300MWCFB锅炉经济启动方式

高振宇,李 跃,胡惠媛

（1.京能集团内蒙古京泰发电有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000; 2.西安建筑科技大学,西安 710000;3.内蒙古工程有限公司蒙古鲁电蒙源电力,呼和浩特 010020）

0 前言

流化床锅炉启动时需依靠燃油加热一次风将惰性床料加热至燃煤着火温度，以当前主流的单炉膛1080T循环流化床锅炉为例，常规冷态启动一次须耗燃油约50吨以上，耗电量5万KWh左右。为了节约能源，必须采取行之有效的方法来降低启动耗油量及耗电量。

1 启动过程耗油及耗电分析

（1）风量及风温。循环流化床锅炉在启动过程中，需满足最低流化风量保证炉内床料处于流化状态（不同炉型有所差异，单炉膛1080T炉型一般为20Nm3/h左右），由于炉膛横截面积为定值，流化风通过炉膛的时间亦为定值，且启动时炉膛内为纯吸热状态，故风量过大必然导致大量的热量随排烟损失掉。同时风量过大风机耗电量增加，因此合理控制最低流化风量能够降低燃油及耗电量。

（2）锅炉加热速度。启动过程实际上是炉本体合理膨胀、汽水系统加热、床料加热至燃煤着火点的过程。加热速度过慢，将延长启动时间，造成耗油量、耗电量增加。因此合理控制升温升压速度，能在安全启动的同时节约燃油及耗电量。

（3）床料温度。如入炉煤为高燃点的煤种，势必需加热床料至较高温度，如此将造成投入燃油时间延长，耗油量增加。

（4）退出油枪时间选择。油枪运行时间与耗油量基本成正比，所以启动基本正常后及时退出油枪运行能够降低燃油耗量。

（5）启动床料的选择。启动床料的总量以及特性（粒径分布、成分）等直接关系到投油时长及燃油耗量；床料厚度、粒径不合理会导致一次风机电耗增加，因此合理选择启动床料是实现经济启动的重要前提。

2 节能启动改进措施

（1）在热态下核定最低流化风量。在整定循环流化床锅炉的最低流化风量时锅炉处于冷态，但随着投油，空气受热后膨胀，故实际流量要远大于实际所需最低流化风量，大量的热能无谓流失，我们根据盖·吕萨克定律V1/T1=V2/T2计算及实际实验，我们确定了满足锅炉点火的启动流化风量如图1：

图1 锅炉启动时风室温度与流化风量

在实际点火过程中，起始以锅炉最低流化风量满足锅炉进入流化过程，我们以控制实际最低流化风量为开始的调整依据，随烟温的上升逐渐减少风量，同时以保证床温温升速率及汽水系统温升速率在合理范围内，解决了以往风量过大排烟温度较高且床温不易控制的难题。按照改进后的措施，冷态启动平均节油一半以上（在其他启动条件相同的情况下），风机耗电量也大幅降低。

（2）提前投入炉底加热及暖风器。锅炉冷态启动时床料温度低、进入汽包的水温低，锅炉启动时间延长，燃油耗量也越大。因此，在确定启动并网时间后，提前于合理的时间投入炉底加热可以低值热源取代高值热源为锅炉启动提供部分热量。

锅炉冷态启动热量传导介质为空气，因此进入炉膛的空气温度越低，意味着将其加热至要求温度消耗燃油量越大，因此在吹扫前投入暖风器系统可降低燃油耗量，同时起始温度高可意味着达到要求烟气温度的时间较短，高温烟气在炉膛内滞留时间延长，可将更多的热量在炉膛内散发。

（3）分阶段选择燃料。启动前煤斗上部分挥发分高、着火点低的煤种（一般选择着火点为380℃的褐煤，上600吨左右），在床温达到着火点即投入燃煤，后续锅炉升温过程的热量主要靠燃煤提供，微量燃油只起到安全作用，待启动正常后，再转换为常规燃料。

（4）控制启动床料粒度、床层厚度。启动床料的多少及物理特性严重影响耗油、耗电量。根据实际情况，根据本厂锅炉特点及燃料特性，启动时床压控制于5KPa，静止的床料厚度约为600mm左右即可满足启动要求，同时床料选择尽量避免大颗粒床料，一方面颗粒度大受热面积小，与热空气热量交换效率低；另一方面因降低风量后颗粒大易造成流化不良；三是细颗粒对于提高锅炉温度效果明显。

3 收效

（1）节油量。传统启动方式冷态启动耗油每次在50吨左右。优化后耗油平均在20吨/次。

（2）节电的效果。非节流调整的风机风量与电流基本成正比。在采用新的启动方式后，由于最低流化风量（冷态）及床压大幅降低，风机耗电量也大幅降低（如图2）。

图2

启动风量在20万m3/h，一次风机电流在75A左右，启动风量降至10万m3/h，一次风机电流在50A左右，冷态启动一次锅炉耗电量约37500KWh,比优化前节电12500 KWh。

4 总结

经优化启动方式，实现了CFB锅炉节能、安全启动，经一年多的实践，该启动方式安全、快速，节能效果明显，有推广的价值。

[1]卢啸风.大型循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2006.