1、450 th CFB 锅炉点火与启动技术初探彭 波,边 疆,安国银,魏 刚,周若明(河北省电力试验研究所,河北 石家庄 050021)摘 要：结合保定热电厂 450 t/h CFB 的启动调试，针对大容量 CFB 锅炉的点火启动技术进行了探讨，对点火启动过程和影响点火的因素进行了分析，提出了相关控制参数。关键词：CFB 锅炉；点火启动；床温；运行CFB 锅炉的点火是将静止、常温状态下的固体床料转变为流化状态下正常燃烧的一个动态过程。这一过程比煤粉炉或层燃炉的启动点火困难得多，难度主要在于床温的控制，合理控制各个阶段的床温及变化率是达到可靠、经济点火启动的重要条件。保定热电厂 450 t/h C
2、FB 锅炉采用床下点火，使高温烟气通过布风板，流过并迅速加热床料，同时伴以床上油枪助燃，这种联合点火方式的目的是使锅炉点火启动相对容易一些。点火过程大致可以分为 2 个阶段：投油点火及投煤点火。点火成功与否与点火时的床层厚度、床料粒度、油枪配风、流化一次风量、投煤及床温控制等因素密切相关，点火过程中在保证床温均衡上升的前提下，需要控制油枪出力及其配风以防点火风道超温，在床温上升到一定值时需要掌握正确的投煤方式及配风，这些都关系到点火启动的成败。1 设备概况CFB 锅炉型号 DG450/9.811，采用汽冷式旋风分离器，锅炉主要由 1 个膜式水冷壁炉膛、2 台汽冷式旋风分离器和 1 个由汽冷包墙
3、包覆的尾部竖井 3 部分组成。给煤口和石灰石口全部置于炉前。炉膛底部是由水冷壁管弯制而成的水冷风室，通过膨胀节与风道点火器相连。风道点火器共有 2 台，各设 1 只床下点火油枪，炉膛密相区水冷壁前后墙上分别设置了 2 只床上点火油枪，用于锅炉启动点火和低负荷稳燃。炉膛两侧设置 4 台多仓式冷渣器。2 台汽冷式旋风分离器布置在炉膛与尾部竖井之间，下部各布置 1 台“J”阀回料器。锅炉设引风机、二次风机、一次风机、播煤风机、J 阀风机各 2 台，另设有 1 台点火增压风机（风源取自一次风预热器出口），为床下油枪提供点火及助燃用风，床上油枪用风则直接取自一次风预热器出口。CFB 锅炉布置如图 1 所
4、示，点火风道一次风及燃油系统如图 2 所示。点火用油为 0 号轻柴油，油枪采用机械雾化，每台炉配 2 只床下点火风道油枪和 4 只床上点火油枪，其中单只床下油枪的出力为 1 650 kg/h，单只床上油枪的出力为 500 kg/h，床下油枪的出力靠回油进行调节，其调节比为 13。主要性能参数见表 1。2 点火前的冷态试验结果在点火前进行了冷态试验，目的是了解各风机的出力特性、布风板空板及添加床料时的阻力特性、确定冷态临界流化风量等，以便为热态点火及运行提供参考。试验结果表明：各风机的出力正常；布风均匀性良好；选用粒径为 08 mm 的炉渣作为床料，料层厚度为 500 mm 时的最小流化风量约为
5、 85000m3（标准状态下）/h。3 点火启动过程中对相关因素的控制3.1 点火床料在 CFB 锅炉启动前，应对炉膛、冷渣器、J 阀的布风板和风帽进行清理和检查，清理遗落在布风板上的大块异物和铁丝等杂物，疏通堵塞的风帽，并及时更换损毁的风帽。对于点火床料，主要应当考虑其厚度、粒度及发热量。如果在运行中锅炉不能增加床料且启动时间较长，尤其是机组初次启动时，可能会因一些缺陷而使启动时间拖延，应考虑将启动床料加厚些，可加到 700800 mm，以免床料减薄后需重新加料；如果是正常启动，一般床料厚度可以考虑加到 400500 mm。J 阀布风板可不加启动床料，运行中 J 阀能够自动积存分离下来的床料
6、并建立起回料的自平衡状态（在 J 阀风机运行并通入 J 阀流化风的状态下）。冷渣器的各布风板也无需事先添加床料，可以通过从炉膛排放使冷渣器内建立起初始床料厚度，冷渣器的初始床料厚度以布风板的床压达到 2.02.5 kPa 为宜。点火床料的发热量一般在 2 000 kJ/kg 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，影响点火时间，其平均粒径 d50在 1.2 左右比较适宜，表 2 为一次成功点火时的点火床料筛分特性。3.2 油枪出力及配风控制在点火前，可以通过调整点火增压风机入口风门的开度及点
7、火风道燃烧器的点火风门和助燃风门的开度，将初始点火风量控制在 2 000m3(标准状态下)/h，助燃风量控制在 10 000 m3（标准状态下）/h 左右；将风道燃烧器的冷却风门全部打开，冷却风量应不低于 5 000m3（标准状态下）/h；将炉底一次风流化风门的开度置于冷却位置（开度大约为 5%10）；将油枪前油压调至 3.5 MPa 左右，在整个点火过程中应将油压控制在 3.0 MPa 以上；然后进行一侧床下风道点火燃烧器的程控点火，火检及火检强度信号均出现后可进行风量的调整。应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通过配风予以调整，对调节无效的应停用油枪
8、进行检查清理或更换油枪的雾化片。应通过配风和油枪出力的调整，使点火侧风道燃烧器的温度缓慢提高，启动初始阶段应尽可能控制燃烧器部位（预燃室的根部及出口温度）的温度升温幅度不超过 120 /h，在使用单只油枪时，床下回油管道中的回油量相对较少，回油阻力较小。因此，应适当关小床下回油调节门的开度。单油枪的最低出力可控制在 400 kg/h 左右，油枪出力再小则燃烧稳定性不好。当使用双只油枪时，床下回油管道中的回油量相对较大，回油阻力较大，因此，应适当开大床下回油调节门的开度，否则油枪出力过大。实际点火过程中，单只油枪出力能够达到设计值，油枪出力在最大值时，油枪点火风风量为4 5005500m 3（标
9、准状态下）/h，油枪助燃风风量为 1300017 000m 3（标准状态下）/h，随着油枪出力的增加，应及时根据火检情况调整油枪配风，一般将助燃风量及点火风量比例调至 2.52.8 之间，即可使油枪火焰稳定；床上油枪配风风量 5 5006 500m 3（标准状态下）/h。实践证明，按照上述风量进行控制时燃烧稳定，可使点火风道壁温控制在 1 000 左右，水冷风室的烟气温度在 750800 左右，满足将炉膛的床料加热到 600 的需要，超出上述范围油枪容易燃烧不充分或灭火。在点火中发现，使用床上油枪后，床下油枪的出力下降较大且燃烧不稳，两只床下油枪已经能够满足锅炉启动燃烧的需要，因此，建议在启动
10、中不使用床上点火油枪。启动初期，随着床温的升高应不断调整油枪的出力以适应床温增加的要求，但在使床温升高的同时，还须保证点火风道内部的浇注料不超温，对二者必须综合考虑。在启动中，一次风流化风可以作为调温风使用，控制水冷风室的烟气温度缓慢上升，并平衡两侧水冷风室的烟气温度，使布风板上的床温变化率尽可能控制在 2 /min 范围内。在油枪出力不变的情况下，调节燃烧器的点火风和助燃风都将改变火焰温度，点火风的作用主要是增加火炬的旋流强度并强化燃烧，助燃风的作用是补充燃烧后期的氧量并将火焰拉长，因此应综合考虑，保持火焰形状合理，燃烧稳定充分。3.3 启动过程中流化风的控制在锅炉启动初期，主要任务是将床温
11、升至投煤温度，因此，应使床温维持均衡上升的趋势，由于床温随着一次风的增加而明显下降，因此在许可的范围内应采用尽可能小的流化风量，此时的流化风风量可以在最小流化风速对应的风量之下，使床料处在微流化或鼓泡状态下即可，以加快升温的速度，节约点火用油和缩短启动时间，在 500 mm 床层厚度时，可以采用约 75 000m3(标准状态下)/h 左右的流化风风量进行点火启动。在床层温度达到投煤温度前，采用小风量保持炉膛微流化或鼓泡状态进行启动，流化风量的大小以床温升温幅度在 120 /h 左右为宜（烟气温度的升温幅度及最终温度应控制在耐火材料的升温速度和使用温度上限内），在实际点火中只需要 2 只床下点火
12、风道燃烧器（合计最大出力为 2 400 kg/h 左右）即可将床温升到 600 以上，使之具备投煤条件。3.4 投煤及燃烧控制当床温达到 600 时可以考虑投煤，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 min，停运 3 min，反复进行），也可以采用连续投煤方式，密切观察床温的变化情况，如果床温稳中有升（或氧量突然减小），表明入炉煤已经着火，可以连续投煤；如果床温下降则应停止给煤并进行观察，待床温恢复上升时再继续小量给煤。在初始给煤时，一次风流化风可维持不变，待入炉煤着火后视床温的变化再改变一次风量。逐渐增加给煤量，保持床温稳定上升，升温速率控制在 12
13、/min 内，当给煤机出力达到 7 t/h 左右时，可对称投运第 2 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。根据床温的升温幅度可以逐步改变一次风流化风量，保持升温速率，同时逐渐增大给煤量（当总给煤量达到 10 t/h 时投入第 3 台给煤机，达到 13 t/h 左右时投入第 4 台给煤机），逐步提高床温。在锅炉床温达到 700 左右时，可能会发生积存焦炭的大量燃烧，因此应适当提高一次风量将床温升温速率控制在 1 /min 左右，并继续提升床温。在该阶段，提升床温是主要的，在入炉煤着火后，应通过风煤比的变化逐渐提升锅炉的床温，风的改变主要通过调整一次流化风量大小来实现，
14、二次风在此阶段可以不考虑调整。如果床层高度不很高，该阶段可以考虑不排渣，总的原则是让床温稳中有升，进行床温的养护，逐步达到停油温度。投煤时应当注意以下几点：a. 给煤机的投运要对称，不要造成偏斜，使燃料在炉内播撒和流化均匀。b. 最好等量给煤，至少应两两相同。给煤量的增加要均匀，不宜单台给煤机的给煤量与其它给煤机的给煤量相差较大，以使床温分布均匀。c. 应时刻注意保持给煤机内的密封风压力不低于 5 kPa，并时刻注意给煤机落煤管的温度是否有升高的趋势。d. 给煤量变化时，应及时变化一次风量；加煤加风，减煤减风，如果风煤比改变时，应及时调整二次风门以维持风煤比在合理范围内变化。e. 二次风量的改
15、变应由风煤比决定如果一次风已能满足风煤比要求时，二次风箱的风门应在冷却位，但二次风机入口风门的开度应满足给煤机密封风压的要求（二次风机出口风压应维持在 914 kPa）；如果一次风不能满足风煤比时，应调节二次风箱风门使风煤比在合适值，但该门的调整不应使二次风机出口风压低于 9 kPa，否则应同时调整二次风机的入口风门使出口风压维持在 914 kPa 范围内。3.5 床下油枪的停止及调整在锅炉负荷达到 30额定出力左右且炉膛床温达到 800 时，可以停用床下油枪。停用油枪时采用先停一侧油枪，待床温稳定后再停另一只油枪的方式进行。停油枪时为减少对锅炉燃烧的扰动，可先将油枪的总出力调整到 1 400
16、 kg/h 左右，减少的油量用煤量弥补。当停用一只油枪时，由于回油管路阻力减少，另一只油枪的出力会迅速下降，应及时关小床下回油调整门，使油枪出力维持在 700 kg/h 左右。此时应注意床温的变化，及时调整一次风量和给煤量，维持床温稳定。逐渐降低油枪出力到 400 kg/h 左右，当锅炉床温稳定后可停用另一只油枪。在停用床下油枪后，应注意床温和炉膛负压的变化，并应略减少一次风量（停用油枪后，系统阻力减少，一次风的风量会自动增加），以维持床温的稳定。床下油枪停止后，锅炉的点火启动过程即告结束，锅炉可以进入正常的升负荷阶段。4 结束语采用床下点火方式的点火成功率较高，但同时也应注意在油枪出力及配风、流化风使用、投煤及配风等环节采用合理的运行方式及参数进行，以节约点火用油、缩短启动时间。提及的有关参数可作为同类机组点火启动时参考。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，1998.河北电力技术.
