循环流化床锅炉的启动

　　【摘要】本文通过分析该炉在运行过程中的工况，总结了在冷态启炉过程中存在的问题。结合相关理论，提出了循环流化床锅炉在启动过程中应该注意的事项，为循环流化床锅炉的安全、稳定、连续和经济运行提供了相关依据。

　　【关键词】流化床；锅炉；启动

　　一、概述

　　山东华聚能源兴隆庄矿电厂4#循环流化床锅炉，型号为NG－75/3.82－M10，主要燃料为煤泥，其主要参数为蒸发量75t/h，主汽压力3.82Mpa，主汽温度450℃，给水温度150℃，汽包工作压力4.21Mpa，床温930℃，给煤量19232kg/h，燃烧所需空气量94500m3/h（20℃）。NG－75/3.82－M10型循环流化床锅炉前墙设3台原煤给料机，炉顶设3个煤泥下料口；点火方式采用床下风道点火器点火，床下风道点火器有两台。燃料特性见附表1、2。

　　下面就简单讨论一下NG－75/3.82－M10型循环流化床锅炉的启动。

　　二、问题提出及分析、对策

　　床料作为一个蓄热体，在循环流化床锅炉的点火过程中具有很重要的作用，启动前一般要将风压维持在4000Pa左右。在点火过程中，床料一般经过加热升温、快速引燃和向稳定状态过渡等几个阶段。从NG－75/3.82－M10型循环流化床锅炉的启动升温曲线可以看出，床料的加热是一个相对较长、较平稳的过程，升温的热量来自于床下热风。随着床温的升高，加热速率会越来越小，一开始床温变化率一般控制在小于4℃/min，经过2个小时左右的时间，床温会升到600℃左右，以达到投原煤温度。这一过程是将冷态床料加热至引燃物着火的一个动态加热过程。在加热初期，由于床温与通过床面的一次风温较低，热风带走的热量和辐射散热都较小，同时由于床温和风道点火器的火炬温差很大，在给定的操作条件下，初始温升率会很大，一般在4℃/min至6℃/min，但这时，可以采取适当减少一次流化风量和风道点火器出力的方法，来控制床温升速率。此时的床料只要进入微流化状态即可，从实践观察，一次流化风量控制在35000m3/h左右就能实现；而对风道点火器的出力责更易调节，通过对油枪回油量的控制就能实现。但是随着床温的上升，油枪火炬放热中用于加热床料的份额不断减少，故升温速率会不断减少。这时为了维持床温升速率，就要增大床下风道点火器的出力，即加大燃油量，同时，加大一次流化风量。在床温达到450℃左右时，床下风道点火器的出力将达到最大，这时还应考虑到点火风道耐火材料的承受能力及火焰长度问题。

　　在整个加热阶段，床层升温曲线会出现dT/dτ＞0，d2T/dτ2＜0的工况，这种工况在引燃物着火点处才会改变，此时由于反应放热急剧增加，会出现二阶导数为正值的区段。在床温到达400℃至450℃时，可以进行间断性投煤。此时，炉膛出口的氧浓度还比较大，也就是说风量是满足的；此时可不投入二次风，维持较高的床温水平以利于煤的着火。在实际操作中，启动给煤机后，将其出力调整至额定燃料量的10%左右运行5分钟，减少给煤量。在头几分钟时间里，平均床温会先下降，而后上升，而氧量一开始维持不变，随后在平均床温升高以前开始下降。掌握了入炉燃料全部燃尽所需的时间周期。从而在每次间断投煤后半期床温升高趋势中，再间断性给煤，如此反复，使平均床温迅速上升至760℃以上，这段时间大约需要半小时，。在平均床温和氧量达到良好的对应关系后，给煤机即可投入正常运行。这时根据炉膛内燃烧的稳定情况，进行风量调节。

　　而当床温继续上升时，伴随给煤量的增加，一次风量的增加，床上油枪的撤出及床下风道点火器出力的下降，床温将在总体上趋于一个稳定值，此时可适当混烧煤泥。随着给煤量的增加，当床温升高至800℃以上时，应逐渐增大一次流化风量，并适当调整二次风量，以达到入炉煤的完全燃烧和床料的正常流化。于此同时，降低风道点火器的出力，知道床温高于830℃后，关闭风道点火器。此后继续调整风、煤比，并将煤泥量加大，逐渐代替原煤，再次过程中，时刻注意床温的变化情况，适当开关原煤给料机以维持床温的变化，待床温稳定后将风压提高至正常运行的状态，以保证锅炉的正常出力。

　　在整个启动过程中，还有几个问题需要注意。首先，在启动前要了解点火用煤的特性，对于发热量高，灰份小的煤，有助于点火的成功；对于发热量低，灰分大，不但不利于点火，而且容易造成床压的迅速上升；在点火过程中，注意原煤的投用时间，提前将原煤投用，当床温达到原煤的着火点时，容易造成原煤的突然燃烧，即爆燃，此时床温会迅速升高，如果处理不当很容易造成布风床结焦，此时应迅速增加一次风量，增加床料的沸腾。最合理的原煤投用时间是当床温上升到原煤的着火点以上的时候。

　　三、结论

　　循环流化床锅炉的一大特点就是炉内有一个巨大的蓄热载体－床料，它的热惯性非常大，床温的升高、下降都具有较大的惯性。冷态启炉的时间也较煤粉炉长，一般从冷态到额定负荷，需要4到5个小时，限制循环流化床锅炉的启动时间和速度的因素主要有床层的升温速度，汽包等承压部件金属壁温的上升速度，以及炉膛和分离器耐火材料的升温速度。只有缓慢而逐步的加热才能使汽包的金属壁和炉内耐火层中不会出现过大的热应力。而且有研究表明，汽包金属壁温的上升速度最为关键，过高的升温速度是导致应力急增，影响安全性的主要原因。因此，在启动过程中，合理的控制床温的上升速度最为关键。