循环流化床锅炉油枪动态点火的技术要点

循环流化床锅炉油枪动态点火的技术要点

　循环流化床锅炉油枪动态点火的技术要点李军李荫堂西安交通大学，西安710049 *+227. 1前言点火启动是燃煤锅炉正常运行首先碰到和必须解决的问题，而循环流化床锅炉由于其过程的动态性其点火启动与煤粉炉或层燃炉相比技术难度更大。循环流化床锅炉点火启动的主要任务就是采用适当方式将床层温度提高并保持在煤燃烧所需的最低温度以上，以便实现投煤后燃料的稳定燃烧和锅炉的正常运行。

　　尽管由于其独具的高效率低污染技术优势，近年来循环流化床锅炉在我国备受青睐，但点火启动问题也一直是困扰各用户的一大难题。随着循环流化床燃烧技术的曰渐成熟，将有越来越多的此类锅炉在我国投入商业运行，了解和掌握它们的点火启动特性对其安全经济运行有重要的意义。

　　2循环流化床锅炉的点火方式目前循环流化床锅炉的点火方式主要有表面加热固定床点火、油气舱床层内流态化点火及床下热烟气流态化点火等，前一种主要用于小型循环流化床锅炉，后两种特别是第二种目前在中大型循环流化床锅炉中得到广泛应用。

　　油抢动态点火就是在流化状态下利用油燃烧产生的热量加热床料到煤着火燃烧所需的最低温度。其技术优势首先在于能充分利用流化床内良好的混合和传热特性，迅速地对床层进行均匀加热；其次在流化状态下床层温度较易控制，点火过程安全可靠；其存在的主要弊端是由于流化空气要带走相当部分热量，所以热量的有效利用率较低。故妥善处理过程的各种影响因素而趋利避害正是动态点火中所要解决的问题。

　　影响动态点火过程的因素很多，并且这些因素相互制约，任何一个环节的失败都会影响成功点火。下面就影响该过程的主要因素及技术要点作简单的分析和首先，一定厚度的料层是获得稳定均匀流态化的前提，所以考虑到流化床流体动力学稳定性料层不宜太薄；其次，床料是流化床中主要的蓄热体和载热体，正是炽热的流化床层才能为煤的及时着火提供理想的热力环境，为保证点火过程的热力稳定性料层也不宜太薄；实际上动态点火为料层的均匀加热提供了条件，不存在固定床点火时厚料层加热不透的问题。当然考虑到动态点火油抢热量利用率较低过厚的料层也是不必要的。根据我们的点火试验情况及一些报道的实炉点火经验，油抢动态点火时保持300400mm的静止料层是比较合适的。

　　流态化点火的前提条件之一就是要维持点火过程中床料处于全流化状态，以保证整个料层的快速均匀加热，过小的流化风速若不能使得床层达到所需要的流化状态则无法体现流态化点火的技术优势。当然，流化风速过大对点火也不利：首先，在流态化点火过程中，流化空气带走的热量占相当部分的油抢总热量，高的流化风速无疑将会造成较大的热量损失；另外，在投煤以后过高的流化风速也将不利于较易着火的细粒燃料蓄积于床层中，抑制床层温度的迅速提高，延长点火时间。所以点火风速的选择原则应是：床层的流化程度应满足均匀加热料层所需的良好的纵向和横向混合，在此前提下风速越小越好。根据我们的点火实践，我们推荐的点（3）点火油抢的布置高度油抢的布置高度应能保证油抢火焰有充分的扩展空间，使燃烧稳定同时又能对流化料层进行有效加热。我们认为，满足这一条件的最佳位置是流化床层上界面附近。所以点火油抢最好布置在等于或略低于点火风速下流化料层上界面的高度。循环流化床锅炉实炉点火中点火油抢的布置位置有时无法选择，这一问题可通过对静止床高及流化风速的选择综合考虑。

　　6）点火过程中控制温度点的选择在循环流化床点火过程中，投煤、回料时机的选择，给煤量、送风量及回料量的调节，点火油抢的功率调节及适时撤除等都强烈地依赖对炉内温度的准确把握，而油抢启动后，炉内温度特别是沿轴向温度变化很大，所以从过程控制的角度讲选择一个能反映煤着火环境真实情况以便为进行相应操作提供准确信息的控制温度点就显得十分重要。我们在对多次成功和失败的点火过程炉内温度采集数据进行分析时发现，位于点火油抢之下流化床层中且远离点火油抢的温度测点作为过程的控制点较合适，尤其在选择投煤和撤除油抢的时机时依据此处温度作出的判断具有很高的可靠性。这是因为在点火过程中由于较低的流化速度，煤的着火燃烧过程主要在流化床层中进行，流化床层特别是床层底部的温度工况既是决定过程能否进行的重要因素也是过程进行到何种程度的真实反映。而点火油抢之上或附近的温度测点由于受油抢热量的影响往往具有较大的“欺骗性”。所示是我们记录的铜川烟煤点火过程中不同时间炉膛温度的沿高度变化的曲线其中的几条粗线是油抢撤除后炉内温度分布曲线。

　　分析对比点火过程中各测点的温度变化情况很容易看到，位于点火油抢之下流化床层中的测点1的温度变化比较准确地反映了煤的点燃过程，而其它测点的温度由于受点火油抢热量影响较大实际上无法承过担程6斤煤时机及给煤量调节给煤时机的把握就是对炉内“火候”的把握，是点火过程中十分关键的一个环节。当然把床层加热到较高的温度再投煤，从煤燃烧的角度讲或许是一种较好的选择，但是考虑到流态化点火过程中用于加热床料的有效热量仅占油抢总热量的20%左右，靠油抢把床料直接加热到较高温度就并非上策。按我们的经验，对于挥发分含量较高的烟煤在床层温度上述的控制点温度超过400后就可开始少量给煤在此温度下煤中的挥发分已能充分着火燃烧，这将有助于迅速提高床层温度缩短点火时间，而对挥发分含量较少的无烟煤，投煤温度应在600左右。温度条件不具备时过早给煤是循环流化床点火中的大忌，大量未燃煤在床层中的积聚不但无助于床层温度的提高，反而为温度提高后床内结焦埋下了隐患。所以从点火的安全性考虑投煤的下限温度一定要很好把握。点火过程中给煤量的调节应随床层温度的提高渐次增加，我们摸索到的大致规律是开始投煤后可按床层温度每升高100给煤量增加一倍的速率分几个档次渐增至正常给煤量。

　　胆料时机及回料量的调节在点火过程的绝大部分时间里特别是点火初期，由于前已述及的原因一般采用较低的流化风速保持流化床层于系留状态，此时在炉膛及整个循环回路里还不可能形成明显的颗粒流动，所以实际上并无必要启动回料。待点火后期随着给煤量、送风量不断增加，床层温度稳步上升，煤燃烧渐趋稳定时方可考虑启动回料，以便在较短时间过渡到正常运行状态。回料启动时一定要严格控制回料量使其渐次增加避免由于大量冷料的突然入炉造成床层温度的剧烈波动甚至熄火。目前循环流化床锅炉的回料控制机构及技术还远非芫善，这也是使得循环流化床锅炉点火难度增加的主要原因之一。