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煤矿 现代化 2 0 1 0 年第4 期 总第9 7 期 441 3 t ／ h循环流化床锅炉启动节油技术探讨 郭晓勇 ， 孙 士莉 山东兖矿济 三电力有 限公司 ，山东 邹城 2 7 3 5 0 0 摘要结合济三电力公司4 4 0g h C F B锅炉的启动， 对大容量 C F B锅炉的点火启动技术进行探讨， 对 点火启动过程中的安全、 节油控制点进行分析， 提出相关控制参数。 对同类型 C F B机组安全经济启动具有借 鉴 意义 。 关键词C F B锅炉 ；点火启动；油枪 ；床温 ；运行 中图分类号 T K 2 2 3 ． 7 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 0 0 4 0 0 9 0 0 2 循环流化床锅炉 的点 火启动是将静止 、常温状态下 的固 体床料转变为流化状态下正常燃烧的动态过程。这一过程是 C F B机组事故多发的阶段 。为此 ，必须在安全的基础上 ， C F B 机组的经济启动才有意义。 兖矿济三电力公司 4 4 0 l ／ h循环流化床锅炉采用床下 床 上点火方式 。点火成 功与否与点火 时的床层厚度 、 床料粒 度 、 油枪配风、 流化风量 、 二次风量 、 投煤及床温控制等因素密切 相关， 都关系到点火启动的成败。 1 设备 概况 C F B锅炉的布风装置采用水冷布风板 ，大直径钟罩式风 帽。 启动采用床上 床下启动燃烧器联合启动方式。 启动燃烧 器油枪雾化方式 为机械雾化 。风道点火器共有 4台 ， 各设 1 只 床下点火 油枪 ， 油枪 出力 5 0 0 k g ／ h ， 炉膛 密相区水冷壁左 右墙 共设置 4只床上点火油枪 ， 油枪出力 1 0 0 0 k g ／ h ， 用于锅炉启动 点火和低负荷稳燃。点火用油为 0号柴油，油枪采用机械雾 化， 床下油枪燃烧用未经空预器预热的冷一次风， 床上油枪燃 烧用空预器 预热 的二次风 。 2 床料厚度、 一二次风量、 床料 品质是影响 C F B锅 炉安全经济启动的主要 因素 床料厚度决定最小流化风量，不同厚度的床料对应不同 的临界流化 风量 。低 于最小流化风量将影响床料的正常流化 ， 油枪燃烧所释放的热量不能均匀传递给床料，可能导致局部 高温 、 烧毁点 火燃烧器 ， 甚 至导致结 焦事故 的发生 ； 高 于最小 流化风量， 风量带走的热量同样增加。床料太薄， 影响布风板 的布风均匀， 容易造成局部穿孑 L ， 造成煤沉底堆积 ， 达到燃烧 温度急剧释放热量造成结焦。而过厚的床料影响机组经济启 动。 为此， 确定合理安全的床料厚度至关重要。 经试验， 床料厚 度在 5 5 0 mm以上为安全的床料厚度。 点火床料主要考虑其厚度 、 粒度及发热量。点火床料的灰 渣含碳量在 5 ％以下即可。点火床料的粒度不宜过大， 以免引 起局部流化不良， 造成床温分布不均匀 ， 但同时也不应过小 ， 以免使较多的细颗粒过早地离开炉膛， 降低炉膛的蓄热能力 ， 影响点火时问， 其平均粒径 d 5 0在 1 ． 2 ra m左右比较适宜。 3 点火启动过程中对相关因素的控制 循环流化床锅炉柴油燃烧器是由油喷嘴和调风器组成。 油喷嘴安置在调风器轴心线上， 将油雾化成细滴， 以一定的扩 散角 也称雾化角 喷人燃烧室内， 与调风器送入的空气相混 后着火燃烧。压力雾化油喷嘴由分流片、旋流片和雾化片组 成。油在旋流片内产生高速旋转运动， 经中心孔喷出， 在离心 力的作用下破碎成细滴， 经雾化后的油滴平均直径在 1 0 0 m 以下。 雾化片的不同决定了油枪流量的大小。 床下燃烧器均采 用 5 0 0 k g ／ h的雾化片油枪。 床上燃烧器采用 l O 0 0 k g ／ h 雾化片油 枪 。 3 ． 1 油枪燃烧需要风量的理论计 算 柴油含碳量 2 0 ． 2 k G J ； 氧化率 1 0 0 ％ 碳到二氧化碳 的转化 系数 4 4 ／ 1 2 故此 柴油的C O 排放因子计算为 2 0 ． 21 0 0 ％ 4 4 ／ 1 21 0 0 07 4 1 0 0 k g r r j 故 l k g 柴油完全燃烧排放 的 C O 质量是 7 4 ． 1 4 3 ／ 1 0 0 0 3． 1 86 3 kg 根据化学公式 C O 2 C O 得出， l k g柴油完全燃烧需要 O 2 质量是 3 ． 1 8 6 3 3 2 4 2 ． 3 1 7 3 k g 因在标准状况f O ℃和大气压强 1 0 1 3 2 5帕 下密度为 1 ．4 2 9 克 ， 升， 故 O 的体积为 2_ 3 1 73 1 0 00 ／ 1 ． 42 9 ／ 1 00 01 ． 621 6 m 根据氧气 占空气 的体积分数 2 1 ％ ， 需要空气体积 1 ． 621 6 x 58 ． 1 0 8 m 为保证 柴油完全 燃烧 ， 需 要过量 空气 系数 1 ． 2 ， 故需 要标 准状态的空气 8． 1 08 1 ． 2 9． 7 3Nm 故为使 5 0 0 k g 柴油完全充分燃烧， 需要标准风量体积 9 ．7 35 0 0 4 8 6 5 N m } 扫 此得 出， 为使 5 0 0 k , 的油枪完全燃烧 ， 需要控制点火 风量在 4 8 6 5 N m 以上。 根据循环流化床锅炉点火启动过程的特点，可以分成四 个阶段 投入床下油枪阶段 、 投入床上油枪阶段、 油煤混烧阶 的意义 。 参考文献 【 1 】 陆耀庆． 实用供 热空调 设计手册 第二版 ． 北 京． 中国建筑 工 业 出版 社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ]贺平， 孙刚． 供热工程 第三版 ． 北京． 中国建筑工业 出版 9 0 社 ． 1 9 9 3 ． 【 3 ] 中国建筑科学研究院． G B 5 0 0 1 9 2 0 0 3 ．采暖通风与空气调 节设计规 范． 中国计划 出版社 ， 2 0 0 3 ． 【 4 ． 中国建筑科学研 究院． J G J 2 6 9 5 ． 民用建筑节能设计标 准． 北京． 中国建筑工业出版社， 1 9 9 6 ． 收稿 日期 2 0 1 0 1 1 2 煤矿 现代化 2 0 1 0 年第4 期 总第9 7 期 段、 撤出油枪阶段。为确保机组安全经济启动， 每个阶段对一 二次风量的要求各不相同， 必须及时合理控制。 3 ． 2 投入床下油枪 阶段 床下油枪投入阶段主要 目的是在床料微流化、燃烧器安 全的前提下， 使床料充分吸收燃烧器释放热量， 使床料各部温 度按照 1 0 0 ℃m 的温升率均 匀上升。 3 ． 2 ． 1安 全 控 制 点 床下油枪 的投入 方式 必须为程控 投入燃烧 。程控点火 的 目的就 是为 了防止油枪 不着火 而导致大 量柴 油进 入燃烧 器 ， 达到一定浓度导致爆燃事故。此类的事故在同类型床下点火 的机组中多次出现。如果不能够程控点火 ， 必须严格按 照程控 点火的要求手动进行 ，必须先将电子枪打火然后开启油枪油 角阀点火 ， 这一步骤决不能颠倒 。就地看不到火焰立 即在 D C S 画面手动关闭进油油角阀， 并提高一次风量持续吹扫 5 m i n以 上 ， 以确保燃烧器 内柴油的浓度在安全范 围之 内。 点火风道燃烧器 的点 火风门和混合 风 门的开度 直接影 响 油枪是否正常点燃和燃烧器的安全。点火风的作用主要是增 加火炬的旋流强度并强化燃烧 ，混合风的作用是补充燃烧后 期 的氧量并将火焰拉长 。点火 风和混合 风的合理 匹配能够将 油枪火焰在燃烧器 中心燃烧 ，如果调整不 合理导致 偏烧将会 导 致燃烧 器局部温度过高 ，甚 至耐火可 塑料达到融熔 状态烧 坏燃烧器 。 4个点火燃烧器的点火风和混合风量总和要略大于 临界流化风量 。 3 ． 2 ． 2节油控制 点 流化风量的大小直接影响耗油量的多少 。为此 ， 在确保床 料微流化 的前提 下 ， 在 油枪 投入燃烧 良好 后 ， 根据燃烧情 况逐 渐降低流化风量到临界流化风量。 热一次风调 节门的关 闭程度影 响床料 温升率的变化 。如 果漏风量大 ， 必定会影 响点火 风和混合风 量的大小 ， 进入 的冷 风影响床料逐步升温 ， 使启动 时间延长 。 在点火前， 将初始点火风量控制在 2 0 0 0 N m ， 混合风量 控制在 1 0 0 0 0 N m 左右，对床下风道点火燃烧器进行程控点 火 。通过风道点火燃烧器的看火孔观察油枪火炬 的形状 ， 对于 出现火焰贴壁的情况要及时开大混合风门开度 ， 予以调整， 对 调节无 效的应进行检查清理或更换 油枪 的雾 化片。点燃后 ， 及 时调整风量 ， 使油枪火焰发亮， 无暗红、 黑烟现象。 在投入床下油枪阶段 ，为减少二次风对锅炉床料温度的 影响， 将二次风量控制到最低， 启动单台二次风机运行。关闭 上下二次风电调门， 微开床上油枪二次风调门。 3 3投入床 上油枪阶段 当全部投入床下油枪后 ，床料温度基本维持不变上升幅 度小时， 就必须投入床上油枪以提高床温升率 ， 使床温不断升 高 ， 本 阶段 的主要任 务是将床 温升 至投煤 温度。 3 - 3 ． 1安 全 控 制 点 投入床上油枪燃烧 时 ， 需 要两台二 次风机运行 ， 开大 床上 油枪燃烧风门的开度 ， 根据床上油枪出力 1 0 0 0 k g ／ h ， 需要将单 只油枪的二次风量提高到 9 5 0 0 N m 左右以确保油枪燃烧。 一 次风量在原来的基础上略提高到 8 5 0 0 0 N m。严禁为迅速 提高床温度而采取降低一次风量的方法。某电厂循环流化床 锅炉点火启动时， 为迅速提高床温度 ， 不启动一次风机 ， 只投 入床上油枪， 结果导致床上油枪附近的床料高温熔化结焦， 投 煤后流化恶化 ， 最终导致炉膛结焦事故 。 3 ． 3 ． 2节 油控 制 点 二次风仅开投入运行的床上油枪的二次风门，没有投入 运行的床上油枪二次风调节门禁止开启。二次风箱上下二次 风门关闭 。 3 ． 4 油煤混烧 阶段 3 ． 4 ． 1 安 全 控 制 点 足够安全的床料厚度是投煤的基础。投煤前密相区下部 床压测点必须在 4 ． 8 k P a以上。通过密相区下部床压测点能够 判断炉膛床料厚度的多少。如果太薄， 通过增加床料来补充。 在循环流化床锅炉 结焦事故 中 ，因床料太 薄导 致的结焦事故 占 8 0 ％。 投煤前 ， 为防止温度低 、 密度大的煤进入炉膛沉底， 须将 一 次风量略提高到 9 0 0 0 0 N m 。 投煤初期 ， 给煤采取脉动给煤的方式。投煤时先投入 1台 给煤机 出力为初始出力 ，可以采用间断投煤方式 投煤 3 mi n ， 停运 3 mi n ， 反复进行 ， 当含氧量缓慢下降时， 说明煤挥 发份额开始燃烧 ， 暂停给煤 ， 等含氧量不再下降转而上升时， 再脉动给煤。当床温达到 6 0 0 ℃时可以连续投煤。当给煤机出 力达到 7 t ／ h左右时 ， 投运另一台给煤机， 并将总给煤量维持在 7 t ， h 左右， 使床温分布均匀。 逐步改变一次风流化风量， 保持升 温速率 。 在该阶段 ， 提升床温是主要的， 在入炉煤着火后 ， 应通过 风煤配比的变化逐渐提升锅炉的床温 ，二次风在此 阶段可以 不考虑调整 。 3 ． 4 ． 2节油控制 点 在此阶段， 根据床温升率的大小 ， 调整床上油枪的投入方 式。当床温升率大于 5 ℃， m i n时， 根据炉膛两侧床温和蒸汽温 度 的情况 ， 及 时撤 除床 温高侧的床上油枪 。 3 ． 5 撤 出油枪 阶段 在锅 炉炉膛床温 达到 7 0 HD ℃时 ， 及 时撤 出床上油枪 ， 按 照 煤柴油配比2 ． 2的比例增大给煤机出力 ， 以维持床温的稳中有 升。床上油枪交叉停止。将床上油枪二次风调门关小，保持 3 0 0 0 N m ’ m 以冷却油枪。 撤出床上油枪后 ， 床温稳定后再停床下油枪， 逐一撤出油 枪 ，并在保持一次总风量不变的前提下，迅速切换到热一次 风。点火启动过程即告结束， 锅炉进入正常的升负荷阶段。 4结束语 C F B锅炉采用床下 床上点火方式的成功率较高，点火 启动过程只有在安全的基础上，采用合理的运行方式及参数 进行 ， 以达到机组经济启动节油的 目的。 参考文献 [ 1 ] 岑可法． 循环流化床锅炉理论设计与运行[ M] ． 北京 中国 电 力 出版 社 ． 1 9 9 8 ． [ 2 1 党黎 军． 循环流化床锅 炉的启动调 试与安全运行 ， 中国电 力 出版社 ． 2 0 0 2年． 作者简介 郭 晓勇 ， 男 ， 1 9 7 5年 出生 ， 现任 兖矿 济三 电力有 限公 司运 行车间副主任。 孙士莉， 女 ， 1 9 7 5年 出生， 现任兖矿济三电力有限公司运 行 车间热机技 术 员。 收稿 日 期 2 0 H D 9 1 2 2 7 91