330MW循环流化床锅炉低床压的启动和运行

董志乾 郝如平 赵伟伟 贾小平

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司

内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司（京海发电公司）两台1177t/h循环流化床锅炉，是目前国内已经投产的最大循环流化床锅炉，自2010年10月投入商业运营以来，锅炉运行稳定，通过实践和摸索，在低床压启动方面取得了一些经验。

1 系统简介

锅炉型号：DG1177/17.4-Ⅱ1，锅炉型式：循环流化床、亚临界参数、单炉膛、一次中间再热自然循环汽包炉、紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构。

锅炉主要由1个膜式水冷壁炉膛、3个汽冷式旋风分离器、3个“U”回料阀、1个汽冷包墙包覆的尾部对流烟道（HRA）组成。炉膛内前墙布置有12片屏式过热器管屏、6片屏式再热器管屏，后墙布置两片水冷蒸发屏。单布风板炉膛结构，炉膛内蒸发受热面采用膜式水冷壁及水冷壁延伸墙结构，采用水冷布风板，小直径钟罩式风帽。

点火方式：高能电点火器点火，床下4只床下点火油枪，采用压缩空气雾化，床上8只助燃油枪，采用简单机械雾化，炉前油压(正常)：3.2MPa(g)炉前油压(最低)：2.5MPa(g)。

启动床料：启动床料可以用原有床料或沙子，如果选用沙子做启动床料，要求控制砂子中的钠、钾含量，以免引起床料结焦，且要求沙子最大粒径不超过0.6mm；如果选用原有床料（大渣筛分），要求最大粒径不超过3mm。

2 低床压启动必要性

目前循环流化床锅炉和大部分煤粉锅炉启动，大多需要燃油或燃气来完成点火、升温升压，再投煤断油。随着燃油（气）价格不断的上涨，使得发电企业锅炉启动用油成本越来越高，因而节约锅炉启动用油（气）已成为发电企业越来重视的节约挖潜项目之一。循环流化床锅炉通过采用低床压启动，缩短了机组启动时间，在节约了锅炉启动用油的同时，还大大降低了机组启动外购厂用电和所需除盐水的消耗。

3 低床压启动过程

两台机组在调试期间，每次启动床料厚度为850～1000mm，点火时一次风量为23万m3/h左右（临界流化风量17万m3/h），差压控制在7～9kPa。这样导致点火时风机风量增加、压头增高，从投油到投煤大约需4～5h，不仅浪费燃油（每次启动燃油消耗47t左右），同时增加了外购厂用电（每次外购电量28万kWh），对设备易造成风道非金属膨胀节爆破和锅炉尾部受热面再燃的危险。

（1）考虑到以上因素，168h试运结束后，在机组启动时，床料厚度由850～1000mm降低至 650～700mm，一次风量由23万m3/h左右减少为16.5～18万m3/h，差压控制在3.5～4kPa，这样在锅炉启动时大大降低了一次风量，采取微流化点火方式，床料可以充分的吸收热量，热量损失小，提前达到投煤温度，从而减少机组冷态启动时间。提早投煤撤油断油，提前投入除尘器，减少环境污染，有效地减少了飞灰颗粒对引风机叶轮的磨损，减少了风道非金属膨胀节爆破和锅炉尾部受热面再燃及低温结焦的风险，从而延长了锅炉受热面使用寿命。

（2）在机组启动之前，床料选择至关重要，1mm以下大约占到15%左右，8.5mm颗粒以上不超过10%，床料残碳含量不超过5%，同时通过料层与空板阻力试验，可以全面掌握CFB锅炉基本的布风均匀性、料层阻力、空板通风阻力和热态模拟等情况，对于预见性地判断未来热态的调整操作有着非常重要的意义。

（3）一般情况下，对应各料层厚度的冷态最低临界流化风量出现时，会在逐步加风锅炉升压过程中突然发生风室风压0.15～0.35kPa的下降值凹陷情况，此点极为重要。为此，采取在一次风机或增压风机作为流化风源做料层试验时，在该拐点出现以前的加风幅度应当尽可能小，以便找准临界流化风量点。

（4）针对目前国产循环流化床锅炉风道燃烧器特点，点火配风时主流化风挡板开度根据关闭时的漏风程度应为0%～15%，目的使火焰集中不扩散冲向风室，增加火焰刚度，让床料充分吸收热量，而点火油枪中心风和夹层冷却风构成的点火风量比例应该为总流化风量的75%～90%。具体的比例以风道走势和截面积分配为准，同时兼顾风道燃烧器及分室各段温度，避免出现“窝火”烧损燃烧器情况。

（5）对于我厂燃用的烟煤煤种，在相邻三点床温达到420℃以上时或者平均床温达到350℃后，宜采取点动脉冲式试投煤引火方式。启动两台给煤机并将其出力调至6t/h，运行5min后停止给煤，监视氧量和平均床温以建立一个总体时间趋势概念。在前几分钟时间里，平均床温会有所下降，随后再升高，而氧量一开始维持不变，随后在平均床温升高之前，开始减小；记录将入炉的燃料全部完全燃尽所需的时间周期；这一时间周期应由开始给料计起，一直到出现最高平均床温和最低氧量止；在摸索确定后，可将此周期设定，但应注意煤质的不同会使周期发生变化；就地通过看火孔观察火星状态来确认着火可靠后，经两三次脉动给煤后方可连续给煤。在连续投煤后，床料逐渐增多，此时一次风量增加兼顾床温的温升率，防止炉膛内浇注料因温升速率过快，导致脱落。

（6）在保证安全的前提下可适当掌控撤油的时机，多数情况下650～780℃床温为第一支床下点火油枪撤出，床温800℃前可撤出全部点火油枪，以防温升过快结焦和爆燃，形成燃油向纯燃煤的良好温升过渡关系，但必须兼顾返料温度。

（7）在排烟温度达到80℃以上，直接投入电袋除尘器电区，剩余两只油枪及排烟温度达到90℃，可以直接投入电袋除尘器的袋区，以减少引风机的负荷，重要是减少引风机叶轮磨损，同时也减少SO2排放。

（8）东锅厂设计锅炉的给煤口和下二次风口偏低（给煤口和下二次风口的中心距离布风板标高750mm），当大量床料流化起来，给煤口和下二次风口附近床压增加，尤其启动时一次风量和二次风量不易过大。这样造成播煤阻力和二次风压增大，播煤很难到达炉膛后部，导致床温不均匀，受热面吸热不均匀，影响到汽温不均，严重导致炉膛低温结焦。同时由于下二次风压穿透能力减弱，将导致灼热的床料流到下二次风口，这时下二次风口的金属管壁将受到严重磨损和交变的热应力，严重时下二次风口与炉膛接口处裂缝使高温热床料喷射到炉膛外，不仅污染了环境，增加清扫难度，更严重地威胁到人身安全，有一次大量高温床料喷射到外部，导致锅炉被迫压火处理。

（9）在低床压启动过程中，一定把握好床料选择，入炉煤发热量尽量高些，控制好一次风量，防止床料损失过多，导致床面吹穿，同时防止启动时低温结焦。

（10）随着床温的上升，应逐渐的将床压提高，在提高的过程应根据投煤的时间和煤量以及厂用电切换的时间，把握好，并保证输渣线随时可以投运。这样不仅能节省启动的时间，相对来说低床压运行期间，床温变化明显，及时调整风煤的配比。在调整的过程中及时的调节返料，防止返料不畅造成旋风分离器内部结焦。在床温和床压上升的时候，应逐渐的将给煤机启动，保证炉膛两侧給煤均匀，尤其在汽机冲转，暖机和并网的时候应尽量保持床温稳定，汽温和汽压就相对稳定，这样可以提高汽机的暖机效果,并相应的缩短汽机的启动时间。

（11）在煤油混烧和投煤期间，根据床压的上升应逐渐的调整一二次风量，保证床温的温升率在规定的范围内，否则炉内浇注料和受热面热应力也会大，严重时会造成浇注料脱落和受热面变形。同时根据炉膛温度来调节两侧给煤机的出力，使得炉膛两侧的温度偏差减小，这样有利于两侧主再热汽温的调整，尽量减少两侧汽温的偏差。

（12）在床压达到了正常值前时，应根据床压启动输渣线进行缓慢的试排渣，这样可以提前检查输渣线是否可以正常运行。在撤油的时候，主要是根据床温，这时应提前应掌控好油和煤的发热量的比例关系，可以预知撤油后应该投煤量，这样就不会使撤油后床温大幅度波动。

4 低床压启动的结果

4.1 安全性

低床压启动降低二次风口和给煤口的背压，增加了二次风的穿透能力，不至于高温床料反弹到二次风口烧坏炉膛与二次风口接口处，同时給煤均匀，保证播煤到整个床面，使床温均匀一致，有利于炉膛整体燃烧工况稳定。

4.2 经济性

在调试期间，每次机组启动使用柴油量为47t左右，通过采用低床压启动后，使用柴油量为25t左右，节约量为22t，则每次启动可节约费用22×6500=14.3万元。

每次从锅炉点火至厂用电切换至本机带需要12h，通过采用低床压启动后，从锅炉点火至厂用电切换至本机减少至9h，可减少外购电量17万kWh，则每次启动可节约费用17万×0.433=7.361万元。

因冷态启动时间缩短，根据实践证实，节约除盐水400 t，则每次启动可节约费用400×3.0=0.12万元。

该三项费用单次可节约费用为

14.3 +7.361+0.12=21.781万元。如果每年单台机组按四次启动计算，则全年两台机组可以节约费用为21.78×4×2=174.248万元。

5 结语

在一年多的锅炉启动过程中，通过不断摸索和实践，使得锅炉低床压启动过程不断得到优化。降低了机组启动成本，减少了能源的消耗和对环境的污染,经济和社会效益显著，对于同类型电厂循环流化床锅炉采用低床压启动有一定的借鉴意义。