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1、 DG410/9.81-9 CFB 锅炉的点火和投煤 崔建川 吴学超 （河北热电有限责任公司，河北，石家庄，050041） 摘 要： 文章对 DG410/9.81-9 型流化床锅炉及锅炉的点火方式进行了简要概括。 重点介绍了在点火过程中保证设备安全和点火经济的方法及注意事项，就流化床锅炉的给煤操作进行了分析和总结。 关键词：流化床 点火 给煤 DG410/9.819 型循环流化床锅炉是东方锅炉（集团）股份有限公司根据美国福斯特惠勒公司许可证技术生产制造的国产 100MW 等级的循环流化床锅炉。石家庄热电厂八期技改工程（河北热电有限责任公司）#21、#22、#23、#24 四台锅炉采用了该炉型。
2、该锅炉系高温高压、单汽包、自然循环锅炉，采用循环流化床燃烧方式、高温分离物料、固态排渣、干式输送、平衡通风、半露天布置。 DG410/9.819 型锅炉采用了床上加床下的点火方式，配有两台床下风道点火器和四支床上油枪。油枪雾化方式为机械雾化，燃油压力为 3.0MPA 床下燃烧器油枪为中心回油式，每台出力1650Kg/h；床上油枪每支出力 500kg/h。锅炉点火时，先启动布置在一次风道上的床下燃烧器，为了克服沿程阻力，增加了一台点火增压风机。先通过加热一次风，再用一次风作为换热介质以对流换热的方式加热和流化床料，提高床温。当床温升至 430以上时，再投入床上油枪，继续升温至580开始投煤。当床
3、温升至 760时，逐渐减小油枪出力直至全部停油。 1 CFB 锅炉点火的注意事项 1.1 DG410/9.819 型锅炉点火过程中的安全性 点火过程中涉及设备安全的方面有： （1）布风板定向风帽的安全。床料的合理配置是定向风帽安全的一个前提。床料配置主要指床料粒度和床料高度。粒度分布对流化效果的影响非常明显。床料粒度偏大时，使用流化风量大且床料流化不好。河北热电有限责任公司#24 炉在做流化试验中，第一次由于床料颗粒偏大，流化效果不好；更换部分床料为细料后，流化效果得到了明显改善。床料的高度不仅影响到点火时间，同时还影响流化床定向风帽的安全。如果床料高度不够，不仅使床料的蓄热热量减少，增加投煤
4、的难度，而且会使床上油枪火炬对定向风帽的安全造成不利的影响。床料高度一般通过床压的大小来反映，DG410/9.819 型锅炉点火初期床压一般控制在47045880pa 之间,对应高度为 400500mm。 （2）床下点火风道的安全。从石家庄热电厂#16 炉和保定热电厂及河北热电有限责任公司#23 炉的实际情况来看，都先后出现过关于点火风道安全的问214题。综合来看，主要集中在以下方面：一次风机震动导致点火风道用风挡板自关，使点火风道超温损坏；由于冷却作用的流化风风压风量偏低，使热量不能及时带走造成点火风道超温；设备存在严重漏风，影响冷却效果导致超温；测点、监视手段缺乏，床下点火器风油配比严重失
5、调，导致点火风道超温。DG410/9.819 型锅炉及时借鉴和吸取经验教训，调试中加装了两台火焰监视器，保证了床下点火器的火焰调节，同时在点火器对侧就地安装了看火镜，便于就地监视和调整。同时规定了最小流化风量，保证了点火风道的安全。 （3）膨胀问题。DG410/9.819 型锅炉共有七个膨胀中心，从目前反映出的主要问题有两个：一是屏式过热器至高温过热器引入管支撑弹簧变形，从现场分析，将支撑方式改为吊装方式可以解决；二是旋风分离器下部的“J”回料器出现焊缝开口，已经运行的两台锅炉都存在此现象，初步分析“J”回料器出现焊缝开口与点火操作无关。 （4）“J”返料器的处理。在点火过程中，经常出现“J”
6、各层松动风风量回零的现象，这是堵塞的前兆。如果在给煤后存在返料不畅，当含有大量可燃物的返料突然进入炉膛时，会发生暴燃导致 MFT 的发生。这种情况只要用压缩空气吹通即可，一般不会发生大的影响。 1.2 DG410/9.819 型锅炉点火过程中的经济性 锅炉点火用油量和点火时间有直接的关系。DG410/9.819 型锅炉冷态点火启动设计时间为 8小时。如果在点火中操作不当，会造成点火时间过长，使点火用油数量巨大，造成浪费。DG410/9.819 型锅炉冷态点火用时最长的接近 18 小时，燃油 70 多吨。主要问题有： （1）流化风量把握不准确，使用流化风偏大，导致升温缓慢，尤其是 400600之
7、间。 （2）床料过多，使点火升温中需要的油量增多。 （3）二次风量偏大，烟气带走的热量较多。 （4）投煤技巧不够熟练，撤油枪的时间推迟，导致耗油量增加。通过改进点火操作，冷态启动时间可以控制在 10 小时左右。 2 锅炉床下燃烧器的风量配比和流化风量的调整 床下燃烧器布置在一次风道上，加热后的一次风作为热烟气加热和流化床料，不仅使加热床料的效率高，还可以提高加热床料的均匀性，使温度梯度分布更均匀。然而，热风点火对热风道和点火燃烧器本身的材料性能提出了更高的要求，使之能承受点火时的高温和局部应力。因此，床下燃烧器的调整对点火过程中的安全性和经济性都发挥着重要的作用。 2.1 床下燃烧器的风量配比
8、 DG410/9.819 型锅炉床下风道点火器由四路风组成。沿介质的流动方向依次为油燃烧器的旋流风和直流风、环流冷却风和床下流化风。旋流风和直流风来自点火增压风机，风源为冷一次风；环流冷却风和床下流化风来自空预器后的热一次风。其结构如图所示。旋流风主要作用是调整火炬开口的大小，直流风主要作用是调整火炬的长度，环流冷却风主要作用是调整风道点火器的壁温。床下流化风主要作用是流化床料，风量变化也会对流化床料的热烟气温度产生一定的影响。一般情况下各路风量为：旋流风挡板开度 2535%，风量约为 9300Nm3/h；直流风挡板开度 6575%，风量约为 21700Nm3/h；环流冷却风挡板开度 9010
9、0%，风量约为 5600Nm3/h ；床下流化风挡板开度 1535%，风量约为 30000 Nm3/h。 2.2 流化风量的调整 点火初期，床料处于冷态，流化风需要量比较大，因此必须保证一定的流化风量来流化和均匀215的加热床料。随着温度的升高，仅仅在油枪的作用下，床温变化率会逐渐缓慢，使点火时间延长。此时，适当的减少流化风量，可以使床温按照一定的速度增长，达到投煤条件，节约燃油。随着给煤量的增加，流化风量应及时加上去，以满足燃烧和流化的需要。以下是 DG410/9.819 型锅炉某次点火的实际流化风和床温、给煤量之间的变化。 左侧流化风 单位Nm3/h 42810 31524 33840 3
10、8150 37629 右侧流化风 单位Nm3/h 46389 32519 33880 43416 41050 床 温 单位 146 580 674 814 840 给煤量 单位 t/h 0 29 6.3 22.9 23.9 3 点火投煤操作中的注意事项 流化床锅炉燃煤粒度一般在 08mm 之间，加之投煤初期床温水平较低，因此必须注意给煤量和给煤速度的控制。在不同的床温阶段，应采用不同的风量和不同的煤量，并应注意间断给煤和连续给煤方式的切换。 （1）床温在 580650开始投煤时，煤量一般在 12t/h，时间间隔应在 1020 分钟，在这一阶段只是析出挥发份的燃烧，所以必须控制总给煤量在一个安全
11、范围，防止床温变化率的大幅波动，主要是间断给煤； （2）床温在 650750阶段时，可以连续给煤，但是煤量应控制在 8 t/h 以内，观察给煤变化时间应在 510 分钟左右； （3）床温在 800左右时，应观察 1015 分钟，待床温变化率相对稳定后再进一步增加煤量。增加给煤量以后 12 分钟床温变化率就开始变化，而煤量变化所引起的扰动趋于平衡，则需要58 分钟。随着给煤量和床温的变化情况，逐渐的撤出油燃烧器的运行。 4 从燃烧反应原理看流化床锅炉的投煤操作 4.1 煤粒在流化床锅炉的燃烧过程 当煤粒通过给煤机进入流化床后，会依次发生如下过程： （1）煤粒得到高温床料的加热并干燥。 （2）热解
12、及挥发分燃烧； （3）膨胀和一级破碎； （4）焦炭燃烧并伴随二级破碎、磨损。生产实际中，往往是几个过程同时进行的，挥发分和焦炭的燃烧阶段存在着明显的重叠现象。 4.2 燃煤颗粒加热到对应温度的时间 一般情况下，08mm 的煤粒平均当量直径为 2mm 左右，投入到 900的流化床中，表面或中心温度达到 800所需要的时间分别为 8.48 s 和 10.8 s，颗粒在 6mm 左右的煤粒需要21.2s；粒径为 1，0.5，0.3，0.2mm 的颗粒，在投入温度为 900的流化床中，其表面和中心达到 800所需要的时间分别为 4.42s 和 4.96s， 2.36s 和 2.51s， 1.41s 和
13、 1.46s， 0.97s 和 0.99s。锅炉的入炉煤由于有一定的粒度要求，从加热到燃烧都有一定的迟滞性。由此可见，在床温相对较低的情况下，更应该注意给煤量和时间的把握。580初次投煤时间一定要有充足的间隔，给煤量基本处于最小范围。 2164.3 煤量扰动的自平衡过程 煤粒在炉膛内的燃烧是流化床锅炉内发生的最基本、最重要的过程。河北热电有限责任公司设计煤种为山西晋中贫煤，燃煤收到基主要参数为：碳 63.11%，氢 2.63%，水分 6.1%，挥发分 11.69%，低位发热量 24200KJ/Kg，哈式可磨系数为 66，煤的颗粒度为 08mm。正常运行中，煤量在一定范围内的扰动，床温的变化可以
14、实现自平衡。床温变化的自平衡可以通过床温变化率的变化来佐证。例如：在床温为 800时正常调整中，给煤量由 27.053t/h 减到25.924t/h 床温变化率为 0.783/min，经过 5 分 03 秒后，床温变化率为最低值2.514/min，经过 8 分 02 秒后实现自平衡，床温变化率为0.088/min。由此可以看出，流化床锅炉煤量变化所造成的扰动有一定的迟滞性，煤量变化造成的影响随床温、燃料特性、流化状态、给煤方式的不同存在一定的差别，总结其中的规律可以制定较为完善的给煤操作方法。 5 结论 （1）DG410/9.819 型锅炉点火过程中安全方面主要为风道点火器的安全。 （2）点火过程中应根据冷态、热态床料流化风量的不同及时调整流化风量，达到缩短点火时间，节约点火用油的目的。 （3）点火过程中，应根据不同的床温水平确定不同的给煤量和给煤速度。 （4）流化床锅炉煤量变化所造成的扰动有一定的迟滞性，总结其中的规律可以指导给煤操作的完善。 217
