华亭电厂CFB锅炉启动点火节油分析

李红波　肖连奎　王莹梅

摘 要：通过对我厂的CFB锅炉近10年的启炉跟踪，结合多次的试验调整，分析油枪点火过程中耗油量变化的原因，总结出相关的节油措施。

关键词：循环流化床锅炉；点火节油；风量与料层；操作调整

由于循环流化床锅炉的节能环保、燃料适应性广等优点，最近几年在国内发展极为迅猛。但是由于循环流化床锅炉特有的返料机构热惯性较大，在相同容量的锅炉中循环流化床锅炉点火耗油是比较多的，随着矿物燃料价格的上涨，循环流化床锅炉点火启动的费用也逐渐增加。从节能降耗、节约生产成本的角度出发控制循环流化床锅炉启动费用的意义也越发重要。

一、我厂设备概况

（一）锅炉概况。1、2号锅炉为东方锅炉厂生产的480吨/时超高压一次中间再热CFB锅炉，采用单汽包、自然循环、汽冷式旋风分离器、固态排渣、全钢结构炉架、全封闭岛式布置。锅炉型号：DG480/13.73-Ⅱ2，两台锅炉分别于2006.12和2007.5投产。锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛，两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井（HRA）三部分组成。炉膛内布置有屏式受热面：八片屏式过热器管屏、四片屏式再热器管屏和一片水冷中隔屏。锅炉共布置有六个给煤口和三个石灰石给料口，给煤口和石灰石口全部置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，水冷风室两侧布置有一次热风道，进风形式为平行于布风板从风室两侧进风，由于空预器一、二次风出口均在两侧，一次热风道布置较为简单。一次风道内各布置有两台点火燃烧器，燃烧器配有高能点火装置。四个排渣口布置在炉膛后水冷壁下部，分别对应四台滚筒式冷渣器。

（二）鍋炉点火方式 。锅炉点火采用床下点火，在左右一次点火风道中分别布置两只中心内回油式机械雾化油枪，每只油枪的最大出力在1200kg/h左右，点火方式为高能电子点火器点火，点火时通过压力将燃油雾化，雾化后的柴油颗粒与流化风混合燃烧后形成高温热风，进行床料加热。

二、点火耗油量的变化因素及控制措施

（一）点火床料。锅炉在冷态启动前需要在炉膛内用炉渣铺设一定厚度的点火床料，厚度一般控制在800至950mm之间。在使用具有相同物理特性，粒径分布、密度的床料时，料层越厚表明炉内的床料越多，把较多的床料加热到相同温度消耗的燃料量也就越多。为节约点火耗油量，减少点火床料量是最直接的措施。但是不能过分降低点火料层，因为会导致在投煤之前床料中的细颗粒不断被烟气带走而得不到补充，炉内的床料越来越少，到了投煤阶段由于床料少，床温波动幅度太大难以控制，同时过低的料层也不利于床料流化的稳定。

（二）点火风量的选择。1、循环流化床锅炉在点火期间对一次风的要求无外乎是以下三点：确保点火床料流化正常、保证点火器冷却正常以及节约点火耗油量。在点火投油阶段，是靠燃烧柴油形成的高温热风进行床料初步加热。如果点火风量过大会导致大量热能被带走，增加热能损失，增加耗油量。但是过分压制点火风量又容易引发点火器冷却不良或风室超温，导致点火器浇注料超温、脱落。点火风量在低于点火料层的所需的最低流化风量时则出现床料流化不均匀，导致床料受热不均严重时会诱发低温结焦，导致锅炉点火失败。如果仅仅从理论计算或现场经验来决定点火风量的大小，难以确保风量选取的准确性，尤其是在节约点火耗油方面。为确保流化以及风道、风室的冷却，选取的风量一般偏大，导致耗油量的增加。为准确选取锅炉的点火风量，在每次锅炉启动时都进行流化试验，其目的是为了检查锅炉布风装置的均匀性和确定最低流化风量。

（三）风量—料层对应关系。当一次风量突破床料的临界风量后，继续增加流化风量时，床料压降几乎维持不变。也就是说增加流化风量后料层差压几乎维持不变，此时的床料已经处于流化阶段，在每次的流化试验过程中也验证了这一点。此时的风量可以作为参考值。在初步确定了点火风量以后，根据风量的大小进行料层厚度，即料层差压的调整。一般将点火风量稳定，将对应的点火料层调整至在6.5至7.5Kpa之间，基本上可以满足点火风量以及点火床料在节油方面的要求。

（四）點火油压调整。1、投煤之前。在投煤之前床料完全依靠燃油与一次风燃烧产生的高温热风进行加热，从节约用油的角度讲，应该尽量提高点火油压，迅速提高床温尽早投煤。但是，考虑到耐火材料、金属膨胀等要求必须控制点火速度，控制床料温温升幅度以及防止点火风道超温。在油枪雾化良好的情况下，一次风量压制得较低时，风室温度上涨迅速不加控制完全可以超过900℃。为防止超温，主要可以采取增大流化风量或降低点火油压这两种方式。显而易见采取降低点火油压的方式比较经济。在历次点火过程中，将点火油压控制在初期的1.8至2.0MPa之间，即可以保证床料的加热速度，又能满足点火初期的耐火材料、金属膨胀要求。2、准备投煤。在投油过程中，点火热风在风室内基本维持在700℃左右的温度，但经过布风板时点火热风所携带的热量被水冷管吸收了一部分，随着床料温度的上涨，进入炉膛后的点火热风与床料的温差不断缩小，点火热风对床料的加热作用逐渐下降，在床料温度达到400℃以后床温上涨变得十分缓慢。此时，为了节约点火用油，可以根据一次风量的大小进行适当压制，尽快将床料温度升至投煤温度，但要确保一次风机的运行稳定和流化的正常。3、投煤初期。在投煤初期，较低的床料温度不利于煤粒的迅速着火。为缩短投油时间，在开始投煤后可适当提高点火油压可，将点火油压提至1.7Mpa左右。一旦投入的煤粒开始燃烧后，床料将不再完全依赖点火热风维持温度，而开始另一阶段的上涨。由于不同煤质的着火温度不同，准确把握煤质特性，尽早投煤可以明显缩短油枪的投用时间，可以起到节油的目的。4、投煤温度及煤质。在循环流化床锅炉中，煤粒的燃烧过程无外乎分为吸热后挥发份析出并着火、破碎燃烧以及燃尽阶段这三个过程。燃煤特性中挥发份的高低以及挥发份析出速度直接影响了着火速度。根据华亭矿区各个煤矿的相关试验数据，一般煤的着火温度在450℃左右。当床料温度达到400至430℃时完全可以根据燃用煤种特性考虑是否进行间断性试投煤。在长期燃用低挥发份煤种时，可以在启炉前进行临时调整，给启动炉补充少量的优质煤，在锅炉启动稳定以后再根据生产要求进行煤种更换及调整。

（五）空气温度的影响。在历次点火过程中，还发现空气温度对点火耗油的影响是比较明显的。在低温季节，锅炉房零米或一次风机入口处的空气温度在5℃左右，而高温季节上述区域温度最高可达30℃。若按照25℃的温差来计算，高温季节比低温季节由于环境温度的差异导致点火耗油量的增加不容忽视。

三、结论

通过历次点火的实际情况进行分析、总结可知：锅炉启动耗油量主要受床料、风量的选取以及启动过程中的操作调整的影响。准确、合理的调整床料量、流化风量以及点火油压可以明显降低点火耗油量。