大型循環(huán)流化床鍋爐常用點火方式的比較

劉眾元，邢秀峰，孫 剛

（國網(wǎng)山西省電力公司山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

大型循環(huán)流化床鍋爐常用點火方式的比較

劉眾元，邢秀峰，孫 剛

（國網(wǎng)山西省電力公司山西電力科學研究院，山西 太原 030001）

針對現(xiàn)在大型循環(huán)流化床鍋爐的床上點火方式和床下點火方式進行了詳細的說明，并對這兩種點火方式從多個方面進行了比較分析，最后闡述了不同點火方式在實際運行中應注意的問題。

循環(huán)流化床鍋爐；點火方式；床上點火；床下點火

0 引言

循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適應性廣、負荷調(diào)節(jié)性強及環(huán)保性能優(yōu)良等特性在我國得到了快速發(fā)展。我國現(xiàn)有不同容量的循環(huán)流化床鍋爐3 000多臺，超過90 000MW投入商業(yè)運行。截止目前，已投運的300MW級循環(huán)流化床鍋爐機組達到40多臺，已投運與在建的300 MW等級循環(huán)流化床鍋爐機組總和則達到了110多臺。此外，世界上單機容量最大的我國600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐機組正在建設過程中。

1 現(xiàn)在大型循環(huán)流化床的主要點火方式

所謂的床上油槍點火是在布風板以上爐膛密相區(qū)布置點火油槍，通過床上油槍加熱床料來完成點火。點火時首先使床料呈流化狀態(tài)，火焰從床料上方適當位置噴入料層。料層在高溫火焰烘烤、輻射作用下，逐漸加熱升溫，最終達到投煤溫度。

床下風道燃燒器點火是在爐膛下部風室前設置點火風道，在點火風道內(nèi)設置油槍。油槍燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，通過高溫煙氣與流化用一次風混合后穿過布風板對床料進行加熱。高溫煙氣和床料強烈的氣固兩相間的傳熱，使點火燃燒器的熱量可以有效轉(zhuǎn)移給床料。

床上和床下聯(lián)合點火方式是鍋爐及布置有床上油槍，又布置有床下風道燃燒器，點火時床上和床下油槍聯(lián)合使用。

2 不同點火方式的比較

2.1 從點火耗油量方面比較

從點火耗油量方面比較，床上點火方式耗油量大，床下點火耗油量小。這是因為采用床上油槍點火時，油槍燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣開始時向下流動，然后在一次風的作用下，向上流動，形成V字形的流動軌跡。這樣產(chǎn)生的熱煙氣不能充分地和床料混合，因此加熱床料的效率不高。點火期間用油量大，點火成本較高。如果油槍向下的角度越小，混合地越差，熱量利用率越低。

采用床下油槍點火時，油槍燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣和流化用一次風混合，然后通過風室后穿過布風板，和布風板上面的床料混合。因為高溫的熱一次風完全通過床料，所以和床料的混合比較均勻，加熱效率高。與床上點火相比可以節(jié)油40%～60%。而且床下點火加熱均勻，升溫穩(wěn)定。

2.2 從點火啟動時間來比較

從點火啟動時長上比較，如果油槍出力相等時，床上點火啟動時間比較長，床下點火時間短。這是因為床上油槍產(chǎn)生的熱量很大一部分直接飄到爐膛上方而沒有用來加熱床料。而風道燃燒器點火方式效率高，大部分熱量都用來加熱床料了，這樣加熱床料就比較快。

由于風室下邊空間的限制，在大型循環(huán)流化床鍋爐下部設計許多個點火風道是不現(xiàn)實的。并且由于風道燃燒器的尺寸的限制，防止燒壞風道的澆注料，單個風道燃燒器的負荷也有一個限度。因此，同樣級別的鍋爐床上油槍的總出力通常要比床下油槍的總出力大。所以，在實際運行中，有可能采用床上油槍點火時的點火啟動時間會更短。

2.3 從點火的難易程度來比較

從點火難易程度來比較，床上油槍點火相對容易。這是因為風道燃燒器點火時，要保證床料流化，風量比較大，容易把油槍吹滅。另一方面，風道燃燒器點火時，受到風道尺寸的限制，配風不當?shù)脑?，很可能使火焰偏斜貼壁，燒毀風道燃燒器澆注料，燒壞點火風道。而床上油槍點火時，油槍點火用風一般都是二次風，它的控制相對比較簡單，只要有足夠的壓頭，不讓火焰貼壁，燃燒一般都比較好。

2.4 從系統(tǒng)的復雜程度來比較

從系統(tǒng)的復雜程度來比較，床下點火風道系統(tǒng)復雜，床上點火系統(tǒng)相對簡單。采用床下風道燃燒器點火時，需要設置專門的點火風道，點火風道需要有足夠的尺寸，風道內(nèi)部要設置澆注料。因此整個點火風道的布置比較困難。

2.5 從床溫的均勻性來比較

采用床下風道燃燒器點火時，熱一次風均勻地穿過布風板，對床料的加熱比較均勻，只要二次風均勻，床溫基本均勻。而床上油槍點火時，油槍附近床溫比較高，均勻性較差。

2.6 從安全方面比較

從點火安全性來講，床上點火相對安全。床下風道點火時床溫比較均勻，如果床料中可燃物較多時，容易發(fā)生床料爆燃事故。這是因為床料被均勻加熱，而不是局部加熱，當床料里面可燃物含量比較高時，在床料被加熱到床料里可燃物的著火溫度時，整個床料里的可燃物會迅速著火，釋放出大量熱量，熱量沒辦法被及時帶走，床溫迅速升高，就可能在點火啟動時發(fā)生結焦。而床上油槍點火時，床溫相對偏差比較大，床料中的可燃物局部燃燒，釋放熱量較少，不容易發(fā)生床料爆燃。另一方面風道燃燒器點火容易發(fā)生燒毀風道的事故，嚴重時需停爐處理。

3 針對不同點火方式運行時要注意的問題

循環(huán)流化床鍋爐，無論采用哪種點火方式，點火時點火燃燒器放出的熱量可分為三部分，即流化風帶走的熱損耗、床料向受熱面的散熱和床料升溫吸收的熱量。其中床料升溫吸收的熱量比例越高，對點火升溫越有利。而對于給定的鍋爐，床料向受熱面的散熱調(diào)節(jié)的余度較小，所以點火期間主要是調(diào)節(jié)流化風帶走的熱損耗。

對于床上點火方式，主要是在保證流化的前提下，盡力減小流化用一次風量。所投燃燒器的二次風量可以根據(jù)燃燒情況進行調(diào)整。未投的燃燒器的二次風量可適當減小，保證不返風即可。

對于床下點火方式主要是考慮流化和風道燃燒器的溫度。只要能夠流化，并且風道燃燒器不超溫，一次風量越低越好。二次風量也盡量要少。并且要注意就地觀察著火情況，觀察火焰是否偏斜，以免燒壞點火風道。

對于床上床下聯(lián)合點火時，要先投用床下油槍加熱床料。當床下油槍出力達到最大，床溫也基本平衡時，再投入床上油槍，使床溫繼續(xù)升高，直到達到投煤溫度。

4 結論

大型流化床鍋爐采用床上和床下聯(lián)合點火是比較理想的方式。將床上油槍與床下點火油槍聯(lián)合起來使用，發(fā)揮它們各自的優(yōu)點，彌補對方的不足。聯(lián)合點火方式與單獨使用床上點火、床下點火方式相比，既能降低床下油槍的實用熱功率以減少燒壞點火風道耐火層和非金屬膨脹節(jié)的風險，又能降低床上油槍的實用熱功率，防止加熱不均或油霧化質(zhì)量不好引起床料結焦，此種點火方式尤其適用于煤質(zhì)差著火困難的鍋爐。

Com parison of Common Firing Modes of Large-scale CFB Boiler

LIU Zhong-yuan，XING Xiu-feng，SUN Gang
（State Grid Shanxi Electric Power Research Institute of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

This paper illustrated the technology of firing in bed and firing under bed inmodern large scale CFB boiler，and then compared the different firingmodes inmany aspects，finally pointed out the problemsofdifferent firingmodes in actualoperation.

CFB boiler；firingmode；firing in bed；firingunderbed

TK227.7

B

1671-0320（2014）03-0066-02

2014-02-13，

2014-03-14

劉眾元（1982-），男，山西繁峙人，2008年畢業(yè)于西安交通大學動力工程及工程熱物理專業(yè)，碩士，工程師，從事電站鍋爐的相關研究；

邢秀峰（1982-），男，山西五臺人，2007年畢業(yè)于太原理工大學熱能工程專業(yè)，碩士，工程師，從事電站鍋爐的相關研究；孫 剛（1984-），男，山西忻州人，2010年畢業(yè)于華北電力大學熱能工程專業(yè)，助理工程師，從事信息安全工作。