楊廣秀

摘 要：循環(huán)流化床鍋爐的壓火和熱態(tài)啟動(dòng)操作常用于計(jì)劃短時(shí)間搶修和鍋爐運(yùn)行中突發(fā)生故障且在短時(shí)間能恢復(fù)的情況下，可對(duì)鍋爐進(jìn)行壓火熱備用，在故障消除后進(jìn)行熱態(tài)啟動(dòng)，可直接投煤升溫、升壓使鍋爐在短時(shí)間恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)的一種備用與啟動(dòng)方式。該文以神華準(zhǔn)能矸石發(fā)電公司DG—480/13.73—Ⅱ11超高壓參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐為例，介紹了壓火與熱態(tài)啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)停爐不停機(jī)避免發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)解列的操作方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐 壓火 熱態(tài)啟動(dòng)

中圖分類號(hào)：TK229.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（c）-0066-02

循環(huán)流化床鍋爐是一種先進(jìn)的燃燒技術(shù)，與煤粉爐的主要區(qū)別是燃燒處于流化狀態(tài)下，在燃燒過(guò)程中能夠有效抑制NOX和SO2的產(chǎn)生和排放，其具有燃燒效率高、燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、幅度大和實(shí)現(xiàn)停爐不停機(jī)等突出優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，正不斷向大容量機(jī)組發(fā)展；但是隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大使得發(fā)電機(jī)組的非停對(duì)電網(wǎng)的沖擊、發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益影響非常大，因此壓火與熱態(tài)啟動(dòng)在循環(huán)流化床鍋爐事故處理和短時(shí)搶修中成為一種最常用的停爐不停機(jī)熱備用方式與啟動(dòng)方式。

1 鍋爐系統(tǒng)概況

DG—480/13.73—Ⅱ11超高壓參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐主要由一個(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三部分組成，其中尾部豎井內(nèi)布置雙煙氣調(diào)節(jié)擋板；高壓流化風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)各配置兩臺(tái)；爐膛內(nèi)布置有屏式過(guò)熱器管屏、屏式再熱器管屏和一片水冷分隔墻；爐膛底部布置有兩臺(tái)床下啟動(dòng)燃燒器，鍋爐啟動(dòng)采用床下啟動(dòng)方式；在鍋爐前墻水冷壁下部收縮段沿寬度方向均勻布置六個(gè)給煤口；鍋爐給水配有主給水電動(dòng)門和旁路給水電動(dòng)調(diào)整門；過(guò)熱器系統(tǒng)有兩級(jí)噴水減溫器，減溫水從給水泵出口接出；再熱系統(tǒng)有兩級(jí)減溫器，減溫水從給水泵中間抽頭接出[1]。

2 壓火

壓火是指循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，因計(jì)劃?rùn)z修、重要輔助設(shè)備突然發(fā)生故障或其它故障需要暫時(shí)停止鍋爐運(yùn)行的一種操作，即停止鍋爐所有的給煤機(jī)及風(fēng)機(jī)，利用爐膛內(nèi)高溫流態(tài)化的物料（床料）回落到布風(fēng)板上呈靜止?fàn)顟B(tài)，向鍋爐受熱面緩慢放出熱量，產(chǎn)生一定的蒸汽量，維持汽輪機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)以3 000 r/min運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)不解列（即實(shí)現(xiàn)停爐不停機(jī)）。

2.1 壓火前的準(zhǔn)備工作

（1）壓火前應(yīng)通知運(yùn)行和檢修相關(guān)人員，做好壓火準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備好壓火操作票、操作工具、通訊工具和相關(guān)操作人員并做好事故預(yù)想。

（2）按照規(guī)程規(guī)定，對(duì)鍋爐進(jìn)行一次全面吹灰。吹灰的目的是保持受熱面清潔，避免鍋爐在長(zhǎng)時(shí)間壓火狀態(tài)時(shí)，如果煙道內(nèi)大量積存的飛灰可燃物和可燃物氣體等發(fā)生二次燃燒，損壞設(shè)備。對(duì)事故放水門、對(duì)空排汽門做可靠性試驗(yàn)，如有缺陷及時(shí)消除，使其處于良好狀態(tài)，避免鍋爐發(fā)生滿水和超壓事故。

（3）提前停止冷渣器排渣，在壓火前應(yīng)盡量保持較高床壓運(yùn)行，一般控制在7～8kPa，其目的是通過(guò)保持較高床壓使得爐膛內(nèi)儲(chǔ)存了大量熱量，為保持較高的床溫延長(zhǎng)壓火時(shí)間，提高熱態(tài)啟動(dòng)投煤著火的可靠性。

（4）在不發(fā)生高溫結(jié)焦的前提下，壓火之前應(yīng)加大給煤量，使?fàn)t膛密相區(qū)平均床溫維持在較高溫度，一般控制在900～950℃。因?yàn)殄仩t熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)一次風(fēng)量增加至臨界流化風(fēng)量過(guò)程中，床溫下降較快（床溫變化率為25～35℃/s），床溫會(huì)降低120～220℃，因此壓火前保持鍋爐較高的床溫對(duì)熱態(tài)啟動(dòng)投煤能否著火是非常關(guān)鍵的。

（5）在條件允許的情況下應(yīng)該將發(fā)熱量高的燃煤儲(chǔ)存在煤倉(cāng)內(nèi)，以便為熱態(tài)啟動(dòng)投煤著火提供有利條件。

（6）檢查風(fēng)機(jī)大聯(lián)鎖投入正常。

2.2 壓火的操作步驟

（1）當(dāng)接到值長(zhǎng)鍋爐壓火命令后，應(yīng)首先停止給煤機(jī)。

（2）停止給煤機(jī)后迅速關(guān)閉鍋爐過(guò)熱器和再熱器減溫水電動(dòng)門和調(diào)整門，必要時(shí)關(guān)閉手動(dòng)門。其原因是：一是給煤機(jī)停止后，爐膛內(nèi)溫度下降速率較快，如果不及時(shí)關(guān)閉減溫水，主再熱汽溫下降過(guò)快，可能導(dǎo)致汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊事故；二是主再熱汽溫過(guò)低，使得鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)鍋爐側(cè)蒸汽參數(shù)與汽輪機(jī)汽缸金屬溫度不匹配，引起汽輪機(jī)差脹、軸向位移和振動(dòng)等參數(shù)與正常參數(shù)偏離過(guò)大，延誤發(fā)電機(jī)組漲負(fù)荷，甚至造成汽輪機(jī)打閘停機(jī)。

（3）停止給煤機(jī)后在保證過(guò)熱器和再熱器安全門不動(dòng)作的前提下，手動(dòng)控制汽輪機(jī)快速降負(fù)荷至3～5 MW。

（4）繼續(xù)保持高壓流化風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐煙氣含氧量及鍋爐床溫的變化情況。待煙氣含氧量上升至正常運(yùn)行值（2.5%～3.5%）的兩倍及以上，并且床溫開(kāi)始下降時(shí)，應(yīng)立即停止高壓流化風(fēng)機(jī)保護(hù)聯(lián)鎖停止引風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)后，迅速關(guān)閉鍋爐所有風(fēng)門和煙氣擋板，使其鍋爐處于密閉狀態(tài)，減少鍋爐的熱量損失。

2.3 壓火的注意事項(xiàng)

（1）鍋爐壓火過(guò)程中在值長(zhǎng)的指揮各專業(yè)人員要緊密配合，做到有條不紊。

（2）嚴(yán)密監(jiān)視鍋爐煙氣含氧量及鍋爐床溫的變化情況。給煤機(jī)停止以后，一定要等到煙氣含氧量迅速上升并且鍋爐床溫有明顯的下降趨勢(shì)才能停止風(fēng)機(jī)。其目的是使進(jìn)入爐膛內(nèi)燃料中的揮發(fā)份基本析出完畢，防止鍋爐在壓火期間發(fā)生燃燒造成高溫結(jié)焦和熱態(tài)再啟動(dòng)時(shí)發(fā)生爆燃的可能。

（3）鍋爐壓火后應(yīng)保持汽溫、汽壓在允許范圍內(nèi)，根據(jù)蒸汽參數(shù)適當(dāng)開(kāi)啟對(duì)空排汽門調(diào)整蒸汽壓力、溫度，防止超溫、超壓。

（4）嚴(yán)格監(jiān)視汽包水位，控制汽包水位在±76 mm ，防止鍋爐發(fā)生缺水和滿水。

（5）嚴(yán)格監(jiān)視鍋爐金屬受熱面壁溫在規(guī)定范圍內(nèi)，防止超溫。對(duì)于汽冷式旋風(fēng)分離器受熱面壁溫升高到420℃以上，此時(shí)旋風(fēng)分離器上集箱對(duì)空排汽閥應(yīng)該自動(dòng)打開(kāi)，打不開(kāi)則手動(dòng)打開(kāi)或迅速開(kāi)啟屏再出口對(duì)空排汽門的方法來(lái)加強(qiáng)冷卻壁溫。

3 熱態(tài)啟動(dòng)

循環(huán)流化床鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)是指循環(huán)流化床鍋爐在壓火停爐后，再次啟動(dòng)時(shí)利用一次風(fēng)將爐膛內(nèi)高溫的床料流化后，床料的平均溫度仍然在燃煤的著火溫度以上，使鍋爐啟動(dòng)投煤著火，不需要投入啟動(dòng)燃燒器預(yù)加熱床料即可進(jìn)行投煤升溫、升壓的啟動(dòng)方式。

3.1 熱態(tài)啟動(dòng)前的檢查和準(zhǔn)備工作

（1）檢查給煤機(jī)啟動(dòng)正常，必要時(shí)解除給煤機(jī)密封風(fēng)壓低和床溫低禁止啟動(dòng)給煤機(jī)保護(hù)。

（2）做好入爐煤分析，以便掌握好給煤特性。

（3）鍋爐本體及各風(fēng)機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的檢查，確保風(fēng)機(jī)能正常啟動(dòng)。

（4）燃油系統(tǒng)進(jìn)行打油循環(huán)，油槍點(diǎn)火系統(tǒng)正常，油系統(tǒng)各閥門置于點(diǎn)火備用狀態(tài)。

（5）通知相關(guān)運(yùn)行人員和檢修人員做好鍋爐啟動(dòng)準(zhǔn)備工作。

3.2 熱態(tài)啟動(dòng)操作步驟

（1）風(fēng)機(jī)啟動(dòng)順序：一臺(tái)高壓流化風(fēng)機(jī)→兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)→兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)→兩臺(tái)一次風(fēng)機(jī)。

（2）調(diào)整煙氣擋板開(kāi)度，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后在汽輪機(jī)一二級(jí)旁路投入前應(yīng)該將再熱器煙氣擋板關(guān)小，過(guò)熱器煙氣擋板保持全開(kāi)狀態(tài)，防止再熱器壁溫超溫。

（3）啟動(dòng)六臺(tái)給煤機(jī)，為了便于及時(shí)給煤應(yīng)將中間四臺(tái)給煤機(jī)置于手動(dòng)同時(shí)給煤狀態(tài)。

（4）調(diào)整引風(fēng)量和送風(fēng)量，將引風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制投入自動(dòng)控制狀態(tài)，維持爐膛壓力在負(fù)壓狀態(tài)；手動(dòng)增大一次風(fēng)量使得床料處于流化狀態(tài)，其目的是減少爐膛密相區(qū)熱量損失。

（5）根據(jù)燃燒情況調(diào)整一二次風(fēng)量。

（6）及時(shí)調(diào)整汽包水位、主再熱蒸汽在允許范圍內(nèi)，盡量保持汽包水位在0位以下。

3.3 熱態(tài)啟動(dòng)注意事項(xiàng)

（1）每臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至最低轉(zhuǎn)速（變頻器調(diào)速）同時(shí)將風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)度關(guān)小，保持風(fēng)機(jī)最小出力運(yùn)行，以最大限度地減少爐膛內(nèi)熱量的損失；待所有風(fēng)機(jī)啟動(dòng)正常后，開(kāi)始調(diào)整一次風(fēng)量至臨界流化風(fēng)量，此時(shí)要加大給煤機(jī)出力約30 t/h左右煤量，給煤1 min后嚴(yán)密觀察氧量變化情況，如果氧量下降較快同時(shí)床溫開(kāi)始緩慢上升就可以判斷熱態(tài)啟動(dòng)成功，然后根據(jù)床溫變化適當(dāng)?shù)脑黾咏o煤量；如果投煤后發(fā)現(xiàn)氧量沒(méi)有下降趨勢(shì)，并且床溫下降沒(méi)有回升的跡象，此時(shí)應(yīng)果斷停止給煤，投入油槍助燃，待床溫回升至燃煤著火點(diǎn)溫度再及時(shí)投入給煤。

（2）在投煤著火后，盡量不要再次加大一二次風(fēng)量，防止?fàn)t膛溫度大幅度下降，只有在爐膛內(nèi)燃燒穩(wěn)定，床溫穩(wěn)定上升到700℃以上時(shí)，才能增加一二次風(fēng)量。嚴(yán)格控制床溫變化率不超過(guò)40℃/min，如有超過(guò)趨勢(shì)應(yīng)立即減小給煤量加大一次風(fēng)量，避免床溫上升較快造成爆燃。

（3）在揚(yáng)火和投煤時(shí)要嚴(yán)密監(jiān)視汽包水位，防止發(fā)生缺水和滿水事故。在揚(yáng)火之前要將鍋爐給水系統(tǒng)切換至旁路給水位置，用旁路調(diào)整門控制汽包水位，將給水泵出口壓力增大，高于汽包壓力5 MPa左右，以便提高減溫水壓力，防止屛式受熱面和主再熱蒸汽超溫。

（4）根據(jù)主再熱蒸汽溫度和壓力，及時(shí)調(diào)整汽輪機(jī)一二級(jí)旁路開(kāi)度、過(guò)熱器和再熱器煙氣擋板開(kāi)度，防止超溫、超壓。

（5）熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該根據(jù)爐膛密相區(qū)平均床溫水平[2]來(lái)確定操作步驟：當(dāng)床溫大于700℃時(shí)，待所有風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后可直接將一次風(fēng)量增加至臨界流化風(fēng)量進(jìn)行投煤操作；當(dāng)床溫在700～600℃時(shí)，為了熱態(tài)啟動(dòng)成功應(yīng)該在一次風(fēng)量增加至臨界流化風(fēng)量之前，先啟動(dòng)給煤機(jī)向爐膛密相區(qū)進(jìn)行預(yù)投煤，然后進(jìn)行風(fēng)量操作；當(dāng)床溫小于600℃時(shí)，除了進(jìn)行預(yù)投煤以外還應(yīng)投入油搶助燃，否則因床溫低造成熱態(tài)啟動(dòng)不成功。

4 結(jié)語(yǔ)

壓火與熱態(tài)啟動(dòng)為循環(huán)流化床鍋爐事故處理和短時(shí)搶修提供了有利條件，從而增加了發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，被人們廣泛使用，但是在實(shí)際操作中因設(shè)備缺陷、操作人員經(jīng)驗(yàn)不足等原因，造成爐膛壓力波動(dòng)大、床溫、汽包水位和汽溫大幅度變化，導(dǎo)致?tīng)t墻耐磨耐火材料裂紋脫落、金屬受熱面超溫爆管、鍋爐缺水滿水、汽輪機(jī)脹差大跳機(jī)等事故。因此操作人員要認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，不斷積累工作經(jīng)驗(yàn)，利用模擬仿真機(jī)演練，努力提高操作準(zhǔn)確度，確保循環(huán)流化鍋爐安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

參考文獻(xiàn)

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[2] 路春美，程世慶，韓奎華.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008 .