300MWCFB鍋爐經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)方式

高振宇,李 躍,胡惠媛

（1.京能集團(tuán)內(nèi)蒙古京泰發(fā)電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000; 2.西安建筑科技大學(xué),西安 710000;3.內(nèi)蒙古工程有限公司蒙古魯電蒙源電力,呼和浩特 010020）

0 前言

流化床鍋爐啟動(dòng)時(shí)需依靠燃油加熱一次風(fēng)將惰性床料加熱至燃煤著火溫度，以當(dāng)前主流的單爐膛1080T循環(huán)流化床鍋爐為例，常規(guī)冷態(tài)啟動(dòng)一次須耗燃油約50噸以上，耗電量5萬KWh左右。為了節(jié)約能源，必須采取行之有效的方法來降低啟動(dòng)耗油量及耗電量。

1 啟動(dòng)過程耗油及耗電分析

（1）風(fēng)量及風(fēng)溫。循環(huán)流化床鍋爐在啟動(dòng)過程中，需滿足最低流化風(fēng)量保證爐內(nèi)床料處于流化狀態(tài)（不同爐型有所差異，單爐膛1080T爐型一般為20Nm3/h左右），由于爐膛橫截面積為定值，流化風(fēng)通過爐膛的時(shí)間亦為定值，且啟動(dòng)時(shí)爐膛內(nèi)為純吸熱狀態(tài)，故風(fēng)量過大必然導(dǎo)致大量的熱量隨排煙損失掉。同時(shí)風(fēng)量過大風(fēng)機(jī)耗電量增加，因此合理控制最低流化風(fēng)量能夠降低燃油及耗電量。

（2）鍋爐加熱速度。啟動(dòng)過程實(shí)際上是爐本體合理膨脹、汽水系統(tǒng)加熱、床料加熱至燃煤著火點(diǎn)的過程。加熱速度過慢，將延長啟動(dòng)時(shí)間，造成耗油量、耗電量增加。因此合理控制升溫升壓速度，能在安全啟動(dòng)的同時(shí)節(jié)約燃油及耗電量。

（3）床料溫度。如入爐煤為高燃點(diǎn)的煤種，勢(shì)必需加熱床料至較高溫度，如此將造成投入燃油時(shí)間延長，耗油量增加。

（4）退出油槍時(shí)間選擇。油槍運(yùn)行時(shí)間與耗油量基本成正比，所以啟動(dòng)基本正常后及時(shí)退出油槍運(yùn)行能夠降低燃油耗量。

（5）啟動(dòng)床料的選擇。啟動(dòng)床料的總量以及特性（粒徑分布、成分）等直接關(guān)系到投油時(shí)長及燃油耗量；床料厚度、粒徑不合理會(huì)導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)電耗增加，因此合理選擇啟動(dòng)床料是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)啟動(dòng)的重要前提。

2 節(jié)能啟動(dòng)改進(jìn)措施

（1）在熱態(tài)下核定最低流化風(fēng)量。在整定循環(huán)流化床鍋爐的最低流化風(fēng)量時(shí)鍋爐處于冷態(tài)，但隨著投油，空氣受熱后膨脹，故實(shí)際流量要遠(yuǎn)大于實(shí)際所需最低流化風(fēng)量，大量的熱能無謂流失，我們根據(jù)蓋·呂薩克定律V1/T1=V2/T2計(jì)算及實(shí)際實(shí)驗(yàn)，我們確定了滿足鍋爐點(diǎn)火的啟動(dòng)流化風(fēng)量如圖1：

圖1 鍋爐啟動(dòng)時(shí)風(fēng)室溫度與流化風(fēng)量

在實(shí)際點(diǎn)火過程中，起始以鍋爐最低流化風(fēng)量滿足鍋爐進(jìn)入流化過程，我們以控制實(shí)際最低流化風(fēng)量為開始的調(diào)整依據(jù)，隨煙溫的上升逐漸減少風(fēng)量，同時(shí)以保證床溫溫升速率及汽水系統(tǒng)溫升速率在合理范圍內(nèi)，解決了以往風(fēng)量過大排煙溫度較高且床溫不易控制的難題。按照改進(jìn)后的措施，冷態(tài)啟動(dòng)平均節(jié)油一半以上（在其他啟動(dòng)條件相同的情況下），風(fēng)機(jī)耗電量也大幅降低。

（2）提前投入爐底加熱及暖風(fēng)器。鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)床料溫度低、進(jìn)入汽包的水溫低，鍋爐啟動(dòng)時(shí)間延長，燃油耗量也越大。因此，在確定啟動(dòng)并網(wǎng)時(shí)間后，提前于合理的時(shí)間投入爐底加熱可以低值熱源取代高值熱源為鍋爐啟動(dòng)提供部分熱量。

鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)熱量傳導(dǎo)介質(zhì)為空氣，因此進(jìn)入爐膛的空氣溫度越低，意味著將其加熱至要求溫度消耗燃油量越大，因此在吹掃前投入暖風(fēng)器系統(tǒng)可降低燃油耗量，同時(shí)起始溫度高可意味著達(dá)到要求煙氣溫度的時(shí)間較短，高溫?zé)煔庠跔t膛內(nèi)滯留時(shí)間延長，可將更多的熱量在爐膛內(nèi)散發(fā)。

（3）分階段選擇燃料。啟動(dòng)前煤斗上部分揮發(fā)分高、著火點(diǎn)低的煤種（一般選擇著火點(diǎn)為380℃的褐煤，上600噸左右），在床溫達(dá)到著火點(diǎn)即投入燃煤，后續(xù)鍋爐升溫過程的熱量主要靠燃煤提供，微量燃油只起到安全作用，待啟動(dòng)正常后，再轉(zhuǎn)換為常規(guī)燃料。

（4）控制啟動(dòng)床料粒度、床層厚度。啟動(dòng)床料的多少及物理特性嚴(yán)重影響耗油、耗電量。根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)本廠鍋爐特點(diǎn)及燃料特性，啟動(dòng)時(shí)床壓控制于5KPa，靜止的床料厚度約為600mm左右即可滿足啟動(dòng)要求，同時(shí)床料選擇盡量避免大顆粒床料，一方面顆粒度大受熱面積小，與熱空氣熱量交換效率低；另一方面因降低風(fēng)量后顆粒大易造成流化不良；三是細(xì)顆粒對(duì)于提高鍋爐溫度效果明顯。

3 收效

（1）節(jié)油量。傳統(tǒng)啟動(dòng)方式冷態(tài)啟動(dòng)耗油每次在50噸左右。優(yōu)化后耗油平均在20噸/次。

（2）節(jié)電的效果。非節(jié)流調(diào)整的風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電流基本成正比。在采用新的啟動(dòng)方式后，由于最低流化風(fēng)量（冷態(tài)）及床壓大幅降低，風(fēng)機(jī)耗電量也大幅降低（如圖2）。

圖2

啟動(dòng)風(fēng)量在20萬m3/h，一次風(fēng)機(jī)電流在75A左右，啟動(dòng)風(fēng)量降至10萬m3/h，一次風(fēng)機(jī)電流在50A左右，冷態(tài)啟動(dòng)一次鍋爐耗電量約37500KWh,比優(yōu)化前節(jié)電12500 KWh。

4 總結(jié)

經(jīng)優(yōu)化啟動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了CFB鍋爐節(jié)能、安全啟動(dòng)，經(jīng)一年多的實(shí)踐，該啟動(dòng)方式安全、快速，節(jié)能效果明顯，有推廣的價(jià)值。

[1]盧嘯風(fēng).大型循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備與運(yùn)行[M].北京:中國電力出版社,2006.