木炭點(diǎn)火工藝在130T/h循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用

高都喜 董智 陳海蘭

[摘要]山西三維股份有限公司熱力分廠結(jié)合30t/h鼓泡流化床鍋爐、35t/h循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點(diǎn)火工藝，在130T/h循環(huán)流化床鍋爐嘗試床上木炭點(diǎn)火，在點(diǎn)火初期，經(jīng)常出現(xiàn)熄火、爐膛結(jié)焦等影響生產(chǎn)的問題，不僅增加了點(diǎn)火成本，還增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為此，對(duì)130T/h循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點(diǎn)火工藝進(jìn)行了深入研究和探討，經(jīng)過大量的“臨床”實(shí)踐，點(diǎn)火成功率達(dá)95%以上，此種點(diǎn)火工藝確實(shí)可行，完全可以推廣應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐；床上木炭點(diǎn)火；分析；應(yīng)用

1、引言

循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點(diǎn)火就是利用木炭燃燒所形成木炭火熱量，逐漸加熱底料，使之從冷態(tài)經(jīng)過固定床、微沸騰、流化態(tài)三種狀態(tài)，達(dá)到正常運(yùn)行溫度，以保證鍋爐給煤機(jī)連續(xù)給進(jìn)的煤能維持正常燃燒的過程。

2、床上木炭點(diǎn)火工藝的分析與研究

結(jié)合4臺(tái)鼓泡流化床鍋爐以及3臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的木炭點(diǎn)火經(jīng)驗(yàn)，對(duì)130T/h循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點(diǎn)火工藝進(jìn)行了分析與研究：

2.1底料配置

底料的粒度及含碳量的比例、點(diǎn)火料層高度是幾個(gè)重要的指標(biāo)。一般要求底料粒徑在8mm以下，最好是流化床鍋爐溢流出來的爐渣。底料中大小顆粒分布要適當(dāng)，既有小顆粒（<1mm）作為初期點(diǎn)火源，又要有大顆粒作為后期維持床溫之用，但大顆粒（>5mm）的比例超過10%時(shí)不易點(diǎn)火，易出現(xiàn)局部不能快速流化，導(dǎo)致床內(nèi)熱量積聚而引起結(jié)焦。底料的含碳量要<5%，過高易結(jié)焦，過低則不易點(diǎn)燃，易熄火。底料高度一般約350～400mm厚，底料太厚加熱不均勻，加熱時(shí)間延長(zhǎng)；太薄則布風(fēng)不勻，點(diǎn)火風(fēng)速不當(dāng)易引起結(jié)焦。

2.2厚炭火

厚炭火指木炭燃燒后形成的赤紅炭火，鋪滿整個(gè)床面應(yīng)有200—300mm以上的厚度，以便底料從表層向下（約150mm左右）迅速加熱到400—500℃。木炭量太少，料層溫度提不高，一旦增加送風(fēng)，既有可能將木炭火吹滅。為了維持料層溫度，如撒入過多引子煤，長(zhǎng)時(shí)間微流化，溫度無法控制，則可能使料層局部溫度迅速升高，產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。

2.3加熱方式

赤紅炭火鋪滿整個(gè)床面，熱量只能傳遞到底料表層，在表層進(jìn)行加熱。待赤紅炭火燜燃一定時(shí)間（約30min—1h）后，從微沸騰開始，逐漸加大送風(fēng)。由于底料在冷態(tài)后已有一定的分層現(xiàn)象，從上而下，由細(xì)到粗，在小風(fēng)量微沸騰下，僅表面顆粒著火。隨著送風(fēng)逐漸加大，沸騰狀態(tài)逐漸下移，上下冷熱物料進(jìn)行質(zhì)的交換，必帶來強(qiáng)烈的熱交換，使撒入的引子煤及下層較粗的燃料顆粒跟著著火燃燒。因此，下層物料收到上層熱顆粒的加熱顯著增強(qiáng)，風(fēng)量再度增大，沸騰狀態(tài)進(jìn)一步向下擴(kuò)展，上下層質(zhì)和熱交換一直向下擴(kuò)展，一直到布風(fēng)板，可以投料，點(diǎn)火結(jié)束，正常運(yùn)行。

2.4通風(fēng)速度

對(duì)于粒度為8mm以下的底料，冷態(tài)臨界沸騰風(fēng)速約為0.75m/s，最小沸騰風(fēng)速約為1.1—1.5m/s。熱態(tài)全沸騰后靜止下來的底料，有一定的分層現(xiàn)象，底料表層都是0.5—1mm以上的顆粒，越向上粒度越細(xì)，對(duì)于粒徑為0.2—1mm以下的物料，0.2m/s左右的風(fēng)速就可以使它沸騰。因此，在點(diǎn)火初期的底部風(fēng)速可以從0.2m/s開始逐漸增加，最后全沸騰的風(fēng)速也不要超過1.1—1.5m/s。在點(diǎn)火末期，料溫已經(jīng)上升，雖然未達(dá)到800—900℃，但也已接近此值，不過最底一層物料還是冷的，因此，點(diǎn)火末期全沸騰的底部風(fēng)速約相當(dāng)于冷態(tài)臨界沸騰風(fēng)速，即0.75m/s。

2.5爐膛負(fù)壓對(duì)點(diǎn)火的影響

在點(diǎn)火啟動(dòng)初期，由于鼓風(fēng)風(fēng)速還不大，大部分物料尚處于靜止?fàn)顟B(tài)，在靜止料層表面，較細(xì)的顆粒在沸騰，顆粒濃度很小，壓力梯度也較小。在這一時(shí)期如果負(fù)壓過大，從靜止料層之上到爐膛出口的總壓差可能增大很多，在這個(gè)區(qū)間以及其上部自由空間處于懸浮狀態(tài)，由于流速提高，熱量便會(huì)被氣流一下帶出爐外，因此在點(diǎn)火初期，應(yīng)控制好負(fù)壓。

3、工業(yè)性試驗(yàn)及應(yīng)用

3.1鍋爐點(diǎn)火前的準(zhǔn)備

（1）在床上鋪放粒徑0～8mm的底料約350～400mm厚，底料中含炭量不應(yīng)超過5%，最好是流化床鍋爐溢流出來的爐渣。

（2）準(zhǔn)備好點(diǎn)火用木炭和引子煤，木炭要求長(zhǎng)度在50—70mm，直徑在30—50mm，干燥；引子煤要求揮發(fā)分高，易著火。

3.2冷態(tài)特性試驗(yàn)

3.2.1床內(nèi)料層流化均勻性的檢查

測(cè)定爐膛內(nèi)爐渣流化的均勻性，以能流化起來為準(zhǔn)，先是開啟引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，緩慢開啟一次風(fēng)調(diào)節(jié)門，料層表面最先開始鼓起小氣泡，注意觀察床面上小氣泡的均勻性。逐漸加大一次風(fēng)量，床面開始波動(dòng)，緩緩加大風(fēng)量，直到整個(gè)料層流化起來，用較長(zhǎng)的火耙在床內(nèi)不斷來回耙動(dòng)，如手感阻力較小且均勻，說明料層流化良好，反之，則布風(fēng)不均勻或風(fēng)帽有堵塞。然后停止送風(fēng)，觀察料層表面是否平坦，如果很平坦，說明布風(fēng)均勻，如果料層表面高低不平，高處表明風(fēng)量小，低處表明風(fēng)量大，應(yīng)檢查原因及時(shí)予以消除。

3.2.2確定臨界流化風(fēng)量

臨界流化風(fēng)量一般與床料顆粒粒度大小、密度及料層堆積孔隙有關(guān)。開啟引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)，逐步增加一次風(fēng)量（引風(fēng)量相匹配增加），待爐料完全流化時(shí)的最低風(fēng)量即為臨界流化風(fēng)量。一般來講，循環(huán)流化床鍋爐的冷態(tài)空載面速度不能低于0.7m/s。

3.3點(diǎn)木炭

（1）用引火物將木炭引燃，引燃后開啟引風(fēng)機(jī)，根據(jù)木炭的材質(zhì)，調(diào)節(jié)引風(fēng)量，逐漸將木炭加入待點(diǎn)爐內(nèi)引燃，直至形成木炭火。

（2）木炭夠量后用爐耙攤平（攤平后的厚度大約為200—300mm），關(guān)閉引風(fēng)液偶開度及擋板進(jìn)行燜燃，期間約隔15分鐘左右用爐耙攪翻木炭，使下部的木炭燃燒充分，且燃燒均勻，直至木炭變?yōu)槌嗉t的木炭。

3.4加風(fēng)啟動(dòng)

（1）依次啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)、返料風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)。

（2）依據(jù)冷態(tài)試驗(yàn)所掌握的風(fēng)量盡快使料層達(dá)到鼓泡狀態(tài)，同時(shí)向爐內(nèi)加入引燃煙煤。利用上部燃燒形成的紅炭火逐步加熱整個(gè)料層，使引燃煙煤著火。剛開始時(shí)爐內(nèi)紅色火焰消失而轉(zhuǎn)暗，持續(xù)幾分鐘后，可以看到爐內(nèi)有明亮的火星劃過，而且會(huì)逐步增多，此時(shí)說明引燃煙煤中顆粒較小的部分已著火，這時(shí)應(yīng)略增加風(fēng)量，料層表面會(huì)出現(xiàn)紅色的火苗和火浪，600～700℃火焰由暗逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榘抵袔Ъt，這時(shí)再繼續(xù)播散引火煙煤，適當(dāng)增加風(fēng)量，爐內(nèi)火焰會(huì)由暗紅向紅轉(zhuǎn)變，而且越來越明亮。

（3）當(dāng)床溫升到700℃以后可開啟給煤機(jī)根據(jù)火焰顏色斷續(xù)給煤，但應(yīng)使床溫平穩(wěn)、緩慢的上升，達(dá)800℃時(shí)，投入返料，隨著返料進(jìn)入爐內(nèi)，根據(jù)火顏色適當(dāng)增加給煤量，待料層全部流化，燃燒穩(wěn)定后即可關(guān)爐門，由集控室根據(jù)爐膛溫度、煙氣氧量參數(shù)調(diào)節(jié)給煤量，同時(shí)加大送風(fēng)量使料層過渡到正常流化狀態(tài)控制溫度至正常運(yùn)行850～920℃，到此點(diǎn)火啟動(dòng)過程全部結(jié)束。

4、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

通過查閱相關(guān)資料，國(guó)內(nèi)130噸循環(huán)流化床鍋爐大都采用床下燃油點(diǎn)火，燃油點(diǎn)火成功率高（98%以上），點(diǎn)火成本亦偏高，僅一次點(diǎn)火燃油費(fèi)用就達(dá)近7萬元（按2010年柴油均價(jià)約6800元/噸計(jì)算），而采用床上木炭點(diǎn)火，一次點(diǎn)火費(fèi)用僅8000元（按公司2010年核算成本計(jì)算），僅一次點(diǎn)火就可以節(jié)約6萬余元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。而且在點(diǎn)火過程中不存在柴油的爆燃，操作安全穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。

參考文獻(xiàn)

[1]黨黎軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動(dòng)調(diào)試與安全運(yùn)行.北京：中國(guó)電力出版社，2002年