循環流化床鍋爐點火及其穩定運行的探索

楊 偉，楊 洪，李開楚，周華斌

（云南中寮礦業鉀鹽有限公司 昆明 650228）

循環流化床鍋爐點火及其穩定運行的探索

楊 偉，楊 洪，李開楚，周華斌

（云南中寮礦業鉀鹽有限公司 昆明 650228）

對一臺老撾境內使用的循環流化床鍋爐存在的問題進行分析，通過改造相關設備冷態流化試驗分析和熱態運行實踐，解決了循環流化床鍋爐啟動點火的問題，提出了調節穩定床溫的手段和控制參數。

循環流化床鍋爐；無煙煤；點火

我公司在老撾使用的循環流化床鍋爐型號為 DHX35-1.25-M，額定蒸發量35 t／h、額定壓力1.25MPa，點火方式采用輕柴油單油槍加熱床溫，溫度達到煤著火點后投用無煙煤，燃煤為老撾產無煙煤。2010年 12月投產試運行，在試運行及初期運行過程中，出現點火燃燒器內滴油、超溫、燃燒不穩定、甚至熄火等問題，點火后加熱床溫難于達到無煙煤的燃點溫度，使得鍋爐點火至投煤階段時間過長甚至無法投煤。一次風機裕量明顯不足，鍋爐床溫難于調節控制，導致鍋爐結焦現象經常發生，稍微有晃電發生，一次風機就跳閘。煤的灰份含量高，返料灰須大量外排才能穩定床溫。

通過對鍋爐點火和運行相關參數的調整及鍋爐冷態流化數據分析，提高了點火成功率，逐步摸索出該循環流化床鍋爐穩定運行的控制參數。

1 鍋爐燃煤

循環流化床鍋爐使用燃煤為老撾萬榮縣煤礦所產的無煙煤。發熱值約為15 645 kJ／kg，干燥基灰份45%，著火溫度在600℃以上，屬于很特殊的低熱值、高灰份無煙煤。鍋爐燃煤設計值和實際進廠煤質出入太大，使用此種煤，必然造成鍋爐點火困難，返料灰量大，對爐內燃燒工況有較大影響。表1為鍋爐燃煤設計值和實際燃煤分析數值。

表1 鍋爐燃煤主要指標Tab.1 M ain indicators of coal-fired boilers

2 點火存在的問題及解決方法

在鍋爐投用初期，鍋爐點火后床溫難于達到煤的燃點，只能達到460℃，造成無法投煤點火。之后，將油泵更換為油壓更高的燃油泵，但即使油壓達到2.0MPa以上，鍋爐床料溫度仍難以達到該煤的著火溫度（600℃）。曾經采用過從料層上部爐膛人孔投入木碳來提高床溫的方法，鍋爐點火后點火筒內溫度很短時間就升至1000℃以上。鍋爐在點火過程中頻繁發生點火筒滴油，筒內燃油燃燒不穩導致熄火或超溫現象，甚至發生過點火筒和爐床風帽燒毀的事故。造成點火期間人員勞動強度大，點火成功率低。

經分析，引起以上現象的因素主要為以下幾點：

1）燃油泵油壓偏低，單支燃油點火時燃燒器容量偏小，導致高溫的熱煙氣量不夠，致使料層升不到所需溫度。

2）設備管路不干凈，使燃油中夾帶有異物顆粒。當燃油進入點火油槍噴油嘴時，異物將油嘴孔堵塞，從而使油槍噴出的燃油量下降、霧化不全、線路偏斜，導致進入點火筒內霧化不良的柴油沉積于點火筒內燃燒，從而發生點火筒滴油或點火筒超溫現象。

3）過早開啟風室內左右一次風。一次風與高溫熱煙氣得不到有效混合，使得高溫熱煙氣被擠壓在中部進入爐床風帽，導致風帽過熱燒損。

4）燃油點火器點火風和冷卻風配比不當，造成點火器筒內燃燒不穩或者超溫。

采用以下措施解決上述問題。

1）將型號為 WBZ125、壓力 1.25MPa的點火齒輪油泵更換成型號2CY1.08、流量1.08 m3／h、壓力 2.5MPa的齒輪油泵。

2）對儲油箱進行徹底清洗，將內部雜物清理干凈。增設油泵出口藍式過濾器，對油泵進油口過濾網進行清洗，以防雜物堵塞油管路及油槍影響油壓不穩定。

3）鍋爐點火前一般在布風板上均勻鋪上400～450 mm厚、粒度為 0～5 mm的爐渣（床料）。點火時，待燃油點 著后將油壓控制在1.2MPa左右。此時對點火風及點火筒冷卻風門進行調節控制，使點火筒內火焰燃燒穩定，溫度不超過1000℃。根據床溫上升情況，每隔0.5 h將點火油壓上調 0.2～0.3MPa。點火0.5 h后，打開羅茨風機放空閥并啟動羅茨風機，對返料器進氣閥進行調整。根據爐溫上升狀況，不斷對返料器進風壓力進行調整。控制點火器出口熱風溫度不超過850℃，待床溫上升至 550～570℃時，全開油槍閥門，快速提升床溫到600℃左右，啟動鍋爐給煤裝置進行間斷給煤。當床溫升到 800℃左右，可向鍋爐進行連續給煤，此時，可逐步降低點火油壓，直至最終拆除點火油槍，緩慢開啟一次風門。

經過以上整改和完善措施后，鍋爐多次點火床溫都能達到無煙煤投煤溫度 600℃。為了節約鍋爐點火的燃油消耗和縮短點火時間，在床溫升至450℃時從給煤機間斷給入煙煤，并在爐溫升至 650℃左右時切換成無煙煤從給煤機間斷給入。采用少量煙煤進行點火助燃，爐床溫升較平穩，易達到無煙煤的燃點溫度，所用的柴油點火消耗量每次也減少了近700L左右。

3 一次風機裕量不足的解決方法

一次風機原型號9-26N08D，流量28 576 m3／h，全壓 13748Pa，功率200kW。在運行中反映出鍋爐負荷難以調節，鍋爐進入正常燃燒狀況后一次風機轉速開度需調到 90%-97%范圍，風機裕量嚴重不足，導致鍋爐燃燒調整困難，結焦現象經常發生，稍微有晃電發生，一次風機就跳閘。

針對以上情況，經過分析、計算，更改新的一次風機型號為：9-26N08.7D，流量30 000 m3／h，全壓17 000Pa，功率250kW。改造后一次風機轉速開度只需開到 85%左右即可滿足鍋爐燃燒調整的要求，鍋爐燃燒平穩，抵抗晃電跳閘的能力明顯提高。新一次風機比舊一次風機在同一煤層厚度下流化臨界點的轉速要低5%～10%。

4 循環流化床鍋爐燃燒調整的探索

循環流化床鍋爐運行中保持床料良好流化狀態，是鍋爐燃燒的必備條件，其流化狀況的好壞，將直接影響鍋爐燃燒的穩定性。最佳的料層流化狀況，與料層厚度，一次風量大小，床層差壓等有密切的聯系。

4.1 冷態流化數據分析

主要分析較有代表性的一次風左右風全開，點火風全關臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差、風量的關系，而點火風門全開、一次風左右風全關狀態下由于流量超過流量表量程，無法確定流量數值，并且點火風只是在點火階段使用，所以點火風門全開下的流化狀況在此不作分析。

4.1.1 臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差關系

臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差關系見圖1。通過圖 1明顯可看出在臨界流化狀況點，隨著料層厚度的增加，床層壓差值逐步增大。在同一料層厚度下配用新一次風機比舊一次風機的壓差略高。

4.1.2 臨界流化狀況下料層變化與風量關系

臨界流化狀況下料層變化與風量關系見圖2。從圖2看出，不同料層厚度（400～600mm）其臨界流化的風量基本一樣。

圖1 料層變化與床層壓差的關系Fig.1 The relationship between changes in the material layer and pressure of bed lam inated layer

4.1.3 不同料層厚度下差壓與轉速百分比變化關系

圖3是在臨界流化點及以上工況時床層壓差與風機開度的關系。在相同料層厚度下，床層壓差隨一次風機開度的變化基本為上升的線性關系。料層越厚，差壓越大。

圖2 料層變化與風量關系Fig.2 The relationship between changes in thematerial layer and the amount of w ind

圖3 風機開度與床層壓差的關系Fig.3 The relationship between fan opening degree and pressure of bed lam inated layer

在循環流化床鍋爐的實際運行中，床料厚度是一個變化的數值，只能間接從料層壓差來進行判斷控制，而差壓不只是同煤層厚度有直接變化關系，還同一次風機風量大小有關。根據相關文獻資料報道，循環流化床鍋爐冷態臨界流化風量與運行風量二者基本相當時才能保證熱態運行時床料良好流化。根據圖2得到的結論，在不同料層厚度下，其臨界流化的風量基本一致，可用在鍋爐冷態下確定的臨界風量作為熱態最小流化風量來控制鍋爐燃燒。在控制最小流化風量的前提下，用放渣的手段控制床層差壓在一定范圍內，用二次風機控制鍋爐尾部過剩空氣系數在合理數值范圍內，鍋爐的穩定燃燒就能得到根本的保障。

4.2 熱態調整

由于老撾無煙煤灰分大，燃點高的特點，熱態運行過程中一般控制風量始終大于最小流化風量，料層差壓在6～7kPa左右，料層溫度850～900℃，返料溫度 800～900℃。運行中當床溫上升時，采取首先減少給煤量（必要時停止給煤），加大一次風量，同時調節加大返料量，迅速把床溫調整至正常床溫，當床溫恢復正常時，再恢復鍋爐正常運行時的調整方式。如果床溫迅速下降，返料溫度上升，可能是返料突然增大，一次風量沒有及時調整跟上調整的因素，此時，應立即停止給煤，迅速調節加大一次風量，待床溫穩定后，逐步加煤調整一次風量使床溫恢復正常。如果床溫迅速下降，返料溫度持續下降，鍋爐本體測點溫度均持續下降時，應采取加大給煤量，適當減少一次風量，同時放掉部分循環返料灰，保證床溫迅速上升恢復正常。

5 結語

1）無煙煤由于燃點高，要求點火配套設施完備，有條件時可使用少量燃點低一點的煙煤或其它煤種先投入，待提高床溫達無煙煤燃點后再投用無煙煤，可起到縮短點火時間和節約燃油的目的。

2）實際運行中要特別注意控制一次風量高于冷態流化試驗確定的最小流化風量，這樣才能保證鍋爐床料的熱態流化良好。

3）通過一次風機的改造，鍋爐進入正常運行狀況后，一次風機轉速開度只需開到 85%左右即可滿足鍋爐燃燒調整的要求，負荷變化時一次風裕量充足，抵抗晃電跳閘的能力明顯提高。在床溫急變時根據不同情況及時調整給煤量，一、二次風量，反料灰量，床層差壓控制在合理范圍。

［1］ 楊建華，屈衛東，李建剛.循環流化床鍋爐冷態臨界流化風量與運行風量.［J］鍋爐制造，2000（4）：5 -8.

Explore the Circu lating Fluidized Bed Boiler Ignition and Stable Operation

YANG Wei，YANG Hong，LIKai-chu，ZHOU Hua-bin

（Yunnan Zhongliao Potash Mines Ltd.Kunming 650228，China）

The problems existing in a circulating fluidized bed boiler used in Laos were analyzed，through the transformation of related equipments，thermal adjustmentmeasures，the problems of the highlighted，high-ash anthracite in this boiler during start ignition and run-time were solved and a stable bed temperaturemeans and control parameterswere proposed.

circulating fluidized bed boiler；anthracite；ignition；combustion tune

TK229.6

A

1004-275X（2015）02-0060-04

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.02.016

收稿：2015-01-29

楊偉（1961-），男，高級工程師，主要從事技術管理工作。