木炭点火工艺在130T/h循环流化床锅炉上的应用

[摘要]山西三维股份有限公司热力分厂结合30t/h鼓泡流化床锅炉、35t/h循环流化床锅炉床上木炭点火工艺，在130T/h循环流化床锅炉尝试床上木炭点火，在点火初期，经常出现熄火、炉膛结焦等影响生产的问题，不仅增加了点火成本，还增加了工人的劳动强度，为此，对130T/h循环流化床锅炉床上木炭点火工艺进行了深入研究和探讨，经过大量的“临床”实践，点火成功率达95%以上，此种点火工艺确实可行，完全可以推广应用。

[关键词]循环流化床锅炉；床上木炭点火；分析；应用

1、引言

循环流化床锅炉床上木炭点火就是利用木炭燃烧所形成木炭火热量，逐渐加热底料，使之从冷态经过固定床、微沸腾、流化态三种状态，达到正常运行温度，以保证锅炉给煤机连续给进的煤能维持正常燃烧的过程。

2、床上木炭点火工艺的分析与研究

结合4台鼓泡流化床锅炉以及3台循环流化床锅炉的木炭点火经验，对130T/h循环流化床锅炉床上木炭点火工艺进行了分析与研究：

2.1底料配置

底料的粒度及含碳量的比例、点火料层高度是几个重要的指标。一般要求底料粒径在8mm以下，最好是流化床锅炉溢流出来的炉渣。底料中大小颗粒分布要适当，既有小颗粒（<1mm）作为初期点火源，又要有大颗粒作为后期维持床温之用，但大颗粒（>5mm）的比例超过10%时不易点火，易出现局部不能快速流化，导致床内热量积聚而引起结焦。底料的含碳量要<5%，过高易结焦，过低则不易点燃，易熄火。底料高度一般约350～400mm厚，底料太厚加热不均匀，加热时间延长；太薄则布风不匀，点火风速不当易引起结焦。

2.2厚炭火

厚炭火指木炭燃烧后形成的赤红炭火，铺满整个床面应有200—300mm以上的厚度，以便底料从表层向下（约150mm左右）迅速加热到400—500℃。木炭量太少，料层温度提不高，一旦增加送风，既有可能将木炭火吹灭。为了维持料层温度，如撒入过多引子煤，长时间微流化，温度无法控制，则可能使料层局部温度迅速升高，产生结焦现象。

2.3加热方式

赤红炭火铺满整个床面，热量只能传递到底料表层，在表层进行加热。待赤红炭火焖燃一定时间（约30min—1h）后，从微沸腾开始，逐渐加大送风。由于底料在冷态后已有一定的分层现象，从上而下，由细到粗，在小风量微沸腾下，仅表面颗粒着火。随着送风逐渐加大，沸腾状态逐渐下移，上下冷热物料进行质的交换，必带来强烈的热交换，使撒入的引子煤及下层较粗的燃料颗粒跟着着火燃烧。因此，下层物料收到上层热颗粒的加热显著增强，风量再度增大，沸腾状态进一步向下扩展，上下层质和热交换一直向下扩展，一直到布风板，可以投料，点火结束，正常运行。

2.4通风速度

对于粒度为8mm以下的底料，冷态临界沸腾风速约为0.75m/s，最小沸腾风速约为1.1—1.5m/s。热态全沸腾后静止下来的底料，有一定的分层现象，底料表层都是0.5—1mm以上的颗粒，越向上粒度越细，对于粒径为0.2—1mm以下的物料，0.2m/s左右的风速就可以使它沸腾。因此，在点火初期的底部风速可以从0.2m/s开始逐渐增加，最后全沸腾的风速也不要超过1.1—1.5m/s。在点火末期，料温已经上升，虽然未达到800—900℃，但也已接近此值，不过最底一层物料还是冷的，因此，点火末期全沸腾的底部风速约相当于冷态临界沸腾风速，即0.75m/s。

2.5炉膛负压对点火的影响

在点火启动初期，由于鼓风风速还不大，大部分物料尚处于静止状态，在静止料层表面，较细的颗粒在沸腾，颗粒浓度很小，压力梯度也较小。在这一时期如果负压过大，从静止料层之上到炉膛出口的总压差可能增大很多，在这个区间以及其上部自由空间处于悬浮状态，由于流速提高，热量便会被气流一下带出炉外，因此在点火初期，应控制好负压。

3、工业性试验及应用

3.1锅炉点火前的准备

（1）在床上铺放粒径0～8mm的底料约350～400mm厚，底料中含炭量不应超过5%，最好是流化床锅炉溢流出来的炉渣。

（2）准备好点火用木炭和引子煤，木炭要求长度在50—70mm，直径在30—50mm，干燥；引子煤要求挥发分高，易着火。

3.2冷态特性试验

3.2.1床内料层流化均匀性的检查

测定炉膛内炉渣流化的均匀性，以能流化起来为准，先是开启引风机和鼓风机，缓慢开启一次风调节门，料层表面最先开始鼓起小气泡，注意观察床面上小气泡的均匀性。逐渐加大一次风量，床面开始波动，缓缓加大风量，直到整个料层流化起来，用较长的火耙在床内不断来回耙动，如手感阻力较小且均匀，说明料层流化良好，反之，则布风不均匀或风帽有堵塞。然后停止送风，观察料层表面是否平坦，如果很平坦，说明布风均匀，如果料层表面高低不平，高处表明风量小，低处表明风量大，应检查原因及时予以消除。

3.2.2确定临界流化风量

临界流化风量一般与床料颗粒粒度大小、密度及料层堆积孔隙有关。开启引风机、鼓风机，逐步增加一次风量（引风量相匹配增加），待炉料完全流化时的最低风量即为临界流化风量。一般来讲，循环流化床锅炉的冷态空载面速度不能低于0.7m/s。

3.3点木炭

（1）用引火物将木炭引燃，引燃后开启引风机，根据木炭的材质，调节引风量，逐渐将木炭加入待点炉内引燃，直至形成木炭火。

（2）木炭够量后用炉耙摊平（摊平后的厚度大约为200—300mm），关闭引风液偶开度及挡板进行焖燃，期间约隔15分钟左右用炉耙搅翻木炭，使下部的木炭燃烧充分，且燃烧均匀，直至木炭变为赤红的木炭。

3.4加风启动

（1）依次启动引风机、返料风机、二次风机、一次风机。

（2）依据冷态试验所掌握的风量尽快使料层达到鼓泡状态，同时向炉内加入引燃烟煤。利用上部燃烧形成的红炭火逐步加热整个料层，使引燃烟煤着火。刚开始时炉内红色火焰消失而转暗，持续几分钟后，可以看到炉内有明亮的火星划过，而且会逐步增多，此时说明引燃烟煤中颗粒较小的部分已着火，这时应略增加风量，料层表面会出现红色的火苗和火浪，600～700℃火焰由暗逐步转变为暗中带红，这时再继续播散引火烟煤，适当增加风量，炉内火焰会由暗红向红转变，而且越来越明亮。

（3）当床温升到700℃以后可开启给煤机根据火焰颜色断续给煤，但应使床温平稳、缓慢的上升，达800℃时，投入返料，随着返料进入炉内，根据火颜色适当增加给煤量，待料层全部流化，燃烧稳定后即可关炉门，由集控室根据炉膛温度、烟气氧量参数调节给煤量，同时加大送风量使料层过渡到正常流化状态控制温度至正常运行850～920℃，到此点火启动过程全部结束。

4、经济效益和社会效益

通过查阅相关资料，国内130吨循环流化床锅炉大都采用床下燃油点火，燃油点火成功率高（98%以上），点火成本亦偏高，仅一次点火燃油费用就达近7万元（按2010年柴油均价约6800元/吨计算），而采用床上木炭点火，一次点火费用仅8000元（按公司2010年核算成本计算），仅一次点火就可以节约6万余元，经济效益可观。而且在点火过程中不存在柴油的爆燃，操作安全稳定性高，对环境不会造成污染。

参考文献

[1]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行.北京：中国电力出版社，2002年

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