循環(huán)流化床鍋爐油槍動態(tài)點(diǎn)火的技術(shù)要點(diǎn)

　循環(huán)流化床鍋爐油槍動態(tài)點(diǎn)火的技術(shù)要點(diǎn)李軍李蔭堂西安交通大學(xué)，西安710049 *+227. 1前言點(diǎn)火啟動是燃煤鍋爐正常運(yùn)行首先碰到和必須解決的問題，而循環(huán)流化床鍋爐由于其過程的動態(tài)性其點(diǎn)火啟動與煤粉爐或?qū)尤紶t相比技術(shù)難度更大。循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火啟動的主要任務(wù)就是采用適當(dāng)方式將床層溫度提高并保持在煤燃燒所需的最低溫度以上，以便實(shí)現(xiàn)投煤后燃料的穩(wěn)定燃燒和鍋爐的正常運(yùn)行。

　　盡管由于其獨(dú)具的高效率低污染技術(shù)優(yōu)勢，近年來循環(huán)流化床鍋爐在我國備受青睞，但點(diǎn)火啟動問題也一直是困擾各用戶的一大難題。隨著循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的曰漸成熟，將有越來越多的此類鍋爐在我國投入商業(yè)運(yùn)行，了解和掌握它們的點(diǎn)火啟動特性對其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要的意義。

　　2循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火方式目前循環(huán)流化床鍋爐的點(diǎn)火方式主要有表面加熱固定床點(diǎn)火、油氣艙床層內(nèi)流態(tài)化點(diǎn)火及床下熱煙氣流態(tài)化點(diǎn)火等，前一種主要用于小型循環(huán)流化床鍋爐，后兩種特別是第二種目前在中大型循環(huán)流化床鍋爐中得到廣泛應(yīng)用。

　　油搶動態(tài)點(diǎn)火就是在流化狀態(tài)下利用油燃燒產(chǎn)生的熱量加熱床料到煤著火燃燒所需的最低溫度。其技術(shù)優(yōu)勢首先在于能充分利用流化床內(nèi)良好的混合和傳熱特性，迅速地對床層進(jìn)行均勻加熱；其次在流化狀態(tài)下床層溫度較易控制，點(diǎn)火過程安全可靠；其存在的主要弊端是由于流化空氣要帶走相當(dāng)部分熱量，所以熱量的有效利用率較低。故妥善處理過程的各種影響因素而趨利避害正是動態(tài)點(diǎn)火中所要解決的問題。

　　影響動態(tài)點(diǎn)火過程的因素很多，并且這些因素相互制約，任何一個環(huán)節(jié)的失敗都會影響成功點(diǎn)火。下面就影響該過程的主要因素及技術(shù)要點(diǎn)作簡單的分析和首先，一定厚度的料層是獲得穩(wěn)定均勻流態(tài)化的前提，所以考慮到流化床流體動力學(xué)穩(wěn)定性料層不宜太薄；其次，床料是流化床中主要的蓄熱體和載熱體，正是熾熱的流化床層才能為煤的及時著火提供理想的熱力環(huán)境，為保證點(diǎn)火過程的熱力穩(wěn)定性料層也不宜太�。粚�(shí)際上動態(tài)點(diǎn)火為料層的均勻加熱提供了條件，不存在固定床點(diǎn)火時厚料層加熱不透的問題。當(dāng)然考慮到動態(tài)點(diǎn)火油搶熱量利用率較低過厚的料層也是不必要的。根據(jù)我們的點(diǎn)火試驗情況及一些報道的實(shí)爐點(diǎn)火經(jīng)驗，油搶動態(tài)點(diǎn)火時保持300400mm的靜止料層是比較合適的。

　　流態(tài)化點(diǎn)火的前提條件之一就是要維持點(diǎn)火過程中床料處于全流化狀態(tài)，以保證整個料層的快速均勻加熱，過小的流化風(fēng)速若不能使得床層達(dá)到所需要的流化狀態(tài)則無法體現(xiàn)流態(tài)化點(diǎn)火的技術(shù)優(yōu)勢。當(dāng)然，流化風(fēng)速過大對點(diǎn)火也不利：首先，在流態(tài)化點(diǎn)火過程中，流化空氣帶走的熱量占相當(dāng)部分的油搶總熱量，高的流化風(fēng)速無疑將會造成較大的熱量損失；另外，在投煤以后過高的流化風(fēng)速也將不利于較易著火的細(xì)粒燃料蓄積于床層中，抑制床層溫度的迅速提高，延長點(diǎn)火時間。所以點(diǎn)火風(fēng)速的選擇原則應(yīng)是：床層的流化程度應(yīng)滿足均勻加熱料層所需的良好的縱向和橫向混合，在此前提下風(fēng)速越小越好。根據(jù)我們的點(diǎn)火實(shí)踐，我們推薦的點(diǎn)（3）點(diǎn)火油搶的布置高度油搶的布置高度應(yīng)能保證油搶火焰有充分的擴(kuò)展空間，使燃燒穩(wěn)定同時又能對流化料層進(jìn)行有效加熱。我們認(rèn)為，滿足這一條件的最佳位置是流化床層上界面附近。所以點(diǎn)火油搶最好布置在等于或略低于點(diǎn)火風(fēng)速下流化料層上界面的高度。循環(huán)流化床鍋爐實(shí)爐點(diǎn)火中點(diǎn)火油搶的布置位置有時無法選擇，這一問題可通過對靜止床高及流化風(fēng)速的選擇綜合考慮。

　　6）點(diǎn)火過程中控制溫度點(diǎn)的選擇在循環(huán)流化床點(diǎn)火過程中，投煤、回料時機(jī)的選擇，給煤量、送風(fēng)量及回料量的調(diào)節(jié)，點(diǎn)火油搶的功率調(diào)節(jié)及適時撤除等都強(qiáng)烈地依賴對爐內(nèi)溫度的準(zhǔn)確把握，而油搶啟動后，爐內(nèi)溫度特別是沿軸向溫度變化很大，所以從過程控制的角度講選擇一個能反映煤著火環(huán)境真實(shí)情況以便為進(jìn)行相應(yīng)操作提供準(zhǔn)確信息的控制溫度點(diǎn)就顯得十分重要。我們在對多次成功和失敗的點(diǎn)火過程爐內(nèi)溫度采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，位于點(diǎn)火油搶之下流化床層中且遠(yuǎn)離點(diǎn)火油搶的溫度測點(diǎn)作為過程的控制點(diǎn)較合適，尤其在選擇投煤和撤除油搶的時機(jī)時依據(jù)此處溫度作出的判斷具有很高的可靠性。這是因為在點(diǎn)火過程中由于較低的流化速度，煤的著火燃燒過程主要在流化床層中進(jìn)行，流化床層特別是床層底部的溫度工況既是決定過程能否進(jìn)行的重要因素也是過程進(jìn)行到何種程度的真實(shí)反映。而點(diǎn)火油搶之上或附近的溫度測點(diǎn)由于受油搶熱量的影響往往具有較大的“欺騙性”。所示是我們記錄的銅川煙煤點(diǎn)火過程中不同時間爐膛溫度的沿高度變化的曲線其中的幾條粗線是油搶撤除后爐內(nèi)溫度分布曲線。

　　分析對比點(diǎn)火過程中各測點(diǎn)的溫度變化情況很容易看到，位于點(diǎn)火油搶之下流化床層中的測點(diǎn)1的溫度變化比較準(zhǔn)確地反映了煤的點(diǎn)燃過程，而其它測點(diǎn)的溫度由于受點(diǎn)火油搶熱量影響較大實(shí)際上無法承過擔(dān)程6斤煤時機(jī)及給煤量調(diào)節(jié)給煤時機(jī)的把握就是對爐內(nèi)“火候”的把握，是點(diǎn)火過程中十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。當(dāng)然把床層加熱到較高的溫度再投煤，從煤燃燒的角度講或許是一種較好的選擇，但是考慮到流態(tài)化點(diǎn)火過程中用于加熱床料的有效熱量僅占油搶總熱量的20%左右，靠油搶把床料直接加熱到較高溫度就并非上策。按我們的經(jīng)驗，對于揮發(fā)分含量較高的煙煤在床層溫度上述的控制點(diǎn)溫度超過400后就可開始少量給煤在此溫度下煤中的揮發(fā)分已能充分著火燃燒，這將有助于迅速提高床層溫度縮短點(diǎn)火時間，而對揮發(fā)分含量較少的無煙煤，投煤溫度應(yīng)在600左右。溫度條件不具備時過早給煤是循環(huán)流化床點(diǎn)火中的大忌，大量未燃煤在床層中的積聚不但無助于床層溫度的提高，反而為溫度提高后床內(nèi)結(jié)焦埋下了隱患。所以從點(diǎn)火的安全性考慮投煤的下限溫度一定要很好把握。點(diǎn)火過程中給煤量的調(diào)節(jié)應(yīng)隨床層溫度的提高漸次增加，我們摸索到的大致規(guī)律是開始投煤后可按床層溫度每升高100給煤量增加一倍的速率分幾個檔次漸增至正常給煤量。

　　膽料時機(jī)及回料量的調(diào)節(jié)在點(diǎn)火過程的絕大部分時間里特別是點(diǎn)火初期，由于前已述及的原因一般采用較低的流化風(fēng)速保持流化床層于系留狀態(tài)，此時在爐膛及整個循環(huán)回路里還不可能形成明顯的顆粒流動，所以實(shí)際上并無必要啟動回料。待點(diǎn)火后期隨著給煤量、送風(fēng)量不斷增加，床層溫度穩(wěn)步上升，煤燃燒漸趨穩(wěn)定時方可考慮啟動回料，以便在較短時間過渡到正常運(yùn)行狀態(tài)�；亓蠁�動時一定要嚴(yán)格控制回料量使其漸次增加避免由于大量冷料的突然入爐造成床層溫度的劇烈波動甚至熄火。目前循環(huán)流化床鍋爐的回料控制機(jī)構(gòu)及技術(shù)還遠(yuǎn)非芫善，這也是使得循環(huán)流化床鍋爐點(diǎn)火難度增加的主要原因之一。