木炭點火工藝在130T/h循環(huán)流化床鍋爐上的應用

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火工藝，在130T/h循環(huán)流化床鍋爐嘗試床上木炭點火，在點火初期，經常出現熄火、爐膛結焦等影響生產的問題，不僅增加了點火成本，還增加了工人的勞動強度，為此，對130T/h循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點火工藝進行了深入研究和探討，經過大量的“臨床”實踐，點火成功率達95%以上，此種點火工藝確實可行，完全可以推廣應用。

[關鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐；床上木炭點火；分析；應用

1、引言

循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點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)經過固定床、微沸騰、流化態(tài)三種狀態(tài)，達到正常運行溫度，以保證鍋爐給煤機連續(xù)給進的煤能維持正常燃燒的過程。

2、床上木炭點火工藝的分析與研究

結合4臺鼓泡流化床鍋爐以及3臺循環(huán)流化床鍋爐的木炭點火經驗，對130T/h循環(huán)流化床鍋爐床上木炭點火工藝進行了分析與研究：

2.1底料配置

底料的粒度及含碳量的比例、點火料層高度是幾個重要的指標。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，既有小顆粒（<1mm）作為初期點火源，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%時不易點火，易出現局部不能快速流化，導致床內熱量積聚而引起結焦。底料的含碳量要<5%，過高易結焦，過低則不易點燃，易熄火。底料高度一般約350～400mm厚，底料太厚加熱不均勻，加熱時間延長；太薄則布風不勻，點火風速不當易引起結焦。

2.2厚炭火

厚炭火指木炭燃燒后形成的赤紅炭火，鋪滿整個床面應有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，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，長時間微流化，溫度無法控制，則可能使料層局部溫度迅速升高，產生結焦現象。

2.3加熱方式

赤紅炭火鋪滿整個床面，熱量只能傳遞到底料表層，在表層進行加熱。待赤紅炭火燜燃一定時間（約30min—1h）后，從微沸騰開始，逐漸加大送風。由于底料在冷態(tài)后已有一定的分層現象，從上而下，由細到粗，在小風量微沸騰下，僅表面顆粒著火。隨著送風逐漸加大，沸騰狀態(tài)逐漸下移，上下冷熱物料進行質的交換，必帶來強烈的熱交換，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，風量再度增大，沸騰狀態(tài)進一步向下擴展，上下層質和熱交換一直向下擴展，一直到布風板，可以投料，點火結束，正常運行。

2.4通風速度

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

2.5爐膛負壓對點火的影響

在點火啟動初期，由于鼓風風速還不大，大部分物料尚處于靜止狀態(tài)，在靜止料層表面，較細的顆粒在沸騰，顆粒濃度很小，壓力梯度也較小。在這一時期如果負壓過大，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，熱量便會被氣流一下帶出爐外，因此在點火初期，應控制好負壓。

3、工業(yè)性試驗及應用

3.1鍋爐點火前的準備

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

（2）準備好點火用木炭和引子煤，木炭要求長度在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

3.2.1床內料層流化均勻性的檢查

測定爐膛內爐渣流化的均勻性，以能流化起來為準，先是開啟引風機和鼓風機，緩慢開啟一次風調節(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。逐漸加大一次風量，床面開始波動，緩緩加大風量，直到整個料層流化起來，用較長的火耙在床內不斷來回耙動，如手感阻力較小且均勻，說明料層流化良好，反之，則布風不均勻或風帽有堵塞。然后停止送風，觀察料層表面是否平坦，如果很平坦，說明布風均勻，如果料層表面高低不平，高處表明風量小，低處表明風量大，應檢查原因及時予以消除。

3.2.2確定臨界流化風量

臨界流化風量一般與床料顆粒粒度大小、密度及料層堆積孔隙有關。開啟引風機、鼓風機，逐步增加一次風量（引風量相匹配增加），待爐料完全流化時的最低風量即為臨界流化風量。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點木炭

（1）用引火物將木炭引燃，引燃后開啟引風機，根據木炭的材質，調節(jié)引風量，逐漸將木炭加入待點爐內引燃，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），關閉引風液偶開度及擋板進行燜燃，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加風啟動

（1）依次啟動引風機、返料風機、二次風機、一次風機。

（2）依據冷態(tài)試驗所掌握的風量盡快使料層達到鼓泡狀態(tài)，同時向爐內加入引燃煙煤。利用上部燃燒形成的紅炭火逐步加熱整個料層，使引燃煙煤著火。剛開始時爐內紅色火焰消失而轉暗，持續(xù)幾分鐘后，可以看到爐內有明亮的火星劃過，而且會逐步增多，此時說明引燃煙煤中顆粒較小的部分已著火，這時應略增加風量，料層表面會出現紅色的火苗和火浪，600～700℃火焰由暗逐步轉變?yōu)榘抵袔Ъt，這時再繼續(xù)播散引火煙煤，適當增加風量，爐內火焰會由暗紅向紅轉變，而且越來越明亮。

（3）當床溫升到700℃以后可開啟給煤機根據火焰顏色斷續(xù)給煤，但應使床溫平穩(wěn)、緩慢的上升，達800℃時，投入返料，隨著返料進入爐內，根據火顏色適當增加給煤量，待料層全部流化，燃燒穩(wěn)定后即可關爐門，由集控室根據爐膛溫度、煙氣氧量參數調節(jié)給煤量，同時加大送風量使料層過渡到正常流化狀態(tài)控制溫度至正常運行850～920℃，到此點火啟動過程全部結束。

4、經濟效益和社會效益

通過查閱相關資料，國內130噸循環(huán)流化床鍋爐大都采用床下燃油點火，燃油點火成功率高（98%以上），點火成本亦偏高，僅一次點火燃油費用就達近7萬元（按2010年柴油均價約6800元/噸計算），而采用床上木炭點火，一次點火費用僅8000元（按公司2010年核算成本計算），僅一次點火就可以節(jié)約6萬余元，經濟效益可觀。而且在點火過程中不存在柴油的爆燃，操作安全穩(wěn)定性高，對環(huán)境不會造成污染。

參考文獻

[1]黨黎軍.循環(huán)流化床鍋爐的啟動調試與安全運行.北京：中國電力出版社，2002年