300MWCFB鍋爐經濟啟動方式

高振宇,李 躍,胡惠媛

（1.京能集團內蒙古京泰發電有限責任公司,內蒙古 鄂爾多斯 017000; 2.西安建筑科技大學,西安 710000;3.內蒙古工程有限公司蒙古魯電蒙源電力,呼和浩特 010020）

0 前言

流化床鍋爐啟動時需依靠燃油加熱一次風將惰性床料加熱至燃煤著火溫度，以當前主流的單爐膛1080T循環流化床鍋爐為例，常規冷態啟動一次須耗燃油約50噸以上，耗電量5萬KWh左右。為了節約能源，必須采取行之有效的方法來降低啟動耗油量及耗電量。

1 啟動過程耗油及耗電分析

（1）風量及風溫。循環流化床鍋爐在啟動過程中，需滿足最低流化風量保證爐內床料處于流化狀態（不同爐型有所差異，單爐膛1080T爐型一般為20Nm3/h左右），由于爐膛橫截面積為定值，流化風通過爐膛的時間亦為定值，且啟動時爐膛內為純吸熱狀態，故風量過大必然導致大量的熱量隨排煙損失掉。同時風量過大風機耗電量增加，因此合理控制最低流化風量能夠降低燃油及耗電量。

（2）鍋爐加熱速度。啟動過程實際上是爐本體合理膨脹、汽水系統加熱、床料加熱至燃煤著火點的過程。加熱速度過慢，將延長啟動時間，造成耗油量、耗電量增加。因此合理控制升溫升壓速度，能在安全啟動的同時節約燃油及耗電量。

（3）床料溫度。如入爐煤為高燃點的煤種，勢必需加熱床料至較高溫度，如此將造成投入燃油時間延長，耗油量增加。

（4）退出油槍時間選擇。油槍運行時間與耗油量基本成正比，所以啟動基本正常后及時退出油槍運行能夠降低燃油耗量。

（5）啟動床料的選擇。啟動床料的總量以及特性（粒徑分布、成分）等直接關系到投油時長及燃油耗量；床料厚度、粒徑不合理會導致一次風機電耗增加，因此合理選擇啟動床料是實現經濟啟動的重要前提。

2 節能啟動改進措施

（1）在熱態下核定最低流化風量。在整定循環流化床鍋爐的最低流化風量時鍋爐處于冷態，但隨著投油，空氣受熱后膨脹，故實際流量要遠大于實際所需最低流化風量，大量的熱能無謂流失，我們根據蓋·呂薩克定律V1/T1=V2/T2計算及實際實驗，我們確定了滿足鍋爐點火的啟動流化風量如圖1：

圖1 鍋爐啟動時風室溫度與流化風量

在實際點火過程中，起始以鍋爐最低流化風量滿足鍋爐進入流化過程，我們以控制實際最低流化風量為開始的調整依據，隨煙溫的上升逐漸減少風量，同時以保證床溫溫升速率及汽水系統溫升速率在合理范圍內，解決了以往風量過大排煙溫度較高且床溫不易控制的難題。按照改進后的措施，冷態啟動平均節油一半以上（在其他啟動條件相同的情況下），風機耗電量也大幅降低。

（2）提前投入爐底加熱及暖風器。鍋爐冷態啟動時床料溫度低、進入汽包的水溫低，鍋爐啟動時間延長，燃油耗量也越大。因此，在確定啟動并網時間后，提前于合理的時間投入爐底加熱可以低值熱源取代高值熱源為鍋爐啟動提供部分熱量。

鍋爐冷態啟動熱量傳導介質為空氣，因此進入爐膛的空氣溫度越低，意味著將其加熱至要求溫度消耗燃油量越大，因此在吹掃前投入暖風器系統可降低燃油耗量，同時起始溫度高可意味著達到要求煙氣溫度的時間較短，高溫煙氣在爐膛內滯留時間延長，可將更多的熱量在爐膛內散發。

（3）分階段選擇燃料。啟動前煤斗上部分揮發分高、著火點低的煤種（一般選擇著火點為380℃的褐煤，上600噸左右），在床溫達到著火點即投入燃煤，后續鍋爐升溫過程的熱量主要靠燃煤提供，微量燃油只起到安全作用，待啟動正常后，再轉換為常規燃料。

（4）控制啟動床料粒度、床層厚度。啟動床料的多少及物理特性嚴重影響耗油、耗電量。根據實際情況，根據本廠鍋爐特點及燃料特性，啟動時床壓控制于5KPa，靜止的床料厚度約為600mm左右即可滿足啟動要求，同時床料選擇盡量避免大顆粒床料，一方面顆粒度大受熱面積小，與熱空氣熱量交換效率低；另一方面因降低風量后顆粒大易造成流化不良；三是細顆粒對于提高鍋爐溫度效果明顯。

3 收效

（1）節油量。傳統啟動方式冷態啟動耗油每次在50噸左右。優化后耗油平均在20噸/次。

（2）節電的效果。非節流調整的風機風量與電流基本成正比。在采用新的啟動方式后，由于最低流化風量（冷態）及床壓大幅降低，風機耗電量也大幅降低（如圖2）。

圖2

啟動風量在20萬m3/h，一次風機電流在75A左右，啟動風量降至10萬m3/h，一次風機電流在50A左右，冷態啟動一次鍋爐耗電量約37500KWh,比優化前節電12500 KWh。

4 總結

經優化啟動方式，實現了CFB鍋爐節能、安全啟動，經一年多的實踐，該啟動方式安全、快速，節能效果明顯，有推廣的價值。

[1]盧嘯風.大型循環流化床鍋爐設備與運行[M].北京:中國電力出版社,2006.