浅析如何提高高低混合流速循环流化床锅炉点火成功率

1浅析如何提高高、低混合流速循环流化床锅炉点火成功率内容提要：本文分析了高、低混合流速循环流化床锅炉点火操作各阶段的主要控制参数，如底料成分、料层厚度、最小流化风量、木炭选择、木炭燃烧时间、炉膛负压、给煤控制、返料投送等各环节的参数控制情况。在此基础上，找出它们的最佳点，并优化组织管理，提出了提高高、低混合流速循环流化床锅炉点火成功率的指导意见。关键词：木炭点火、高低混合流速、底料、料层、负压、返料在锅炉运行操作技术上，点火操作是决定锅炉能否正常运行的首要环节。锅炉点火分床上点火、床下点火和床上床下混合点火三种方式，床上点火多采用木炭点火，床下点火多采用油点火。床上床下混合点火方式常用于大容量流化床锅炉，中小容量锅炉常采用床上木炭点火和床下油点火方式。木炭点火方式比油点火经济,安全性高，缺点是自动化程度低，人工劳动强度大。本文主要介绍150T/h中温中压高、低混合流速循环流化床锅炉床上木炭点火的准备、操作过程及现场组织管理，结合近几年的点火经验，总结提高该型锅炉点火成功率的技术及管理手段，供同类锅炉点火操作工作者参考。1锅炉特点采用高、低混合流速循环流化床燃烧方式，锅炉上部为高流速，烟气流速为5m/s,携带能力强，分离效率高；下部为低速床，烟气流速为3.8m/s。内置水冷上排气高温旋风分离器，采用自平衡型U型阀返料器，锅炉结构布置紧凑，占地面积小，密相区带横埋管、炉膛全膜式壁悬吊结构布置方式。2、点火准备工作（1）底料的选择底料的合理选择是保证锅炉点火成功率的基础保证，底料是流化床锅炉在启动时所必需的介质。一般较常见的是流化床锅炉烧完后排放的灰渣，也有使用河砂做床料的。底料有较低的着火点，且含有一2定的热值。现用炉渣作为点火底料，关键技术要求为底料的筛分比及其成分组成。一是筛分比，底料颗粒的大小及均匀性直接影响着点火的难易、成败和经济性的好坏。规程对底料筛分比按下表要求。筛分范围(mm)5-82.5-51-2.50.5-10.5以下底料筛分比(%)5-1512-2525-3515-255-15实际操作中，为提高底料筛分效率，结合试验情况，现场常用翻斗车车厢加装10mm的筛网，并将翻斗车车辆升降调整至刚好升起两节的位置，保证筛网与地平面夹角60°左右，在渣仓放渣口进行筛分，这样筛分出的底料基本满足上表要求，但略有所出入，统计如下。按以上比例筛分出的底料，可以满足冷态试验条件，所有点火成功案例上均是采用的本筛分比例。二是底料成分，由于规程仅仅对底料的颗粒筛分进行了要求，没有对底料组成成分进行相关规范，使得点火过程中出现了很多挫折，50%以上的点火失败都是由于底料的成分选择不当所造成的。通过对比试验，统计了点火失败及成功案例，发现凡是入炉煤中掺烧煤泥比例达30%以上时，采用燃烧后的炉渣作为底料的情况，点火失败率接近95%，主要是由于煤泥燃烧后的底渣比重较轻，在点火时风机启动的初始阶段，极易出现底料细颗粒掩埋木炭的情况出现，导致木炭冷却和缺氧，温度急剧下降，故经常出现一起风机就看不到火星的情况出现，即便在启动风机初期偶尔细颗粒引燃的情况出现，在风机启动后温升阶段，也会出现底料细颗粒迅速被抽离，流化状况急剧恶化的情况出现。这些都是由于底料比重轻，煤泥燃烧后的细颗粒临界流化风速过低所造成。故为提高点火成功率，常采用煤、矸石混合物为燃料燃烧后的炉渣做底料，可有效保证细颗粒在底料中的比重缓慢下降，完全满足流化至加煤阶段，随着入炉煤的燃烧，底料中细颗粒的成分得到补充，就实现了正常循环，保证了点火的成功。（2）料层的控制不同的炉型，所要求的料层厚度也不同，有的400mm左右，有的筛分范围(mm)7-104-70-4底料筛分比(%)15-2030-4040-553700mm左右，由于炉膛床层点火过程中处于微流化状态，料层过厚，点火初期所需热量较多且有可能造成局部流化不良，点火后期低温结焦；床层太薄，一方面床料蓄热能力不够，点火后期赶火升压，主汽温度迟迟上不来，延误并炉时间，负荷也不易带上；另一方面易造成床面吹穿，流化不良，如果炉膛内存有大量未然尽煤，点火后期爆燃时，易造成高温结焦。根据点火需要，应及时排放床料或补充床料。根据高、低混合流速循环流化床锅炉的技术特性和试验分析，该型锅炉料层静止高度一般控制为280-350mm为宜。（3）确定最小流化风量临界流化风量是指床料从固定状态至流化状态，所需的最小风量，它是锅炉运行时最低的一次风量。可按“上行”或“下行”实验法”确定最小流化风量。从低气流速度上升到高气流速度的压降--流速特性试验称为“上行”试验法。具体为：填入静止高度280-350mm底料，逐步增加风速，床层压降成正比例增加，当风速达到一定数值时，床层压降达到最大值，该值略高于整个床层的静压，如果继续增加气流速度，固定床会突然“解锁”，床层压降降至床层的静压。此时对应的气流速度即为临界流化速度，对应风量即为临界流化风量。进一步增加气流速度，在较宽的范围内，床层的压降几乎维持不变。“上行”试验测得的数据往往有很大差异，故往往采用从高气流速度向低气流速度进行，通常称其为“下行”试验法。冷态时能够流化的床层，热态时一定可以流化。热态时所需体积流量仅为冷态时的45%左右，也就是说由冷态流化变为热态后风量可以减少，实际运行时还有燃煤量增加也需风量增加。笔者所在单位共有三台高、低混合流速循环流化床锅炉，由于不是同时开工建设，三台炉建设时一直在进行优化设计，故1#、2#、3#炉的布风板尺寸有所差别，分别为30m2、32m2和36.5m2三种规格，故三台炉的总流化风量有差别，其中1#炉为55-57A左右，2#炉为72—75A左右，3#炉为75-78A。（4）木炭的选择木炭选择不好，会影响木炭的点火时间，且影响与底料的热值交4换，在启动风机时也会直接导致木炭熄火，进而导致锅炉点火失败。为此，木炭一般选用实木木炭，直径不大于50mm，长度不大于200mm，木炭不易过碎，要有一定的粒度，最好在30mm左右，如果太碎，引燃困难，且蓄热能力差，不利于与物料的热量交换，如果太大，难以燃烧完全，会导致启动风机时局部流化不良或者高温结焦事故。另外，木炭要干燥，易燃烧，耐燃烧，燃烧时能呈现蓝色火苗的木炭相当实用。2、点火过程中人员的组织管理（1）人员的配备与分工点火时，一般配备司炉一名、助手一名、副司炉两名，放渣、放灰人员两名，点火人员8名，班长或副班长为司炉提供技术指导。分场主任负责总协调和启动初期引送风机的调整，厂部和分场技术人员在点火层观察各床流化、温度情况，及时通过添加烟煤、冷渣，联系司炉调整风机电流、给煤机转速等手段稳定炉床床温。（2）人员的通讯由于锅炉启动操作时，人员多，环境噪声大，且需即时通讯，刚开始没有配备对讲机，靠人员喊话或电话联系，不安全、也不即时，极易出现调整滞后问题。故现场以对讲机作为主要通讯设备，所有命令和提示通过对讲机反馈至司炉，进行操作。点火操作中通讯的是否畅通，有关命令和提示的通讯是否能准确便捷的传达给司炉，是点火工作是否有序的重要保证，也是影响锅炉点火成功率的重要基础物资保证，所以点火现场配备抗干扰、足数量的通讯设备。另外，若将点火过程中温度、送风电流、引风电流等参数在四米点火层通过视频投放，则更利于现场人员的精准操作，进一步提高锅炉点火的成功率。3、点火过程中的操作参数控制（1）负压的调整点燃木炭时，一般炉膛负压稍高一些，保持在-30~-70Pa，以便于木炭燃烧时有充足的氧量，缩短木炭燃烧时间。启动风机后，初始阶段需严格控制负压，防止负压较大时抽灭炭火，也要防止负压较小，甚至冒正压时，灼烧点火人员，故该阶段炉膛负压保持在-20Pa为最佳5点，带床温升高，温度升至600℃左右时，可适当调大负压。（2）木炭的燃烧由于高、低混合流速循环流化床锅炉燃烧室布置了四个独立床，各床木炭的燃烧量和燃烧速度需尽量保持一致，否则会导致启动风机后各床温度严重偏差，出现部分床高温、部分床低温等异常状况，导致点火失败。根据多年来点火经验，木炭以每个床以18包木炭为宜，约0.6-0.7t，燃烧时间以50—60分钟为宜。（3）温度及流化状况的判断当木炭全部引燃，在床上铺平后，观察燃烧室床层上不断出现红色火焰时，应开启风机，逐渐加风，注意观察床上是否有明亮发白的火焰点，若有，及时用搂耙打散，避免局部超温，并用人工投入引火烟煤屑少许，添加时，要尽量播散开，当床温升高到500℃以上时可适当加大送风量，此时应观察燃烧火焰，一般床温在500℃以下时，床内底料还没红光，当床温已达到600~700℃时，火焰呈暗红色，并由暗红向红转变，越来越明亮，此时应控制床温，使床温继续升高的涨势放慢些，若温度上升太快，可暂停播散烟煤屑，以减慢床温上升速度；投煤过程中，发现床上有固定位置的火苗，应投入湿渣降温，并用搂耙拨动该处床料，防止结焦，如有焦块，立即打散或扒出。当送风机电流接近冷态试验电流时，及时用搂耙感受流化状况，若流化不良时，积极组织少量排渣，或根据温度情况提升电流，保证流化，避免结焦。（5）给煤控制点火阶段的给煤，当床温高于750℃后,用相对的给煤机投煤,把转速控制在最低，观察火焰变化情况，若温度下降则及时添加烟煤助燃，待床温稳定在900℃左右时，可关闭点火炉门，通过给煤机频率调整控制床温。（6）返料的操作点火过程中的返料操作分两种，一种为带返料启动风机，其优点是返料可以快速补充床料细颗粒，保证流化状态持续良好，且底料被引燃后，床温较平稳。缺点是返料温度较低，启动风机后返料进入炉膛密相区降低床温，影响底料的换热，不利于点火初期床温的控制，6极易造成灭火。另外一种为风机启动后，待床温上升，床料被引燃后，直接排放掉低温返料，待床温基本稳定，返料放出红灰后，启动返料风机，将返料送入炉膛。该操作的优点是返料投入时床温基本得到控制，不易造成灭火。缺点是投返料过程中，床温极不稳定，易发生结焦，必须控制好返料的投入量及投入时的床温区间。综合比较，采用第二种返料投入方式点火成功率更高一些，关键在于返料投入时炉膛温度最好控制在950-980℃，初期返料投入一般控制返料与送风风压在4KPa左右，待床温调整稳定后，再将返料全部投入。（7）其他水位、气温、压力、并汽等操作按规程和点火操作票等相关规定，进行参数控制即可。3后语高、低混合流速循环流化床锅炉点火操作技术虽然逐步得到完善，已经基本满足了现场运行操作需要，但尚未真正做到100%的点火成功率，仍有待持续研究和总结。对于锅炉的点火操作，要时刻关注新技术、新工艺、新成果，勇于探索实验，积极进行技术与管理创新，实现节能、安全、稳定的点火操作，保证机组的安全可靠运行。4参考文献