楊 偉，楊 洪，李開楚，周華斌

（云南中寮礦業(yè)鉀鹽有限公司 昆明 650228）

循環(huán)流化床鍋爐點火及其穩(wěn)定運行的探索

楊 偉，楊 洪，李開楚，周華斌

（云南中寮礦業(yè)鉀鹽有限公司 昆明 650228）

對一臺老撾境內(nèi)使用的循環(huán)流化床鍋爐存在的問題進行分析，通過改造相關(guān)設(shè)備冷態(tài)流化試驗分析和熱態(tài)運行實踐，解決了循環(huán)流化床鍋爐啟動點火的問題，提出了調(diào)節(jié)穩(wěn)定床溫的手段和控制參數(shù)。

循環(huán)流化床鍋爐；無煙煤；點火

我公司在老撾使用的循環(huán)流化床鍋爐型號為 DHX35-1.25-M，額定蒸發(fā)量35 t／h、額定壓力1.25MPa，點火方式采用輕柴油單油槍加熱床溫，溫度達到煤著火點后投用無煙煤，燃煤為老撾產(chǎn)無煙煤。2010年 12月投產(chǎn)試運行，在試運行及初期運行過程中，出現(xiàn)點火燃燒器內(nèi)滴油、超溫、燃燒不穩(wěn)定、甚至熄火等問題，點火后加熱床溫難于達到無煙煤的燃點溫度，使得鍋爐點火至投煤階段時間過長甚至無法投煤。一次風機裕量明顯不足，鍋爐床溫難于調(diào)節(jié)控制，導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，稍微有晃電發(fā)生，一次風機就跳閘。煤的灰份含量高，返料灰須大量外排才能穩(wěn)定床溫。

通過對鍋爐點火和運行相關(guān)參數(shù)的調(diào)整及鍋爐冷態(tài)流化數(shù)據(jù)分析，提高了點火成功率，逐步摸索出該循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運行的控制參數(shù)。

1 鍋爐燃煤

循環(huán)流化床鍋爐使用燃煤為老撾萬榮縣煤礦所產(chǎn)的無煙煤。發(fā)熱值約為15 645 kJ／kg，干燥基灰份45%，著火溫度在600℃以上，屬于很特殊的低熱值、高灰份無煙煤。鍋爐燃煤設(shè)計值和實際進廠煤質(zhì)出入太大，使用此種煤，必然造成鍋爐點火困難，返料灰量大，對爐內(nèi)燃燒工況有較大影響。表1為鍋爐燃煤設(shè)計值和實際燃煤分析數(shù)值。

表1 鍋爐燃煤主要指標Tab.1 M ain indicators of coal-fired boilers

2 點火存在的問題及解決方法

在鍋爐投用初期，鍋爐點火后床溫難于達到煤的燃點，只能達到460℃，造成無法投煤點火。之后，將油泵更換為油壓更高的燃油泵，但即使油壓達到2.0MPa以上，鍋爐床料溫度仍難以達到該煤的著火溫度（600℃）。曾經(jīng)采用過從料層上部爐膛人孔投入木碳來提高床溫的方法，鍋爐點火后點火筒內(nèi)溫度很短時間就升至1000℃以上。鍋爐在點火過程中頻繁發(fā)生點火筒滴油，筒內(nèi)燃油燃燒不穩(wěn)導(dǎo)致熄火或超溫現(xiàn)象，甚至發(fā)生過點火筒和爐床風帽燒毀的事故。造成點火期間人員勞動強度大，點火成功率低。

經(jīng)分析，引起以上現(xiàn)象的因素主要為以下幾點：

1）燃油泵油壓偏低，單支燃油點火時燃燒器容量偏小，導(dǎo)致高溫的熱煙氣量不夠，致使料層升不到所需溫度。

2）設(shè)備管路不干凈，使燃油中夾帶有異物顆粒。當燃油進入點火油槍噴油嘴時，異物將油嘴孔堵塞，從而使油槍噴出的燃油量下降、霧化不全、線路偏斜，導(dǎo)致進入點火筒內(nèi)霧化不良的柴油沉積于點火筒內(nèi)燃燒，從而發(fā)生點火筒滴油或點火筒超溫現(xiàn)象。

3）過早開啟風室內(nèi)左右一次風。一次風與高溫熱煙氣得不到有效混合，使得高溫熱煙氣被擠壓在中部進入爐床風帽，導(dǎo)致風帽過熱燒損。

4）燃油點火器點火風和冷卻風配比不當，造成點火器筒內(nèi)燃燒不穩(wěn)或者超溫。

采用以下措施解決上述問題。

1）將型號為 WBZ125、壓力 1.25MPa的點火齒輪油泵更換成型號2CY1.08、流量1.08 m3／h、壓力 2.5MPa的齒輪油泵。

2）對儲油箱進行徹底清洗，將內(nèi)部雜物清理干凈。增設(shè)油泵出口藍式過濾器，對油泵進油口過濾網(wǎng)進行清洗，以防雜物堵塞油管路及油槍影響油壓不穩(wěn)定。

3）鍋爐點火前一般在布風板上均勻鋪上400～450 mm厚、粒度為 0～5 mm的爐渣（床料）。點火時，待燃油點 著后將油壓控制在1.2MPa左右。此時對點火風及點火筒冷卻風門進行調(diào)節(jié)控制，使點火筒內(nèi)火焰燃燒穩(wěn)定，溫度不超過1000℃。根據(jù)床溫上升情況，每隔0.5 h將點火油壓上調(diào) 0.2～0.3MPa。點火0.5 h后，打開羅茨風機放空閥并啟動羅茨風機，對返料器進氣閥進行調(diào)整。根據(jù)爐溫上升狀況，不斷對返料器進風壓力進行調(diào)整。控制點火器出口熱風溫度不超過850℃，待床溫上升至 550～570℃時，全開油槍閥門，快速提升床溫到600℃左右，啟動鍋爐給煤裝置進行間斷給煤。當床溫升到 800℃左右，可向鍋爐進行連續(xù)給煤，此時，可逐步降低點火油壓，直至最終拆除點火油槍，緩慢開啟一次風門。

經(jīng)過以上整改和完善措施后，鍋爐多次點火床溫都能達到無煙煤投煤溫度 600℃。為了節(jié)約鍋爐點火的燃油消耗和縮短點火時間，在床溫升至450℃時從給煤機間斷給入煙煤，并在爐溫升至 650℃左右時切換成無煙煤從給煤機間斷給入。采用少量煙煤進行點火助燃，爐床溫升較平穩(wěn)，易達到無煙煤的燃點溫度，所用的柴油點火消耗量每次也減少了近700L左右。

3 一次風機裕量不足的解決方法

一次風機原型號9-26N08D，流量28 576 m3／h，全壓 13748Pa，功率200kW。在運行中反映出鍋爐負荷難以調(diào)節(jié)，鍋爐進入正常燃燒狀況后一次風機轉(zhuǎn)速開度需調(diào)到 90%-97%范圍，風機裕量嚴重不足，導(dǎo)致鍋爐燃燒調(diào)整困難，結(jié)焦現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，稍微有晃電發(fā)生，一次風機就跳閘。

針對以上情況，經(jīng)過分析、計算，更改新的一次風機型號為：9-26N08.7D，流量30 000 m3／h，全壓17 000Pa，功率250kW。改造后一次風機轉(zhuǎn)速開度只需開到 85%左右即可滿足鍋爐燃燒調(diào)整的要求，鍋爐燃燒平穩(wěn)，抵抗晃電跳閘的能力明顯提高。新一次風機比舊一次風機在同一煤層厚度下流化臨界點的轉(zhuǎn)速要低5%～10%。

4 循環(huán)流化床鍋爐燃燒調(diào)整的探索

循環(huán)流化床鍋爐運行中保持床料良好流化狀態(tài)，是鍋爐燃燒的必備條件，其流化狀況的好壞，將直接影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。最佳的料層流化狀況，與料層厚度，一次風量大小，床層差壓等有密切的聯(lián)系。

4.1 冷態(tài)流化數(shù)據(jù)分析

主要分析較有代表性的一次風左右風全開，點火風全關(guān)臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差、風量的關(guān)系，而點火風門全開、一次風左右風全關(guān)狀態(tài)下由于流量超過流量表量程，無法確定流量數(shù)值，并且點火風只是在點火階段使用，所以點火風門全開下的流化狀況在此不作分析。

4.1.1 臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差關(guān)系

臨界流化狀況下料層厚度與床層壓差關(guān)系見圖1。通過圖 1明顯可看出在臨界流化狀況點，隨著料層厚度的增加，床層壓差值逐步增大。在同一料層厚度下配用新一次風機比舊一次風機的壓差略高。

4.1.2 臨界流化狀況下料層變化與風量關(guān)系

臨界流化狀況下料層變化與風量關(guān)系見圖2。從圖2看出，不同料層厚度（400～600mm）其臨界流化的風量基本一樣。

圖1 料層變化與床層壓差的關(guān)系Fig.1 The relationship between changes in the material layer and pressure of bed lam inated layer

4.1.3 不同料層厚度下差壓與轉(zhuǎn)速百分比變化關(guān)系

圖3是在臨界流化點及以上工況時床層壓差與風機開度的關(guān)系。在相同料層厚度下，床層壓差隨一次風機開度的變化基本為上升的線性關(guān)系。料層越厚，差壓越大。

圖2 料層變化與風量關(guān)系Fig.2 The relationship between changes in thematerial layer and the amount of w ind

圖3 風機開度與床層壓差的關(guān)系Fig.3 The relationship between fan opening degree and pressure of bed lam inated layer

在循環(huán)流化床鍋爐的實際運行中，床料厚度是一個變化的數(shù)值，只能間接從料層壓差來進行判斷控制，而差壓不只是同煤層厚度有直接變化關(guān)系，還同一次風機風量大小有關(guān)。根據(jù)相關(guān)文獻資料報道，循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)臨界流化風量與運行風量二者基本相當時才能保證熱態(tài)運行時床料良好流化。根據(jù)圖2得到的結(jié)論，在不同料層厚度下，其臨界流化的風量基本一致，可用在鍋爐冷態(tài)下確定的臨界風量作為熱態(tài)最小流化風量來控制鍋爐燃燒。在控制最小流化風量的前提下，用放渣的手段控制床層差壓在一定范圍內(nèi)，用二次風機控制鍋爐尾部過?？諝庀禂?shù)在合理數(shù)值范圍內(nèi)，鍋爐的穩(wěn)定燃燒就能得到根本的保障。

4.2 熱態(tài)調(diào)整

由于老撾無煙煤灰分大，燃點高的特點，熱態(tài)運行過程中一般控制風量始終大于最小流化風量，料層差壓在6～7kPa左右，料層溫度850～900℃，返料溫度 800～900℃。運行中當床溫上升時，采取首先減少給煤量（必要時停止給煤），加大一次風量，同時調(diào)節(jié)加大返料量，迅速把床溫調(diào)整至正常床溫，當床溫恢復(fù)正常時，再恢復(fù)鍋爐正常運行時的調(diào)整方式。如果床溫迅速下降，返料溫度上升，可能是返料突然增大，一次風量沒有及時調(diào)整跟上調(diào)整的因素，此時，應(yīng)立即停止給煤，迅速調(diào)節(jié)加大一次風量，待床溫穩(wěn)定后，逐步加煤調(diào)整一次風量使床溫恢復(fù)正常。如果床溫迅速下降，返料溫度持續(xù)下降，鍋爐本體測點溫度均持續(xù)下降時，應(yīng)采取加大給煤量，適當減少一次風量，同時放掉部分循環(huán)返料灰，保證床溫迅速上升恢復(fù)正常。

5 結(jié)語

1）無煙煤由于燃點高，要求點火配套設(shè)施完備，有條件時可使用少量燃點低一點的煙煤或其它煤種先投入，待提高床溫達無煙煤燃點后再投用無煙煤，可起到縮短點火時間和節(jié)約燃油的目的。

2）實際運行中要特別注意控制一次風量高于冷態(tài)流化試驗確定的最小流化風量，這樣才能保證鍋爐床料的熱態(tài)流化良好。

3）通過一次風機的改造，鍋爐進入正常運行狀況后，一次風機轉(zhuǎn)速開度只需開到 85%左右即可滿足鍋爐燃燒調(diào)整的要求，負荷變化時一次風裕量充足，抵抗晃電跳閘的能力明顯提高。在床溫急變時根據(jù)不同情況及時調(diào)整給煤量，一、二次風量，反料灰量，床層差壓控制在合理范圍。

［1］ 楊建華，屈衛(wèi)東，李建剛.循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)臨界流化風量與運行風量.［J］鍋爐制造，2000（4）：5 -8.

Explore the Circu lating Fluidized Bed Boiler Ignition and Stable Operation

YANG Wei，YANG Hong，LIKai-chu，ZHOU Hua-bin

（Yunnan Zhongliao Potash Mines Ltd.Kunming 650228，China）

The problems existing in a circulating fluidized bed boiler used in Laos were analyzed，through the transformation of related equipments，thermal adjustmentmeasures，the problems of the highlighted，high-ash anthracite in this boiler during start ignition and run-time were solved and a stable bed temperaturemeans and control parameterswere proposed.

circulating fluidized bed boiler；anthracite；ignition；combustion tune

TK229.6

A

1004-275X（2015）02-0060-04

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.02.016

收稿：2015-01-29

楊偉（1961-），男，高級工程師，主要從事技術(shù)管理工作。