75t/h循环流化床锅炉点火启动和低负荷运行的探讨

欧阳晓辉 陈金华

摘 要：本文首先从点火前准备工作、点火启动与燃烧升温两个角度入手，分析了75t/h循环流化床锅炉的点火启动方式；其后，围绕温度调节、底料层厚度调节与运行负荷的关系，研究了75t/h循环流化床锅炉低负荷运行的调整策略。旨在通过本文的研究，总结出75t/h循环流化床锅炉的运行调整经验和注意事项，为日后相关人员在锅炉启动和维护工作中的安全性、稳定性做出有力文本支持。

关键词：流化床；火炉设备；低负荷运行状态；无烟煤料

现阶段，锅炉工作人员除了要掌握基本的操作规范和技术方法以外，还需要保有面对不同锅炉运行状态的控制管理能力，以便快速、及时地发现锅炉设备运行过程中存在的各类故障风险问题，进而保证流化活动的正常进行，发挥出锅炉设备应有的功能价值。据此，我们有必要对75t/h循环流化床锅炉的点火启动和低负荷运行做出分析研究。

1 75t/h循环流化床锅炉的点火启动方式

我公司的75t/h循环流化床锅炉采用油枪床下点火启动，点火油枪口径为38mm4，进油压力的预设值为1.96MPa，燃油类型为0号柴油，点火启动耗油量在每小时200kg左右。油枪的点火装置为GDH-20高能电弧点火器，电能储存量级为20J，可实现每秒钟16次的高频率点火，单次点火的工作时长为20秒。通常来讲，在点火装置经调试稳定后，在开启引风机、一次风机使床料流化的情况下即可开展点火作业，且能有效保证油枪油液的燃烧质量。当锅炉冷态试验完毕后，按照开炉操作票完成各类设备阀门的准备工作，将汽包水位加至-50mm，煤仓内运煤到达2/3仓位，保证单粒煤炭的粒径小于13mm。在上述条件达成以后，即可正式进行75t/h循环流化床锅炉的点火启动工作，具体流程如下：

1.1点火前的准备工作

第一，应对流化床炉膛进行检查，应保证各风帽结构的牢固稳定，并仔细查看风帽装置的换气孔是否存在堵塞、锈蚀、残缺等问题；第二，进行点火底料的铺设工作。在这一工作环节当中，首先要严格实施过筛处理，保证用于底料铺设的煤渣颗粒小于8mm，堆积厚度在350mm到400mm左右，铺设完毕后表面平整。第三，将流化床锅炉的炉门关紧，开启返料风机5分钟清除残留在返料器、抖腿中的煤灰和烟尘，将锅炉的一次风门挡板和二次风门挡板关闭。第四，将点火油系统回油总阀门打开，启动P台点火油泵，缓慢打开油泵的出口阀并对回油总阀缓慢调节，使当前点火油总管压力达到1.5MPa至1.8MPa，开启点火油枪进油阀完成油枪雾化试验[1]。

1.2点火启动与燃烧升温

首先，顺序启动锅炉引风机和一次风机，先对一次风机出口挡板进行调节，使其开度保持在30%至35%范围之内，再对引风机挡板进行调节，将锅炉炉膛处出口的压力保持在-20Pa至-50Pa的微负压状态。在确定风量和压力达到标准后，即可进行炉膛底料流化试验，测出当次所铺设底料的最低流化风量并保持一次风机、引风机挡板的开度不变即可进行油枪点火，并通过点火状态检测仪表观察点火油枪的着火情况。此时，还需要根据当前左右两边点火风室的温度差值，适当调整油枪进口阀门开度。

从整体上来讲，75t/h循环流化床锅炉的点火启动程序可分为以下几个步骤：

第一，流化床底料的纯加热阶段。在点火作业完成后，应先将流化床底料的温度升至500°C左右，这一过程大约需要1h至1.5h；再加大油枪进油阀，将点火底料由500°C上升至650°C，这一过程大约需要o.5h左右。需要注意的是，升温过程中应重点关注点火风室温度的变化，除维持左右风室温度平衡外，还要通过点火油枪进口阀门开度的调节，使点火风室温度不超过900°C时，以免造成水冷系统、点火风室上安装的防爆膜高温损坏漏风，甚至导致点火风室内存有的积灰结焦。

第二，给煤着火阶段。通常来讲，当流化床温度达到600°C时，即可启动给煤机采用小频率间断向炉膛内投煤，通过安装在尾部烟道内烟气含氧量表显示是否下降及炉膛温度上升速率是否增加來判断所投煤是否着火。当流化床温度达到750°C时，即可逐渐加大给煤机频率向炉膛内连续投煤。在这一过程当中，仍应保持点火油枪的维持运行，并控制好给煤机投煤量，以免因煤量过多，使炉膛内温度下降，但在投煤开始燃烧时出现高温结焦等问题。

第三，锅炉的正常运行阶段。待锅炉返料风机启动后，炉膛内燃烧温度稳定在850°C至950°C后，即可关闭油枪进油阀、开启回油总阀，停止点火油泵。此时，由于风室内没有可供燃烧的油液，流化床料层的氧气浓度将有所增加，进而加剧煤料的燃烧作用，造成温度的进一步升高。对于这一状况，应及时调整给煤机频率[2]。

2 75t/h循环流化床锅炉低负荷运行的调整策略

在实际的应用过程当中，75t/h循环流化床锅炉具有灵活程度高的功能特点，可实现额定参数范围内30%至110%的负荷量调节。当流化床锅炉的负荷量达到40%以下时，炉膛内的炉渣颗粒将会呈现出上小下大的不均匀状态，且炉渣的流动性较差。锅炉的旋风分离器和返料器会起到煤灰的循环运动作用，使得锅炉的低负荷燃烧调整与我国传统中应用的沸腾锅炉调整技巧类似。具体来讲，锅炉低负荷燃烧运行时各类内部参数如下：

第一，锅炉内部的温度参数分布。以普通煤料作为燃烧材料时，炉膛的温度在850°C到900°C左右，炉膛出口的烟气温度为580°C到650°C，返料温度为200°C到250摄氏度；以无烟煤料作为燃烧材料时，流化床的温度要比普通煤料时高出30°C到100°C，炉膛出口处的烟气温度为740°C到800°C，返料温度为740°C到800°C；

第二，锅炉内部的烟气压力参数分布。锅炉设备内部料层压力的差值在7kPa到9kPa左右，静止料层的平均厚度在350mm到600mm左右。炉膛出口处的压力值呈现出微负压状态，在-20Pa至-50Pa左右；

第三，锅炉风机的风量参数。在锅炉设备低负荷运行的状态下，并不需要启动二次机，只需要运行一次风机风门即可。通常来讲，此时风量会在25x103m3/h到40x103m3/h的區间内不断变化，并将锅炉的蒸发量维持在23t/h到35t/h的范围内。此时，必须要严密化、动态化地对锅炉流化床内的流化状态进行监测，并保证一次风机开度不能低于最低流化风量单，料层差压在7kPa到9kPa左右。若在运行中发现锅炉内料层差压变化较大，则表明锅炉低负荷运行不畅，出现流化不良的弊端问题。

在上述内容当中，风机挡板开度、料层差压、流化床温度三个因素是锅炉流化活动运行稳定的前提和基础，而锅炉的蒸汽流量、蒸汽压力和蒸汽温度则是流化床正常运行情况下形成的标准数值特点。在了解到这些基本条件和特性后，即可对75t/h循环流化床锅炉低负荷运行的调节控制做出分析：

2.1流化床温度的调节

在锅炉设备低负荷的运行状态下，炉膛温度的调节主要依靠给煤量的大小调节，尽量减少风机挡板开度的调节次数。同时，根据燃煤种类的不同，流化床的温度调节方式也有所差异。一般来讲，在燃烧普通煤料时，由于给煤量对流化床温度的升降较为快速明显，故而调节起来相对较容易；而在燃烧无烟煤料时，流化床的温度变化会存在一定滞后性，即给煤后3分钟左右才逐渐有所升温。此外，当流化床温度达到一定高度时，应适当降低给煤量。

2.2流化床料层厚度的调节

在锅炉设备低负荷运行的状态下，应将各料层间的压力差值维持在7kPa到9kPa的范围之中，并保证静止料层的厚度维持在440mm到630mm的区间内，可通过长期低速运行冷渣机来进行调节。一般来讲，若当前煤料燃烧的温度水平较低，且5mm以上的大型煤渣颗粒较多时，应适当加大放渣量；若当前煤料燃烧的温度水平较高，且煤渣颗粒普遍在5mm以下时，应适当减少放渣量。

2.3调节负荷

锅炉需要进行减负时候，首先减少给煤，降低一次风量，但一次风量却不能够少于24000m3/h，温床的问题度需要保持在850°-900°C；

其次，增加负荷调节，锅炉要增加负荷，先要让床料增厚，通过开大风量，负荷增加要匀速，否则负荷量过快，燃烧跟不上，会使得蒸汽压力降低，温床温度下降，这样一来，负荷有可能无法增加上去，降低温度；

第三，调整流化床厚度调节。锅炉在低负荷的过程中，料层压差需要控制在4.5-7kPa，相对应的精止料层厚度为440-620mm，料层差压主要是通过床底放渣控制，燃煤热值比较低，一些大颗粒（6-12mm）多时，放渣量比较大，燃煤的热值比较高，放渣量比较偏小；将沉积床底大颗粒排出的时候，会利于流化，放渣管需要进行均衡排渣的过程，做到小量放渣，做到1-2h；

第四，控制燃煤粒度。低负荷区在运行的过程中，需要检查煤颗粒度，最好的煤颗粒高负荷较小。比如在O-10mm，需要严格控制其>12mm的煤粒无法进入炉内，由于低负荷在运行的过程中，由于流化风速比较低，大颗粒流化不起来。最后，在低负荷区运行过程中，返料器与分离器温度要小于800°c，而小颗粒循环量比较小，不会出现返料问题。当床温在个别情况下可以采取非常规的操作，当床温低于840°C的时候，就会出现熄火的危险，这个时候，床温幅度减少一次，减少风烟从床层带走的热量，导致床上升。

3总结

总而言之，在实际锅炉工作过程中，相关工作人员一定要掌握好料层厚度、风量、燃烧温度、风烟压力与锅炉运行质量之间的相互关系，进而及时、准确地对锅炉点火启动和运行过程中涉及到的各类参数指标做出调节控制，避免超温结焦、低温熄火等负面运行问题的出现。

参考文献

[1]郭佳明，张光学，池作和，王进卿.75t/h循环流化床锅炉烟气再循环改造及试验研究[J]，热能动力工程，2017，32 （11）：73-77+132-133.

[2]段东林，刘欣，段艳慧，周翔.烟气再循环燃烧技术在75t/h循环流化床锅炉上的应用[J].工业锅炉.2016（01）：49-50+56.