華亭電廠CFB鍋爐啟動點火節油分析

李紅波　肖連奎　王瑩梅

摘 要：通過對我廠的CFB鍋爐近10年的啟爐跟蹤，結合多次的試驗調整，分析油槍點火過程中耗油量變化的原因，總結出相關的節油措施。

關鍵詞：循環流化床鍋爐；點火節油；風量與料層；操作調整

由于循環流化床鍋爐的節能環保、燃料適應性廣等優點，最近幾年在國內發展極為迅猛。但是由于循環流化床鍋爐特有的返料機構熱慣性較大，在相同容量的鍋爐中循環流化床鍋爐點火耗油是比較多的，隨著礦物燃料價格的上漲，循環流化床鍋爐點火啟動的費用也逐漸增加。從節能降耗、節約生產成本的角度出發控制循環流化床鍋爐啟動費用的意義也越發重要。

一、我廠設備概況

（一）鍋爐概況。1、2號鍋爐為東方鍋爐廠生產的480噸/時超高壓一次中間再熱CFB鍋爐，采用單汽包、自然循環、汽冷式旋風分離器、固態排渣、全鋼結構爐架、全封閉島式布置。鍋爐型號：DG480/13.73-Ⅱ2，兩臺鍋爐分別于2006.12和2007.5投產。鍋爐主要由一個膜式水冷壁爐膛，兩臺汽冷式旋風分離器和一個由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。爐膛內布置有屏式受熱面：八片屏式過熱器管屏、四片屏式再熱器管屏和一片水冷中隔屏。鍋爐共布置有六個給煤口和三個石灰石給料口，給煤口和石灰石口全部置于爐前，在前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置。爐膛底部是由水冷壁管彎制圍成的水冷風室，水冷風室兩側布置有一次熱風道，進風形式為平行于布風板從風室兩側進風，由于空預器一、二次風出口均在兩側，一次熱風道布置較為簡單。一次風道內各布置有兩臺點火燃燒器，燃燒器配有高能點火裝置。四個排渣口布置在爐膛后水冷壁下部，分別對應四臺滾筒式冷渣器。

（二）鍋爐點火方式 。鍋爐點火采用床下點火，在左右一次點火風道中分別布置兩只中心內回油式機械霧化油槍，每只油槍的最大出力在1200kg/h左右，點火方式為高能電子點火器點火，點火時通過壓力將燃油霧化，霧化后的柴油顆粒與流化風混合燃燒后形成高溫熱風，進行床料加熱。

二、點火耗油量的變化因素及控制措施

（一）點火床料。鍋爐在冷態啟動前需要在爐膛內用爐渣鋪設一定厚度的點火床料，厚度一般控制在800至950mm之間。在使用具有相同物理特性，粒徑分布、密度的床料時，料層越厚表明爐內的床料越多，把較多的床料加熱到相同溫度消耗的燃料量也就越多。為節約點火耗油量，減少點火床料量是最直接的措施。但是不能過分降低點火料層，因為會導致在投煤之前床料中的細顆粒不斷被煙氣帶走而得不到補充，爐內的床料越來越少，到了投煤階段由于床料少，床溫波動幅度太大難以控制，同時過低的料層也不利于床料流化的穩定。

（二）點火風量的選擇。1、循環流化床鍋爐在點火期間對一次風的要求無外乎是以下三點：確保點火床料流化正常、保證點火器冷卻正常以及節約點火耗油量。在點火投油階段，是靠燃燒柴油形成的高溫熱風進行床料初步加熱。如果點火風量過大會導致大量熱能被帶走，增加熱能損失，增加耗油量。但是過分壓制點火風量又容易引發點火器冷卻不良或風室超溫，導致點火器澆注料超溫、脫落。點火風量在低于點火料層的所需的最低流化風量時則出現床料流化不均勻，導致床料受熱不均嚴重時會誘發低溫結焦，導致鍋爐點火失敗。如果僅僅從理論計算或現場經驗來決定點火風量的大小，難以確保風量選取的準確性，尤其是在節約點火耗油方面。為確保流化以及風道、風室的冷卻，選取的風量一般偏大，導致耗油量的增加。為準確選取鍋爐的點火風量，在每次鍋爐啟動時都進行流化試驗，其目的是為了檢查鍋爐布風裝置的均勻性和確定最低流化風量。

（三）風量—料層對應關系。當一次風量突破床料的臨界風量后，繼續增加流化風量時，床料壓降幾乎維持不變。也就是說增加流化風量后料層差壓幾乎維持不變，此時的床料已經處于流化階段，在每次的流化試驗過程中也驗證了這一點。此時的風量可以作為參考值。在初步確定了點火風量以后，根據風量的大小進行料層厚度，即料層差壓的調整。一般將點火風量穩定，將對應的點火料層調整至在6.5至7.5Kpa之間，基本上可以滿足點火風量以及點火床料在節油方面的要求。

（四）點火油壓調整。1、投煤之前。在投煤之前床料完全依靠燃油與一次風燃燒產生的高溫熱風進行加熱，從節約用油的角度講，應該盡量提高點火油壓，迅速提高床溫盡早投煤。但是，考慮到耐火材料、金屬膨脹等要求必須控制點火速度，控制床料溫溫升幅度以及防止點火風道超溫。在油槍霧化良好的情況下，一次風量壓制得較低時，風室溫度上漲迅速不加控制完全可以超過900℃。為防止超溫，主要可以采取增大流化風量或降低點火油壓這兩種方式。顯而易見采取降低點火油壓的方式比較經濟。在歷次點火過程中，將點火油壓控制在初期的1.8至2.0MPa之間，即可以保證床料的加熱速度，又能滿足點火初期的耐火材料、金屬膨脹要求。2、準備投煤。在投油過程中，點火熱風在風室內基本維持在700℃左右的溫度，但經過布風板時點火熱風所攜帶的熱量被水冷管吸收了一部分，隨著床料溫度的上漲，進入爐膛后的點火熱風與床料的溫差不斷縮小，點火熱風對床料的加熱作用逐漸下降，在床料溫度達到400℃以后床溫上漲變得十分緩慢。此時，為了節約點火用油，可以根據一次風量的大小進行適當壓制，盡快將床料溫度升至投煤溫度，但要確保一次風機的運行穩定和流化的正常。3、投煤初期。在投煤初期，較低的床料溫度不利于煤粒的迅速著火。為縮短投油時間，在開始投煤后可適當提高點火油壓可，將點火油壓提至1.7Mpa左右。一旦投入的煤粒開始燃燒后，床料將不再完全依賴點火熱風維持溫度，而開始另一階段的上漲。由于不同煤質的著火溫度不同，準確把握煤質特性，盡早投煤可以明顯縮短油槍的投用時間，可以起到節油的目的。4、投煤溫度及煤質。在循環流化床鍋爐中，煤粒的燃燒過程無外乎分為吸熱后揮發份析出并著火、破碎燃燒以及燃盡階段這三個過程。燃煤特性中揮發份的高低以及揮發份析出速度直接影響了著火速度。根據華亭礦區各個煤礦的相關試驗數據，一般煤的著火溫度在450℃左右。當床料溫度達到400至430℃時完全可以根據燃用煤種特性考慮是否進行間斷性試投煤。在長期燃用低揮發份煤種時，可以在啟爐前進行臨時調整，給啟動爐補充少量的優質煤，在鍋爐啟動穩定以后再根據生產要求進行煤種更換及調整。

（五）空氣溫度的影響。在歷次點火過程中，還發現空氣溫度對點火耗油的影響是比較明顯的。在低溫季節，鍋爐房零米或一次風機入口處的空氣溫度在5℃左右，而高溫季節上述區域溫度最高可達30℃。若按照25℃的溫差來計算，高溫季節比低溫季節由于環境溫度的差異導致點火耗油量的增加不容忽視。

三、結論

通過歷次點火的實際情況進行分析、總結可知：鍋爐啟動耗油量主要受床料、風量的選取以及啟動過程中的操作調整的影響。準確、合理的調整床料量、流化風量以及點火油壓可以明顯降低點火耗油量。