

關鍵詞:循環流化床鍋爐熱態啟爐高效平均床溫

0引言

循環流化床鍋爐由于燃料適應性廣、污染物排放量低等優點得到了廣泛的應用。但是由于燃料粒徑高達10mm遠高于煤粉爐的30μm，因此為了防磨損，耐火耐磨料比較厚，這就使循環流化床鍋爐的冷態啟爐時間遠高于煤粉爐，通常需6～10小時。熱態啟爐一旦失敗則轉入冷態(溫態)啟爐，這時啟爐時間需1～3小時，每小時需耗柴油、電、煤、水若干。按照通常的啟爐程序，在平均床溫≥800℃，熱態啟爐方式的成功率很高，但平均床溫一旦低于800℃，啟爐成功率則較低。我廠有130t/h的循環流化床鍋爐3臺，每年熱態啟爐十多次，為此，需要找到一種有效的技術，提高熱態啟爐的成功率，降低生產成本。

1、現有熱態啟爐技術的特點

在熱態啟爐時，通常的啟爐程序是由一名操作員依次啟動各風機，啟動風機后逐漸開啟入口風門，調整風量。風機啟動完后，及時啟動給煤機，投煤量設為正常運行時的給煤量。在投煤的同時投油助燃，直到床溫回升至800℃。當平均床溫740～770℃時熱態啟爐成功率不到50%，平均床溫710～740℃時熱態啟爐成功率幾乎為0，生產成本大幅增加。

2、影響熱態啟爐成功率的主要因素:

2.1鍋爐的平均床溫。

鍋爐的平均床溫越高則啟爐成功率越高，反之則越低。平均床溫的高低主要取決于鍋爐“壓火”停爐時的床溫和“壓火”停爐過程的時間長短，這主要由外界熱用戶和鍋爐自身運行工況決定，屬于不控因素。

2.2風機的啟動時間，即從第一臺風機啟動到所有風機啟動完畢所用的時間。

風機啟動過程所耗費的時間越長則熱態啟爐成功率就越低，反之就越高。如風機啟動過程耗時過長，會造成投煤時間推遲，大量的冷風進入爐膛，迅速將床溫冷卻，投入的煤因遠離著火溫度，吸收了爐內部分熱量而不能燃燒，進一步降低床溫，使床溫很快低于650℃而熱態啟爐失敗。因此，從第一臺風機啟動到投煤的時間在很大程度上決定了熱態啟爐的成功率。

2.3初始投煤量的大小。即風機啟動完畢后，啟動給煤機時，投煤量的大小。

我們知道，煤燃燒主要分為三個階段:①著火準備階段:煤粒進入爐膛，吸收熱量使水分蒸發、揮發份析出，此階段需吸收大量的熱以達到著火溫度②燃燒階段:首先，揮發份燃燒，放出熱量，使爐內溫度升高。其次，焦炭吸收足夠的熱量而燃燒③燃燼階段:燃燒階段未燃燼的焦炭進一步燃燒完成。三階段中第一階段是吸熱反應，是煤否能著火燃燒的關鍵。初始投煤量如果過小，煤中的揮發份析出、燃燒所放出的熱量不足以將煤中的焦炭加熱到燃燒溫度，即煤的“燃燒階段”不能完成而使燃燒過程過早結束。如果初始投煤量過大，則因大量的煤需吸收大量的熱而使床溫迅速下降，揮發份析出后因溫度低而不能著火燃燒放出熱量使煤中的焦炭燃燒，或者是揮發份析出燃燒后所放出的熱量不足以使煤中的焦炭燃燒，造成床溫進一步下降，當床溫低于650℃時，熱態啟爐失敗。因此，初始投煤量的大小是影響熱態啟爐成功率的重要因素。

2.4啟爐時，爐內是否具有一定量的未燃燼炭。

熱態啟爐時，如果爐內具有一定量的未燃燼炭，則在風機啟動時，因有足夠的氧量和比較高的床溫，爐內的未燃燼炭開始燃燒釋放熱量，床溫會有短暫的上升，時間通常會持續100～200秒，這為啟爐成功爭取了寶貴的時間，顯得至關重要。但如果未燃燼炭量過多，就有可能因未燃燼炭缺氧燃燒而結焦。因此，未燃燼炭必須適量。

3、高效熱態啟爐技術的特點

根據影響熱態啟爐成功率的因素，開發出相應的高效熱態啟爐技術。其要點如下:

3.1在鍋爐正常運行時，記錄下一次風機、二次風機、引風機等風機入口風門的開度，作為熱態啟爐時的調整依據。

3.2在鍋爐正常運行時，記錄下給煤量，為熱態啟爐時投煤提高參考。

3.3壓火停爐時，將給煤量設為正常值的2倍左右，過量給煤3～8分鐘，迅速停爐。使爐內具有一定量的未燃燼炭。即在熱態啟爐時，讓未燃燼炭燃燒以提高床溫，提高成功率。

3.42～3名操作員依次啟動風機，即在一名操作員啟動一臺風機成功后，在風機入口風門未調節的情況下，另一名操作員立即依次啟動下一臺風機。余下風機的啟動方式按此操作，直到所有風機啟動完畢。風機啟動成功并有電流顯示后，迅速將入口風門開至正常運行時記錄的開度。即盡量縮短風機啟動過程所耗費的時間，避免床溫過度降低。

3.5所有風機啟動完后，迅速投煤，給煤量設為正常運行時的2倍左右，維持5～15分鐘，如氧量下降，逐漸減少給煤量至正常運行時的70%左右，待床溫回升后根據氧量的變化情況對給煤量進行增減。

3.6如有必要可投油助燃。由于大多數循環流化床鍋爐油槍的出力有限，因此投油助燃可以減緩床溫下降的速度，但在熱態啟爐階段對床溫提升沒有太大幫助。

4、結束語

將新型熱態啟爐技術運用于我廠的3臺當循環流化床鍋爐，實踐證明效果比較理想。床溫710～740℃時，熱態啟爐成功率超過80%(原有技術幾乎為0)，當床溫740～770℃時，熱態啟爐成功率接近100%(原有技術低于50%)。按這種方式啟爐，鍋爐一般在15分鐘之內即可恢復正常。事實證明，本熱態啟爐技術適用于普通循環流化床鍋爐，具有一定的推廣意義。

參考文獻:

[1]岑可發等.循環流化床鍋爐理論設計與運行.北京:中國電力出版社，1997

[2]劉玉銘.鍋爐技術問答.北京:中國電力出版社，1998

作者簡介:

姓名:李雨波，性別:男 學歷:本科，籍貫:貴州，職稱:工程師，

研究方向:循環流化床鍋爐 工作單位:中國鋁業貴州分公司.