華亭電廠CFB鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火節(jié)油分析

李紅波　肖連奎　王瑩梅

摘 要：通過(guò)對(duì)我廠的CFB鍋爐近10年的啟爐跟蹤，結(jié)合多次的試驗(yàn)調(diào)整，分析油槍點(diǎn)火過(guò)程中耗油量變化的原因，總結(jié)出相關(guān)的節(jié)油措施。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；點(diǎn)火節(jié)油；風(fēng)量與料層；操作調(diào)整

由于循環(huán)流化床鍋爐的節(jié)能環(huán)保、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，最近幾年在國(guó)內(nèi)發(fā)展極為迅猛。但是由于循環(huán)流化床鍋爐特有的返料機(jī)構(gòu)熱慣性較大，在相同容量的鍋爐中循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火耗油是比較多的，隨著礦物燃料價(jià)格的上漲，循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)的費(fèi)用也逐漸增加。從節(jié)能降耗、節(jié)約生產(chǎn)成本的角度出發(fā)控制循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)費(fèi)用的意義也越發(fā)重要。

一、我廠設(shè)備概況

（一）鍋爐概況。1、2號(hào)鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的480噸/時(shí)超高壓一次中間再熱CFB鍋爐，采用單汽包、自然循環(huán)、汽冷式旋風(fēng)分離器、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)爐架、全封閉島式布置。鍋爐型號(hào)：DG480/13.73-Ⅱ2，兩臺(tái)鍋爐分別于2006.12和2007.5投產(chǎn)。鍋爐主要由一個(gè)膜式水冷壁爐膛，兩臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器和一個(gè)由汽冷包墻包覆的尾部豎井（HRA）三部分組成。爐膛內(nèi)布置有屏式受熱面：八片屏式過(guò)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(gè)給煤口和三個(gè)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(fēng)室，水冷風(fēng)室兩側(cè)布置有一次熱風(fēng)道，進(jìn)風(fēng)形式為平行于布風(fēng)板從風(fēng)室兩側(cè)進(jìn)風(fēng)，由于空預(yù)器一、二次風(fēng)出口均在兩側(cè)，一次熱風(fēng)道布置較為簡(jiǎn)單。一次風(fēng)道內(nèi)各布置有兩臺(tái)點(diǎn)火燃燒器，燃燒器配有高能點(diǎn)火裝置。四個(gè)排渣口布置在爐膛后水冷壁下部，分別對(duì)應(yīng)四臺(tái)滾筒式冷渣器。

（二）鍋爐點(diǎn)火方式 。鍋爐點(diǎn)火采用床下點(diǎn)火，在左右一次點(diǎn)火風(fēng)道中分別布置兩只中心內(nèi)回油式機(jī)械霧化油槍，每只油槍的最大出力在1200kg/h左右，點(diǎn)火方式為高能電子點(diǎn)火器點(diǎn)火，點(diǎn)火時(shí)通過(guò)壓力將燃油霧化，霧化后的柴油顆粒與流化風(fēng)混合燃燒后形成高溫?zé)犸L(fēng)，進(jìn)行床料加熱。

二、點(diǎn)火耗油量的變化因素及控制措施

（一）點(diǎn)火床料。鍋爐在冷態(tài)啟動(dòng)前需要在爐膛內(nèi)用爐渣鋪設(shè)一定厚度的點(diǎn)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(shí)，料層越厚表明爐內(nèi)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(jié)約點(diǎn)火耗油量，減少點(diǎn)火床料量是最直接的措施。但是不能過(guò)分降低點(diǎn)火料層，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致在投煤之前床料中的細(xì)顆粒不斷被煙氣帶走而得不到補(bǔ)充，爐內(nèi)的床料越來(lái)越少，到了投煤階段由于床料少，床溫波動(dòng)幅度太大難以控制，同時(shí)過(guò)低的料層也不利于床料流化的穩(wěn)定。

（二）點(diǎn)火風(fēng)量的選擇。1、循環(huán)流化床鍋爐在點(diǎn)火期間對(duì)一次風(fēng)的要求無(wú)外乎是以下三點(diǎn)：確保點(diǎn)火床料流化正常、保證點(diǎn)火器冷卻正常以及節(jié)約點(diǎn)火耗油量。在點(diǎn)火投油階段，是靠燃燒柴油形成的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行床料初步加熱。如果點(diǎn)火風(fēng)量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致大量熱能被帶走，增加熱能損失，增加耗油量。但是過(guò)分壓制點(diǎn)火風(fēng)量又容易引發(fā)點(diǎn)火器冷卻不良或風(fēng)室超溫，導(dǎo)致點(diǎn)火器澆注料超溫、脫落。點(diǎn)火風(fēng)量在低于點(diǎn)火料層的所需的最低流化風(fēng)量時(shí)則出現(xiàn)床料流化不均勻，導(dǎo)致床料受熱不均嚴(yán)重時(shí)會(huì)誘發(fā)低溫結(jié)焦，導(dǎo)致鍋爐點(diǎn)火失敗。如果僅僅從理論計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定點(diǎn)火風(fēng)量的大小，難以確保風(fēng)量選取的準(zhǔn)確性，尤其是在節(jié)約點(diǎn)火耗油方面。為確保流化以及風(fēng)道、風(fēng)室的冷卻，選取的風(fēng)量一般偏大，導(dǎo)致耗油量的增加。為準(zhǔn)確選取鍋爐的點(diǎn)火風(fēng)量，在每次鍋爐啟動(dòng)時(shí)都進(jìn)行流化試驗(yàn)，其目的是為了檢查鍋爐布風(fēng)裝置的均勻性和確定最低流化風(fēng)量。

（三）風(fēng)量—料層對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)一次風(fēng)量突破床料的臨界風(fēng)量后，繼續(xù)增加流化風(fēng)量時(shí)，床料壓降幾乎維持不變。也就是說(shuō)增加流化風(fēng)量后料層差壓幾乎維持不變，此時(shí)的床料已經(jīng)處于流化階段，在每次的流化試驗(yàn)過(guò)程中也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。此時(shí)的風(fēng)量可以作為參考值。在初步確定了點(diǎn)火風(fēng)量以后，根據(jù)風(fēng)量的大小進(jìn)行料層厚度，即料層差壓的調(diào)整。一般將點(diǎn)火風(fēng)量穩(wěn)定，將對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火料層調(diào)整至在6.5至7.5Kpa之間，基本上可以滿足點(diǎn)火風(fēng)量以及點(diǎn)火床料在節(jié)油方面的要求。

（四）點(diǎn)火油壓調(diào)整。1、投煤之前。在投煤之前床料完全依靠燃油與一次風(fēng)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行加熱，從節(jié)約用油的角度講，應(yīng)該盡量提高點(diǎn)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(diǎn)火速度，控制床料溫溫升幅度以及防止點(diǎn)火風(fēng)道超溫。在油槍霧化良好的情況下，一次風(fēng)量壓制得較低時(shí)，風(fēng)室溫度上漲迅速不加控制完全可以超過(guò)900℃。為防止超溫，主要可以采取增大流化風(fēng)量或降低點(diǎn)火油壓這兩種方式。顯而易見采取降低點(diǎn)火油壓的方式比較經(jīng)濟(jì)。在歷次點(diǎn)火過(guò)程中，將點(diǎn)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(diǎn)火初期的耐火材料、金屬膨脹要求。2、準(zhǔn)備投煤。在投油過(guò)程中，點(diǎn)火熱風(fēng)在風(fēng)室內(nèi)基本維持在700℃左右的溫度，但經(jīng)過(guò)布風(fēng)板時(shí)點(diǎn)火熱風(fēng)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(jìn)入爐膛后的點(diǎn)火熱風(fēng)與床料的溫差不斷縮小，點(diǎn)火熱風(fēng)對(duì)床料的加熱作用逐漸下降，在床料溫度達(dá)到400℃以后床溫上漲變得十分緩慢。此時(shí)，為了節(jié)約點(diǎn)火用油，可以根據(jù)一次風(fēng)量的大小進(jìn)行適當(dāng)壓制，盡快將床料溫度升至投煤溫度，但要確保一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)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(shí)間，在開始投煤后可適當(dāng)提高點(diǎn)火油壓可，將點(diǎn)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(diǎn)火熱風(fēng)維持溫度，而開始另一階段的上漲。由于不同煤質(zhì)的著火溫度不同，準(zhǔn)確把握煤質(zhì)特性，盡早投煤可以明顯縮短油槍的投用時(shí)間，可以起到節(jié)油的目的。4、投煤溫度及煤質(zhì)。在循環(huán)流化床鍋爐中，煤粒的燃燒過(guò)程無(wú)外乎分為吸熱后揮發(fā)份析出并著火、破碎燃燒以及燃盡階段這三個(gè)過(guò)程。燃煤特性中揮發(fā)份的高低以及揮發(fā)份析出速度直接影響了著火速度。根據(jù)華亭礦區(qū)各個(gè)煤礦的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，一般煤的著火溫度在450℃左右。當(dāng)床料溫度達(dá)到400至430℃時(shí)完全可以根據(jù)燃用煤種特性考慮是否進(jìn)行間斷性試投煤。在長(zhǎng)期燃用低揮發(fā)份煤種時(shí)，可以在啟爐前進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整，給啟動(dòng)爐補(bǔ)充少量的優(yōu)質(zhì)煤，在鍋爐啟動(dòng)穩(wěn)定以后再根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行煤種更換及調(diào)整。

（五）空氣溫度的影響。在歷次點(diǎn)火過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)空氣溫度對(duì)點(diǎn)火耗油的影響是比較明顯的。在低溫季節(jié)，鍋爐房零米或一次風(fēng)機(jī)入口處的空氣溫度在5℃左右，而高溫季節(jié)上述區(qū)域溫度最高可達(dá)30℃。若按照25℃的溫差來(lái)計(jì)算，高溫季節(jié)比低溫季節(jié)由于環(huán)境溫度的差異導(dǎo)致點(diǎn)火耗油量的增加不容忽視。

三、結(jié)論

通過(guò)歷次點(diǎn)火的實(shí)際情況進(jìn)行分析、總結(jié)可知：鍋爐啟動(dòng)耗油量主要受床料、風(fēng)量的選取以及啟動(dòng)過(guò)程中的操作調(diào)整的影響。準(zhǔn)確、合理的調(diào)整床料量、流化風(fēng)量以及點(diǎn)火油壓可以明顯降低點(diǎn)火耗油量。