CFB锅炉启动与运行

CFB锅炉启动与运行

杨智尧

营口市滨海热电有限责任公司 

摘  要：本文从CFB锅炉启动前的冷态试验、启动步骤、影响CFB锅炉启动的因素、关键参数的运行控制、压火及压火后的再启动、CFB锅炉的运行监测、保护和控制等几个方面介绍了循环流化床锅炉启动与运行的特点。

关键词：CFB循环流化床锅炉启动与运行；参数控制；参数变化影响

一、CFB锅炉启动前的冷态试验

1、临界流化风量试验：选择不同的静止料层高度（500mm、600mm、700mm），增加一次风量，初始阶段随着一次风量增加，床压逐渐增大，当风量超过一定数值时，继续增大一次风量，床压将不再增加，该风量即为临界流化风量。另外，也可用逐渐降低一次风量的方法，记录风量和床压值，绘制一次风量与床压的关系曲线。

2、料层厚度确定：75～130t/h推荐350～450mm,220～480t/h推荐550～750mm，720～1030t/h推荐950～1200mm。床层升温过程为点火过程中，床料一般经过加热升温、快速引燃和向稳定状态过渡等几个阶段[1]。

二、CFB锅炉的启动步骤

1、CFB锅炉启动的主要步骤

(1)检查并确认所有有关阀门、风门、仪表是否处于正确的开关状态。

(2)煤仓上煤，化验锅水品质，电气设备送电，给水管送水，关闭所有的水侧疏水阀，开启汽包和过热器所有排气阀。

(3)经省煤器向锅炉缓慢上水，至水位计负50～100mm处停止。

(4)将配好的底料在炉外搅拌均匀后填入流化床，底料静止高度300～500mm，启动引风机和一次风机，做流化试验。

(5)启动点火油泵，调整油压后点火，并调整油枪火焰。

(6)待底料预热到400～500℃时，可缓慢增大风量使床层达到稳定流化状态，确保底料温度平稳上升。当底料温度达到600～700℃时可往炉内投入少量的引燃煤，增大风量使床层充分流化。

(7)当床温达800℃左右时，启动给煤机少量给煤，并观床温变化情况调整风量和给煤量。给煤开始90s后，应确认炉膛氧浓度值在下降，而床温稳定上升8~10℃，否则表明给煤没有着火，应立即停止给煤。

(8)调整投煤量和风量使床温稳定在适宜的水平上(如800～900℃)。

(9)锅炉缓慢地逐步升压，并监视床温、蒸汽温度和炉体膨胀情况，保证水位指示真实，水位正常。

(10)当汽包压力上升至额定压力的50％左右时，应对锅炉机组进行全面检查；如发现不正常情况应停止升压，待故障排除后再继续升压。

(11)检查并确认各安全阀处于良好的工作状态，进行动作试验。

(12)锅炉并列前应确认：蒸汽温度和压力符合汽轮机进汽要求，蒸汽品质合格，汽包水位为负50mm左右。

(13)锅炉并列，注意保持汽温、汽压和汽包水位；如发现蒸汽参数异常或蒸汽管道有水冲击现象，则应立即停止并列，加强疏水，待情况正常后重新并列。

三、影响CFB锅炉启动的因素

限制循环流化床锅炉启动时间和速度的因素主要有：床层的升温速度；汽包等受压部件金属壁温的上升速度；炉膛和分离器耐火材料的升温速度。缓慢而逐步的加热才能使汽包的金属壁和炉内耐火层中避免出现过大的热应力。在迄今为止的运行中，也出现了这样或那样的问题，主要包括如下几个方面：达不到额定出力；蒸汽参数不能保证；受热面磨损严重、爆管；分离器超温引起变形、结焦；耐火层脱落；返料机构工作不正常；床层超温、结焦；积灰问题；排放值超过设计指标。除了设计和安装的缺陷外，许多问题还来自操作运行，如床层结焦很可能源于投煤量和风量控制不正常，尤其是给煤粒度太大；炉膛和分离器耐火层脱落可能与加热速率太高有关。分离器工作不正常，可能是因为压力平衡问题或超温结焦[2]。

四、关键参数的运行控制

循环床锅炉的燃烧部分运行中，床温、风量和床层高度无疑是几个关键的指标。

1．床温控制

影响床温的因素主要有：负荷、投煤量、返料量、风量及一二次风配比等操作因素。床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来监测的。为降低不完全燃烧损失，提高传热系数，并减少CO排放，人们希望床温尽可能高一些，然而从脱硫、降低NOx排放和防止床内结焦来考虑，床温应选择低一些。

2．料层高度控制

维持相对稳定的床高或炉膛压力是运行中十分必要的方面，通常是把循环床某处作为压力控制点，并监测此处压力。运行中，床层过高或过低都会影响流化质量，引起结焦。放底渣是常用的稳定床高的方法，在连续放底渣情况下，放渣速度是由给煤速度、燃料灰分和底渣份额确定的，并要与排渣机构或冷渣器本身的工作条件相协调。

3.风量的调节

正常运行中，一次风量维持炉膛流化状态及一定的床温，同时提供燃料燃烧必要的部分氧量；二次风补充炉膛上部燃烧所需要的空气量，使煤与空气充分混合，减少过剩空气系数，保证充分燃烧。在达到满负荷时，一次风占总风量的50％～ 60％。二次风占总风量的20％～40％，返料风占总风量的1％左右。风量的调节本着一次风调节床温、二次风调节过量空气系数的原则，并兼顾污染物排放的要求

[3]。

五、压火及压火后的再启动

压火是一种正常停炉方式，一般用于锅炉按计划还要若干小时内再启动的情况。由于短期事故抢修，停电或运行时不适应低负荷而需短期停止供汽时，也常采用压火方式。压火时间一般为数小时至一二十小时不等，与锅炉本身性能有关。对较长时间的停炉、也可以来用压火、启动、再压火的方式解决。压火操作之前，应先将锅炉负荷降至最低负荷。压火操作的步骤通常是这样的：停止结煤;待床温降至900度以下，应将所有送引风机停掉并关死风门。一般可根据床温下降程度及氧量读数来完成上述操作。将风机风门关死，是为了保持床温与耐火层温度不致很快下降，从而有效地缩短再启动时间。

六、CFB锅炉的运行监测、保护和控制

1.炉膛监测

常规煤粉炉目前主要采用光学火焰监测装置，但由于循环流化床物料浓度较高，用光学方法进行火焰监测不可靠，有导致意外停机的危险。循环流化床内温度分布均匀，炉膛径向和轴向温度波动很小。为此，许多循环床锅炉采用温度检测方式进行炉膛监测。

2.联锁系统

联锁系统的基本要求是保障运行人员和设备免受伤害和破坏，其功能是在装置接近到不合理的或不稳定的运行状态时，依靠预设顺序限定该装置的动作，或是驱动跳闸设备产生一个跳闸动作。

3.对煤种的变化的控制

当燃料发热量改变时，床内热平衡的改变将影响床温，这就会影响燃烧、传热和负荷，也会影响排放量。煤种的影响还涉及密相区燃烧份额，燃料发热量越高，理论燃烧温度也越高，则对给定的床层受热面积和密相区燃烧份额越高，床温就越高。同理，密相区燃烧份额越低，则运行床温越低。

4.对给煤粒度和水分的控制

给料粒度分布对运行也有很大的影响，给料粒度过大，则飞出床层的颗粒量减少，这使锅炉往往不能维持正常的返料量，造成锅炉出力不够；另一方面，大块给料还是造成结焦的首要原因。粒度对传热的影响也很明显，一般小颗粒的外部传热系数比大颗粒的大，小颗粒床对水冷壁的传热系数高于大颗粒床。

结  论

循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大等优点，本文从CFB锅炉启动前的冷态试验、启动步骤、影响CFB锅炉启动的因素、关键参数的运行控制、压火及压火后的再启动、CFB锅炉的运行监测、保护和控制等几个方面介绍了循环流化床锅炉启动与运行的特点。在这次阐述当中，我根据多年的运行工作实践和管理经验结合所学的热能相关专业知识对我厂现有设备的运行方式、注意事项等诸多因素进行了系统的阐述，并提出了切实可行的技术措施，我厂的安全与稳定运行提供了技术方面的支持。

参考文献
[1]岑可法，倪明江，等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M]。北京:中国电力出版社，1997.
[2]冯俊凯，岳光溪,吕俊复.循环流化床燃烧锅炉.电力工业出版社,2003
[3]P.巴苏等著.循环流化床锅炉的设计与运行.科学出版社，1994