循环流化床锅炉点火技术

　　[摘要]循环流化床锅炉是新一代高效低污染的燃烧设备，具有燃料适应性广、环保性能优良等优点。等离子体点火技术可以减少锅炉点火时的用油量，实现无油点火，同时减少低负荷运行时的助燃用油量，是降低电厂成本的有效手段。循环流化床锅炉的点火方式采用等离子体点火是切实可行的，可以达到无油启动，为电厂节省了发电成本。本研究综述了循环流化床锅炉的技术特点和使用情况和应用推广的情况。

　　[关键词]循环流化床，锅炉，点火

　　作者：刘慧勇，马金星

　　中图分类号：TU85

　　目前，煤粉锅炉是我国电厂锅炉的主要形式，循环流化床是近年来国际上发

　　展起来的新一代高效的、低污染的燃烧技术。循环流化床锅炉的主要特点在于燃料及脱硫剂经多次循环，反复地进行低温燃烧和脱硫反映，炉内湍流运动剧烈，能达到低一氧化氮排放、90%的脱硫效率以及与煤粉炉相近的燃烧效率。由于种种优势所在，循环流化床锅炉在国际上得到了迅速的商业推。常规循环流化床锅炉最普遍的点火方式是用油枪点火和天然气点火。目前，200MW流化床机组调试启动期间耗油量基本在1000吨左右，正常商业运行年燃油量约为10几吨左右，30OMW机组调试耗油量更大"伴随燃油的消耗，在燃油采购、运输、存储和硬件设备等方面的费用增加，加大了电厂发电成本。因此，在流化床机组上应用等离子体点火系统将为企业带来巨大的经济效益，具有广泛前景。

　　等离子体点火技术是一项以高温等离子体作为煤粉激发热源，直接引燃煤粉，启动锅炉，并可在锅炉低负荷时实现稳定燃烧的新技术。等离子体点火技术实现了锅炉点火和助燃不用燃油的目的，同时减少了有害气体的排放，为电厂节省了发电成本，在带来经济效益的同时，也带了社会效益。循环流化床锅炉采用这一点火技术后，效果很显著，大大的缩短了油枪投入的时间，降低了点火油耗。按改进前的点火方式计算，点一次炉约需柴油12t左右，折合人民币约需8.4万元，改进点火方式后，点一次炉约需柴油6t左右，折合人民币约需4.2万元，焦炉煤气约需1.2万m3，（因焦炉煤气是公司自产，可忽略不计）。一年按点炉10次计算，可节约柴油约60t，全年节约点炉费用约42万。

　　1循环流化床锅炉点火技术概述

　　与其他种类锅炉相比，循环流化床（CFB）锅炉因为其燃料适应性广、负荷调

　　节性强以及环保性能优良而得到了越来越多的重视。因此，CFB锅炉技术在世界范围正在得到迅速的发展"我国在能源与环境的双重压力下，循环流化床锅炉在我国也得到了迅速的发展。

　　能源管理中心发电工段二工序循环流化床锅炉是济南锅炉厂设计生产型号为：YG-220/9.8-MQ的高温高压220t/h蒸汽锅炉，设计烧劣质无烟煤及掺烧20%（热值比）的高炉煤气（现已改成掺烧焦炉煤气）。锅炉采用床上加床下油枪点火方式。其中床上三只400kg/h的油枪，床下二只500kg/h的油枪，油枪雾化方式为机械雾化，使用柴油，由于燃用煤质较差，每次点炉时锅炉床温需要达到650摄氏度才好投煤。因此油枪的投入时间较长。点炉油耗较高，根据以往情况，每一次点炉的投油枪持续时间需要约8小时左右，消耗燃油约12t左右。

　　循环流化床锅炉的基本特点：低温的动力控制燃烧；高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程；高强度的热量、质量和动量传递过程。另外，循环流化床锅炉的优点：燃料适应性广，燃烧效率高；高效脱硫，氮氧化物排放低，其他污染物排放低，燃烧强度高，炉膛截面积小；给煤点少，燃料预处理系统简单，易于实现灰渣综合利用，负荷调节范围大，负荷调节快，投资和运行费用适中。

　　2循环流化床锅炉点火技术的发展概况

　　2.1原始的点火操作方法

　　锅炉设计时投油枪方式为先投床下油枪，将床温提升至一定温度之后，再投床上油枪将床温提高至投煤温度，但这种方式由于床下油枪燃烧的时间长，导致风室温度超温，烧坏风室而导致漏风，从而影响点炉的顺利进行。有这一问题之后，我们将投油枪的方式进行调换，即先投一只床上油枪，一小时后再投第二只床上油枪，隔一小时再投第三只床上油枪，待三只油枪全部投入其中，且炉床温度上涨较慢时（此过程约需4至4.5小时），再同时投床下油枪，等5只油枪同时投入约3小时左右，床温也基本能达到投煤温度，这样床下油枪的投入时间大大缩短，风室中超温问题也得到解决。

　　2.2改进后的操作方法

　　自从循环流化床锅炉掺烧焦炉煤气之后，我们改变点火思路，先将四个焦炉煤气喷嘴点着，对锅炉进行烘热约3至4小时左右，使锅炉各部位缓慢受热，一般可将炉床温度提高至300摄氏度左右，然后再同时投入两只床下油枪，这时炉床温上涨迅速，待炉床温上升趋势明显放缓时（此过程约2小时左右），再同时投入床上3只油枪，再次将炉床温会迅速提升至投煤需要的温度（此过程1.5至2小时左右），然后进行脉冲投煤。大大缩短了投油枪的时间，同时炉床温度也能提到所需的投煤温度。改进后的方法具有以下优势，因前期使用焦炉煤气缓慢燃烧，使锅炉各部分受热均匀，能延长锅炉的使用寿命；油枪的出力没有改变，但投入时间大大缩短，降低了点火油耗；床下油枪投入的时间短，同时也保护了点火风道。

　　3锅炉点火技术实施过程中可能会遇到的问题

　　锅炉床下风室采用等离子点火时，需要考虑烟气对风帽的烧损和颗粒对风帽的堵塞问题。从试验测得的出口温度看到，出口的平均温度基本在600摄氏度，在满足床下烟气温度的同时，也没有超过床下风温的限制温度，属于正常范围之内。因此，通过调节配风，在保证最低流化风量的情况下，可以避免风帽的烧损。至于风帽的堵塞问题，由于选用的等离子体燃烧器引燃煤粉加热床下流化风量，所选用的煤粉细度是很细的，可达到R90小于15%（R90表示孔径小于或等于90um的所有筛子上的筛余量百分数的总和），同时能被烟气带动的飞灰粒径也远小于lmm，而风帽小孔直径大于6mm，因此不会发生风帽的堵塞。流化床点火的瓦斯来源于料层的可燃物沉积所产生的瓦斯气体，风室内的爆燃可能性是由于空气和可燃物的良好的混合和充分的燃烧，使得低温环境的引燃过程中挥发份的析出变得十分困难。从原理上说，如果流化风量能够保证在临界流化风量之上的话，那么所产生的挥发份沿着风帽向炉膛上方聚集。最重要的防爆点首先是炉膛，其次才是风室。流化风从侧面进入水冷风室，水冷风室底部又与水平倾斜一定角度，水冷风室如有积灰，则积灰会因重力流向点火风道一侧，部分可能由于风室内存在回流区会堆积在两个点火风道之间处，则可将水冷风室放灰斗安装在此位置。对采用等离子体点火启动循环流化床锅炉过程中的风帽堵塞、风室积灰、风室防爆问题做了一定的分析。分析得到，煤粉颗粒不会造成风帽堵塞；需要在风室内和风道末端安装放灰斗，定时放灰；由于风室内可燃物较少，不会发生风室内爆燃现象。

　　4结语

　　改变点炉方式以后，把以往用锅炉油枪燃油对锅炉进行预热改变为利用锅炉炉膛中部四个焦炉煤气燃烧器点焦炉煤气来对锅炉预热，使锅炉各部位均匀受热，在锅炉汽包壁温达到一定温度后再将油枪投入，最大程度的减少点炉过程中油枪的投入时间，大大降低了点炉燃油成本，经过几次点炉的效果来看，此方法不仅可以长期应用下去，而且对于同类型的锅炉具有参考和借鉴的意义。