歐陽曉輝 陳金華

摘 要：本文首先從點(diǎn)火前準(zhǔn)備工作、點(diǎn)火啟動(dòng)與燃燒升溫兩個(gè)角度入手，分析了75t/h循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)方式；其后，圍繞溫度調(diào)節(jié)、底料層厚度調(diào)節(jié)與運(yùn)行負(fù)荷的關(guān)系，研究了75t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的調(diào)整策略。旨在通過本文的研究，總結(jié)出75t/h循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)整經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)，為日后相關(guān)人員在鍋爐啟動(dòng)和維護(hù)工作中的安全性、穩(wěn)定性做出有力文本支持。

關(guān)鍵詞：流化床；火爐設(shè)備；低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)；無煙煤料

現(xiàn)階段，鍋爐工作人員除了要掌握基本的操作規(guī)范和技術(shù)方法以外，還需要保有面對不同鍋爐運(yùn)行狀態(tài)的控制管理能力，以便快速、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)鍋爐設(shè)備運(yùn)行過程中存在的各類故障風(fēng)險(xiǎn)問題，進(jìn)而保證流化活動(dòng)的正常進(jìn)行，發(fā)揮出鍋爐設(shè)備應(yīng)有的功能價(jià)值。據(jù)此，我們有必要對75t/h循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行做出分析研究。

1 75t/h循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)方式

我公司的75t/h循環(huán)流化床鍋爐采用油槍床下點(diǎn)火啟動(dòng)，點(diǎn)火油槍口徑為38mm4，進(jìn)油壓力的預(yù)設(shè)值為1.96MPa，燃油類型為0號(hào)柴油，點(diǎn)火啟動(dòng)耗油量在每小時(shí)200kg左右。油槍的點(diǎn)火裝置為GDH-20高能電弧點(diǎn)火器，電能儲(chǔ)存量級(jí)為20J，可實(shí)現(xiàn)每秒鐘16次的高頻率點(diǎn)火，單次點(diǎn)火的工作時(shí)長為20秒。通常來講，在點(diǎn)火裝置經(jīng)調(diào)試穩(wěn)定后，在開啟引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)使床料流化的情況下即可開展點(diǎn)火作業(yè)，且能有效保證油槍油液的燃燒質(zhì)量。當(dāng)鍋爐冷態(tài)試驗(yàn)完畢后，按照開爐操作票完成各類設(shè)備閥門的準(zhǔn)備工作，將汽包水位加至-50mm，煤倉內(nèi)運(yùn)煤到達(dá)2/3倉位，保證單粒煤炭的粒徑小于13mm。在上述條件達(dá)成以后，即可正式進(jìn)行75t/h循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)工作，具體流程如下：

1.1點(diǎn)火前的準(zhǔn)備工作

第一，應(yīng)對流化床爐膛進(jìn)行檢查，應(yīng)保證各風(fēng)帽結(jié)構(gòu)的牢固穩(wěn)定，并仔細(xì)查看風(fēng)帽裝置的換氣孔是否存在堵塞、銹蝕、殘缺等問題；第二，進(jìn)行點(diǎn)火底料的鋪設(shè)工作。在這一工作環(huán)節(jié)當(dāng)中，首先要嚴(yán)格實(shí)施過篩處理，保證用于底料鋪設(shè)的煤渣顆粒小于8mm，堆積厚度在350mm到400mm左右，鋪設(shè)完畢后表面平整。第三，將流化床鍋爐的爐門關(guān)緊，開啟返料風(fēng)機(jī)5分鐘清除殘留在返料器、抖腿中的煤灰和煙塵，將鍋爐的一次風(fēng)門擋板和二次風(fēng)門擋板關(guān)閉。第四，將點(diǎn)火油系統(tǒng)回油總閥門打開，啟動(dòng)P臺(tái)點(diǎn)火油泵，緩慢打開油泵的出口閥并對回油總閥緩慢調(diào)節(jié)，使當(dāng)前點(diǎn)火油總管壓力達(dá)到1.5MPa至1.8MPa，開啟點(diǎn)火油槍進(jìn)油閥完成油槍霧化試驗(yàn)[1]。

1.2點(diǎn)火啟動(dòng)與燃燒升溫

首先，順序啟動(dòng)鍋爐引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)，先對一次風(fēng)機(jī)出口擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其開度保持在30%至35%范圍之內(nèi)，再對引風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，將鍋爐爐膛處出口的壓力保持在-20Pa至-50Pa的微負(fù)壓狀態(tài)。在確定風(fēng)量和壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，即可進(jìn)行爐膛底料流化試驗(yàn)，測出當(dāng)次所鋪設(shè)底料的最低流化風(fēng)量并保持一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)擋板的開度不變即可進(jìn)行油槍點(diǎn)火，并通過點(diǎn)火狀態(tài)檢測儀表觀察點(diǎn)火油槍的著火情況。此時(shí)，還需要根據(jù)當(dāng)前左右兩邊點(diǎn)火風(fēng)室的溫度差值，適當(dāng)調(diào)整油槍進(jìn)口閥門開度。

從整體上來講，75t/h循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火啟動(dòng)程序可分為以下幾個(gè)步驟：

第一，流化床底料的純加熱階段。在點(diǎn)火作業(yè)完成后，應(yīng)先將流化床底料的溫度升至500°C左右，這一過程大約需要1h至1.5h；再加大油槍進(jìn)油閥，將點(diǎn)火底料由500°C上升至650°C，這一過程大約需要o.5h左右。需要注意的是，升溫過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)火風(fēng)室溫度的變化，除維持左右風(fēng)室溫度平衡外，還要通過點(diǎn)火油槍進(jìn)口閥門開度的調(diào)節(jié)，使點(diǎn)火風(fēng)室溫度不超過900°C時(shí)，以免造成水冷系統(tǒng)、點(diǎn)火風(fēng)室上安裝的防爆膜高溫?fù)p壞漏風(fēng)，甚至導(dǎo)致點(diǎn)火風(fēng)室內(nèi)存有的積灰結(jié)焦。

第二，給煤著火階段。通常來講，當(dāng)流化床溫度達(dá)到600°C時(shí)，即可啟動(dòng)給煤機(jī)采用小頻率間斷向爐膛內(nèi)投煤，通過安裝在尾部煙道內(nèi)煙氣含氧量表顯示是否下降及爐膛溫度上升速率是否增加來判斷所投煤是否著火。當(dāng)流化床溫度達(dá)到750°C時(shí)，即可逐漸加大給煤機(jī)頻率向爐膛內(nèi)連續(xù)投煤。在這一過程當(dāng)中，仍應(yīng)保持點(diǎn)火油槍的維持運(yùn)行，并控制好給煤機(jī)投煤量，以免因煤量過多，使?fàn)t膛內(nèi)溫度下降，但在投煤開始燃燒時(shí)出現(xiàn)高溫結(jié)焦等問題。

第三，鍋爐的正常運(yùn)行階段。待鍋爐返料風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，爐膛內(nèi)燃燒溫度穩(wěn)定在850°C至950°C后，即可關(guān)閉油槍進(jìn)油閥、開啟回油總閥，停止點(diǎn)火油泵。此時(shí)，由于風(fēng)室內(nèi)沒有可供燃燒的油液，流化床料層的氧氣濃度將有所增加，進(jìn)而加劇煤料的燃燒作用，造成溫度的進(jìn)一步升高。對于這一狀況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整給煤機(jī)頻率[2]。

2 75t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的調(diào)整策略

在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，75t/h循環(huán)流化床鍋爐具有靈活程度高的功能特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)額定參數(shù)范圍內(nèi)30%至110%的負(fù)荷量調(diào)節(jié)。當(dāng)流化床鍋爐的負(fù)荷量達(dá)到40%以下時(shí)，爐膛內(nèi)的爐渣顆粒將會(huì)呈現(xiàn)出上小下大的不均勻狀態(tài)，且爐渣的流動(dòng)性較差。鍋爐的旋風(fēng)分離器和返料器會(huì)起到煤灰的循環(huán)運(yùn)動(dòng)作用，使得鍋爐的低負(fù)荷燃燒調(diào)整與我國傳統(tǒng)中應(yīng)用的沸騰鍋爐調(diào)整技巧類似。具體來講，鍋爐低負(fù)荷燃燒運(yùn)行時(shí)各類內(nèi)部參數(shù)如下：

第一，鍋爐內(nèi)部的溫度參數(shù)分布。以普通煤料作為燃燒材料時(shí)，爐膛的溫度在850°C到900°C左右，爐膛出口的煙氣溫度為580°C到650°C，返料溫度為200°C到250攝氏度；以無煙煤料作為燃燒材料時(shí)，流化床的溫度要比普通煤料時(shí)高出30°C到100°C，爐膛出口處的煙氣溫度為740°C到800°C，返料溫度為740°C到800°C；

第二，鍋爐內(nèi)部的煙氣壓力參數(shù)分布。鍋爐設(shè)備內(nèi)部料層壓力的差值在7kPa到9kPa左右，靜止料層的平均厚度在350mm到600mm左右。爐膛出口處的壓力值呈現(xiàn)出微負(fù)壓狀態(tài)，在-20Pa至-50Pa左右；

第三，鍋爐風(fēng)機(jī)的風(fēng)量參數(shù)。在鍋爐設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)下，并不需要啟動(dòng)二次機(jī)，只需要運(yùn)行一次風(fēng)機(jī)風(fēng)門即可。通常來講，此時(shí)風(fēng)量會(huì)在25x103m3/h到40x103m3/h的區(qū)間內(nèi)不斷變化，并將鍋爐的蒸發(fā)量維持在23t/h到35t/h的范圍內(nèi)。此時(shí)，必須要嚴(yán)密化、動(dòng)態(tài)化地對鍋爐流化床內(nèi)的流化狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并保證一次風(fēng)機(jī)開度不能低于最低流化風(fēng)量單，料層差壓在7kPa到9kPa左右。若在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)鍋爐內(nèi)料層差壓變化較大，則表明鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行不暢，出現(xiàn)流化不良的弊端問題。

在上述內(nèi)容當(dāng)中，風(fēng)機(jī)擋板開度、料層差壓、流化床溫度三個(gè)因素是鍋爐流化活動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定的前提和基礎(chǔ)，而鍋爐的蒸汽流量、蒸汽壓力和蒸汽溫度則是流化床正常運(yùn)行情況下形成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值特點(diǎn)。在了解到這些基本條件和特性后，即可對75t/h循環(huán)流化床鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行的調(diào)節(jié)控制做出分析：

2.1流化床溫度的調(diào)節(jié)

在鍋爐設(shè)備低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，爐膛溫度的調(diào)節(jié)主要依靠給煤量的大小調(diào)節(jié)，盡量減少風(fēng)機(jī)擋板開度的調(diào)節(jié)次數(shù)。同時(shí)，根據(jù)燃煤種類的不同，流化床的溫度調(diào)節(jié)方式也有所差異。一般來講，在燃燒普通煤料時(shí)，由于給煤量對流化床溫度的升降較為快速明顯，故而調(diào)節(jié)起來相對較容易；而在燃燒無煙煤料時(shí)，流化床的溫度變化會(huì)存在一定滯后性，即給煤后3分鐘左右才逐漸有所升溫。此外，當(dāng)流化床溫度達(dá)到一定高度時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低給煤量。

2.2流化床料層厚度的調(diào)節(jié)

在鍋爐設(shè)備低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)下，應(yīng)將各料層間的壓力差值維持在7kPa到9kPa的范圍之中，并保證靜止料層的厚度維持在440mm到630mm的區(qū)間內(nèi)，可通過長期低速運(yùn)行冷渣機(jī)來進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般來講，若當(dāng)前煤料燃燒的溫度水平較低，且5mm以上的大型煤渣顆粒較多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大放渣量；若當(dāng)前煤料燃燒的溫度水平較高，且煤渣顆粒普遍在5mm以下時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少放渣量。

2.3調(diào)節(jié)負(fù)荷

鍋爐需要進(jìn)行減負(fù)時(shí)候，首先減少給煤，降低一次風(fēng)量，但一次風(fēng)量卻不能夠少于24000m3/h，溫床的問題度需要保持在850°-900°C；

其次，增加負(fù)荷調(diào)節(jié)，鍋爐要增加負(fù)荷，先要讓床料增厚，通過開大風(fēng)量，負(fù)荷增加要?jiǎng)蛩伲駝t負(fù)荷量過快，燃燒跟不上，會(huì)使得蒸汽壓力降低，溫床溫度下降，這樣一來，負(fù)荷有可能無法增加上去，降低溫度；

第三，調(diào)整流化床厚度調(diào)節(jié)。鍋爐在低負(fù)荷的過程中，料層壓差需要控制在4.5-7kPa，相對應(yīng)的精止料層厚度為440-620mm，料層差壓主要是通過床底放渣控制，燃煤熱值比較低，一些大顆粒（6-12mm）多時(shí)，放渣量比較大，燃煤的熱值比較高，放渣量比較偏??；將沉積床底大顆粒排出的時(shí)候，會(huì)利于流化，放渣管需要進(jìn)行均衡排渣的過程，做到小量放渣，做到1-2h；

第四，控制燃煤粒度。低負(fù)荷區(qū)在運(yùn)行的過程中，需要檢查煤顆粒度，最好的煤顆粒高負(fù)荷較小。比如在O-10mm，需要嚴(yán)格控制其>12mm的煤粒無法進(jìn)入爐內(nèi)，由于低負(fù)荷在運(yùn)行的過程中，由于流化風(fēng)速比較低，大顆粒流化不起來。最后，在低負(fù)荷區(qū)運(yùn)行過程中，返料器與分離器溫度要小于800°c，而小顆粒循環(huán)量比較小，不會(huì)出現(xiàn)返料問題。當(dāng)床溫在個(gè)別情況下可以采取非常規(guī)的操作，當(dāng)床溫低于840°C的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)熄火的危險(xiǎn)，這個(gè)時(shí)候，床溫幅度減少一次，減少風(fēng)煙從床層帶走的熱量，導(dǎo)致床上升。

3總結(jié)

總而言之，在實(shí)際鍋爐工作過程中，相關(guān)工作人員一定要掌握好料層厚度、風(fēng)量、燃燒溫度、風(fēng)煙壓力與鍋爐運(yùn)行質(zhì)量之間的相互關(guān)系，進(jìn)而及時(shí)、準(zhǔn)確地對鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)和運(yùn)行過程中涉及到的各類參數(shù)指標(biāo)做出調(diào)節(jié)控制，避免超溫結(jié)焦、低溫熄火等負(fù)面運(yùn)行問題的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]郭佳明，張光學(xué)，池作和，王進(jìn)卿.75t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣再循環(huán)改造及試驗(yàn)研究[J]，熱能動(dòng)力工程，2017，32 （11）：73-77+132-133.

[2]段東林，劉欣，段艷慧，周翔.煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù)在75t/h循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用[J].工業(yè)鍋爐.2016（01）：49-50+56.