循環(huán)流化床鍋爐點火技術(shù)

1、循環(huán)流化床鍋爐點火技術(shù)循環(huán)流化床鍋爐點火技術(shù) 張國華 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 循環(huán)流化床鍋爐點火是啟動過程中一項非常重要的操作，本講結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐實際點火過程，以節(jié)能減排為原則，應(yīng)用燃燒的基本理論對其中出現(xiàn)的一些問題進行了分析，提出了相應(yīng)的注意事項，并介紹點火過程中的操作技巧。 點火介紹點火技術(shù)所涉及的理論知識點火技術(shù)的理論根據(jù)點火技術(shù)的內(nèi)容點火技術(shù)的注意事項一、點火方式介紹點火過程:指的是通過某種方式將燃燒室內(nèi)的床料加熱到一定溫度，直到給煤機能夠連續(xù)給進的燃料能夠穩(wěn)定地燃燒。點火方式：固定床點火、燃油流態(tài)化點火、熱煙氣流態(tài)化點火、分床點火。 固定床點火即是木柴或木炭點火，小型鍋爐較普遍（原龐莊

2、電廠20t/h鼓泡爐） 燃油流態(tài)化點火即是床上油點火,熱量利用率20%左右 熱煙氣流態(tài)化點火即為床下油點火，有效地利用了熱量，縮短了點火時間。我公司采用的是熱煙氣流態(tài)化點火技術(shù)，目前410t/h以上的鍋爐大多采用床上油槍、床下油槍混合式油點火方式，如權(quán)臺電廠床下布置兩風道4只油槍，床上布置6只油槍。分床點火技術(shù)主要是針對中間有分隔墻的大容量鍋爐，是先將部分床面加熱至著火溫度，再利用已著火的熱源加熱其他床面，即翻床技術(shù)。目前國內(nèi)部分新建大型機組采用等離子點火。需要復雜的制煤粉系統(tǒng)，投資較高。 等離子點火技術(shù)是依靠等離子發(fā)生器發(fā)射的高溫等離子體射流，直接點燃一次風煤粉，實現(xiàn)冷風點火。 二、所涉及的

3、理論知識二、所涉及的理論知識煤粒的燃燒過程煤的燃點煤的破碎特性鍋爐熱量平衡煤的成分：煤是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經(jīng)過一系列非常復雜的變化而形成的。是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物，主要含有碳元素，此外還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素以及無機礦物質(zhì)（主要含硅、鋁、鈣、鐵等元素）。 燃料占床料的比例1%-3%。1、煤粒的燃燒過程燃燒過程一般經(jīng)歷以下階段：（1）煤粒的干燥和加熱。（2） 450600時揮發(fā)份的析出和燃燒（3）700左右時顆粒的膨脹、一次破碎（4） 800左右時焦碳的燃燒、二次破碎及磨損。著火同時，煤粒會出現(xiàn)膨脹、破碎和磨損的現(xiàn)象。煤粒平均2mm，大部分顆粒在8.48s

4、左右就可以著火。碳的燃盡時間主要取決于碳的固有反應(yīng)特性，并于燃燒溫度和煤種有關(guān)。 煤揮發(fā)分析出時間和燃燒時間與煤粒直徑的關(guān)系煤粒直徑（mm）揮發(fā)分析出的時間（s)碳燃燒時間(s)0.010.20.1102.51223210506552、煤的破碎特性破碎分為兩種：一級破碎是由于煤揮發(fā)分析出時產(chǎn)生的壓力和氣孔網(wǎng)絡(luò)里揮發(fā)分壓力增加而引起的；二級破碎是由于各種不規(guī)則形狀的晶體之間的聯(lián)結(jié)“骨架”被燒掉所致。顆粒與劇烈運動的床層間的磨損以及與受熱面的碰撞也是破碎的一種形式。破碎可以增加揮發(fā)分的析出速率，對煤的早期著火和燃燒有一定的好處。 3、熱平衡方程式熱平衡是指輸入鍋爐的熱量Qr與鍋爐輸出熱量之間的平衡

5、。要求進入床中的熱量，應(yīng)大于床中散失的熱量，隨著床溫的升高，存在一個熱量動態(tài)平衡問題 在鍋爐的各種熱損失，與點火有關(guān)、通過操作可控的有排煙熱損失、灰渣熱損失，（降低的辦法是降低點火一次風量）另外還有金屬管道及澆注料吸收的熱量，主要是旋風筒澆筑料吸熱，可通過控制循環(huán)灰量來控制（減少循環(huán)灰循環(huán)速率，降低旋風筒熱交換速率，熱量儲存在床料里，以盡快達到給煤溫度，然后利用煤的熱量加熱旋風筒，以降低點火用油量）三、點火啟動過程點火前的準備工作床層升溫過程點火時需要注意的幾個方面影響啟動速度的因素1、點火前的準備工作啟動前檢查的項目：本體、煙風系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)、輸渣系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、回料系統(tǒng)

6、、輔助設(shè)備、轉(zhuǎn)動機械、管道、電（氣）動閥門、調(diào)節(jié)門、安全裝置（安全門）、煙氣在線監(jiān)測裝置、自動裝置、保護及聯(lián)鎖、熱工系統(tǒng)檢查等 點火前的冷態(tài)試驗 ：流化試驗、水壓試驗、油槍霧化試驗等。2、床層升溫過程床料一般經(jīng)過加熱升溫、快速引燃和向穩(wěn)定狀態(tài)過渡等幾個方面底料的加熱是一個相對較長、較平穩(wěn)的過程隨著床溫的升高，加熱速率越來越小當整個或局部床料溫度達到煤的著火溫度是，將出現(xiàn)圖中所示的快速引燃段，其標志是床溫在很短時間內(nèi)快速爬升（應(yīng)在此位置及時撤出油槍，但煤量應(yīng)相應(yīng)提前增加） 3 、不同粒徑的顆粒在點火過程中的作用不同粒徑底料對加熱整個床層的貢獻如表所示在著火早期，小顆粒起著重要作用，但由于小顆粒很

7、快燃盡，穩(wěn)定床溫還需要較大的顆粒繼續(xù)放熱。4、點火時須注意的幾個方面底料的配置：底料的粒度、引燃物的比例、靜止料層高度底料要求在8mm以下。大小顆粒分配適當，既要有小顆粒（小于1mm）作為初期點火源，又要有大顆粒作為后期維持床溫之用。大顆粒（大于5mm）的比例超過10%時易出現(xiàn)結(jié)焦引燃物發(fā)熱量在35004500卡，過多易結(jié)焦，過少不宜點火，揮發(fā)分應(yīng)盡量高。底料高度要求在550750mm，太厚加熱不勻，浪費油，太薄布風不勻，床溫波動劇烈，易結(jié)焦。底料加熱和開始著火時，風量應(yīng)較小，只要保證微流化即可。投煤后，可逐漸加大風量。在床溫達到430450度時，可少量給煤（試投煤），當各參數(shù)反映煤著時，可采

8、取4臺給煤機輪流給煤的方法，床溫達800度時可考慮正常給煤。試投煤方法：點動2t/h左右,投煤35min，停止投煤，觀察氧量變化及床溫升率變化，一般當床溫先降后升且逐漸增大，氧量下降時，可判斷已著火，一般實際投煤至煤燃燒，使床溫達到最大值需要4min左右。 試投煤后，發(fā)現(xiàn)床溫下降時，應(yīng)及時終止給煤，并吹掃。油槍撤出要看床溫及給煤情況。配風、給煤和停油連續(xù)投煤：床溫650以上時，可用一臺給煤機連投25t/h左右的煤量，觀察著火情況，當床溫升率持續(xù)上升，能保持13/min的變化時，可判斷已著火，否則應(yīng)停止給煤機運行，進行點動給煤。當床溫730左右時，出現(xiàn)第一次床溫躍升，床溫升率可達6/min以上，

9、這是煤粒膨脹及一次破碎引起的。當床溫800左右時，出現(xiàn)第二次床溫躍升，床溫升率可達8/min以上，這是由于達到煤粒的焦碳著火溫度，積存的煤粒爆燃引起的。當出現(xiàn)床溫躍升，流化風量不能加太快，應(yīng)觀察床溫變化率的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)有下降趨勢時，注意及時補充相應(yīng)的煤量。停油槍過程隨著給煤量及流化風量的增加，床溫700以上后，應(yīng)逐漸降低床下油槍的出力，一方面避免煤與油爭氧，一方面節(jié)省燃油量。床溫達到800以上穩(wěn)定運行時，可逐漸退出床下油槍的運行。各參數(shù)控制通過調(diào)整油槍出力及配風，初始床溫溫升率應(yīng)控制在3/min左右。目的一方面控制點火風道、爐膛內(nèi)耐火耐磨材料溫升率不太大，以免造成裂縫或脫落。另一方面，由于床

10、溫與熱煙氣溫度相差較大，溫升率不會太小，由實際升溫曲線看，投油槍過程中溫升率較大。一般先點一只床下油槍，待床溫變化率上升不太大時，可依次點燃第二支床下油槍。流化風量控制在89萬Nm3/h，達到微流化狀態(tài)即可。汽包壁溫差應(yīng)控制在50以內(nèi)。蒸汽升溫升壓應(yīng)按制造廠的鍋爐使用說明書規(guī)定執(zhí)行快要達到投煤溫度時，床下油槍的出力已較大，應(yīng)控制其出口處的溫度小于850，防止點火風道、導流板燒紅。一要合理調(diào)整流化風量,不能一味減少流化風量；二要調(diào)整油槍出力；三要巡操就地加強監(jiān)視。點火后期，要加強對爐膛上部出口溫度、爐膛出口氧量兩個參數(shù)監(jiān)視，輔助判別爐膛內(nèi)燃燒、流化工況的好壞。返料器的投運返料器的投運采用跟點火時

11、一起投運。返料器在點火時投運的好處有：跟隨點火投運，返料器可逐漸均勻加熱，返料器內(nèi)的澆注料均勻膨脹，不會造成澆注料裂紋或垮塌。U型閥在正常情況下，自身可以自動調(diào)節(jié)返料量，回料器裝置返料均勻平穩(wěn)。如鍋爐正常后投運回料器，返料器料腿的物料過多，U型閥的物料靜壓增加，大量物料堆積造成返料系統(tǒng)堵塞或有大量的物料返回爐膛，床料突然增加，使床料流化變差，而造成床料溫度劇烈波動導致鍋爐熄火或結(jié)焦。所以每次啟動前都將回料器的物料放完。返料閥堵塞后，應(yīng)事故放灰疏通。5、影響循環(huán)流化床鍋爐啟動速度的因素限制鍋爐啟動時間及速度的因素有：床層的升溫速度、汽包等受壓部件金屬壁溫的上升速度，以及爐膛和分離器耐火材料的升溫速度。在建立10%以上的蒸汽流量前，應(yīng)嚴格控制過熱器處的煙溫低于管壁溫度。四、點火過程中結(jié)焦處理點火過程中結(jié)焦的原因投煤過早，爐膛內(nèi)未燃燒煤較多，達到著火溫度后迅速燃燒；流化不良，造成局部過熱；點火時間過長，床料變薄，大顆粒較多，局部穿孔，加煤后床溫分布不勻；給煤量過大，原因有給煤機顯示故障、運行誤操作；爐膛爆燃后，造成床面不穩(wěn)。點火結(jié)焦的現(xiàn)象氧量較低，甚至到零后才恢復正常床溫曾跳躍式升高超過1000（一般床溫測點顯示溫度比床上溫度低100150）床溫測點分布不均，尤其存在床溫測點偏低（低于600）且增加給煤量時床溫、床溫變化