有观点认为启动时床层厚度太大易使风量大电耗大,这可能还是坚持用临界风量下点火的原因。当采用本文所述微鼓泡风量点火时,在800℃高温下急剧膨胀产生的体积流量足以使950mm床料还处在微鼓泡的最佳点火状态。
1.3 一次风量与微鼓泡床点火
一次风量是冷态启动节油的最关键的因素,经过多次启动试验和研究分析就能确定出最合适的点火一次风量。在耐火材料温升范围内应尽量加大油枪出力同时最大限度的降低一次风量,缩短启动时间。点火最低的流化风量应使一次风刚好可以穿透料层达到料层微鼓泡状态所对应的一次风量,启动时的一次风量一般控制在临界流化风量的50%稍高一些(冷态试验时打开炉门观察这个微鼓泡状态);当然此时要退出低风量保护。某电厂440t/hCFBB投运初期,启动时间8h以上,耗油40T之多,随着对循环流化床锅炉认识的深入,逐渐减小一次风量,冷态启动燃油用量也逐步从40T降低到油8T以下。已经逐步实现并网前甚至汽轮机冲转前退油枪,退出油枪不及时、不果断,启动中耗油就过大。
440t/hCFBB冷态启动燃油用量降低到8吨以下就标志着已经实现了少油点火,每次冷态启动节约燃油80%。
需要指出的是务必不要忽视一次风量测量装置的安装位置即到底是安装在冷风段还是热风段,要正确分析点火风和一次风温的温度变化与体积膨胀,在质量流量不便情况下的体积流量的变化;也就是说假如我们确定启动时的一次风量控制在5万m3/h左右(冷态试验时打开炉门观察这个微鼓泡状态),如果一次风量测量装置的安装位置就是在热风段,那么随着点火烟气温度的升高,实际进入炉膛的热一次风体积流量是不断增高的,如果有意识地控制DCS画面上的“表”(一次风)体积流量维持在5万m3/h左右,但因热烟气温度高达800℃使实际进入炉堂的风量还要大的多。任何时候都要清醒认识到一次风被加热和膨胀后的体积流量的变化导致的实际进入炉膛的风量。冷态试验的意义在于让你真正用肉眼观察一下微鼓泡状态、流化状态,但要务必认识到这些状态的实现只与体积流量有关。
假如某CFB锅炉冷态临界流化风量是10万m3/h且一次风量测量装置在热风段(启动初期测量值与冷空气流量相差不大),在启动中床下热烟气温度高达800℃体积至少膨胀2倍以上,实际进入炉膛的风量至少20万m3/h以上,这时用充分流化已不能表述其激烈流化程度。但如果将启动点火时控制DCS画面上的“表”(一次风)体积流量维持在5万m3/h左右,在启动中热烟气温度达800℃时实际进入炉膛的风量至少10万m3/h以上,刚好接近临界流化风量。此时还可以继续将DCS画面上的“表”(一次风)体积流量控制到5万m3/h以下从而追求更加显著的节油目标!估计启动用油4到6t就行。
1.4锅炉最好上热水,上满水后及时投入底部加热,尽量提升锅炉水温,这一点也很重要。
1.5采取上述1.1-1.4项技术措施后只用床下点火方式也可正常成功点火。
2 需要进一步探讨的点火节油措施
2.1水煤浆床上点火配合小油枪点火。水煤浆等效热量价格只有燃油的1/4,节能显著!水煤浆床上点火枪还可进一步发展为煤泥燃烧器,为煤泥的可靠燃烧找到一条出路。
2.2 颗粒化秸杆与床料混合配合床上小油枪点火。颗粒化秸杆等效热量价格只有燃油的1/4,节能显著!正常运行时颗粒化秸杆可通过混入煤中或通过补料系统加入炉内实现生物秸杆在大中型CFB锅炉燃烧发电。
2.3 临炉热一、二风暖炉暖床料,并与蒸汽底部推动相结合。
2.4 上述3项同时使用,加上本文介绍的技术措施CFB锅炉可以实现极少油点火,可以与煤粉锅炉的等离子或小油枪点火相媲美。440t/hCFBB冷态启动燃油用量降低到4吨以下就标志着已经实现了极少油点火。节油90%。
3 循环流化床锅炉无油点火技术
循环流化床锅炉无油点火技术尚处于研究阶段。基本思路是沿用成熟的煤粉锅炉的等离子无油点火技术,采用床上点火,需设置小型煤粉制备系统。水煤浆等离子无油点火技术也是一个研究思路。鉴于循环流化床锅炉极少油点火技术已经实现节油90%,无油点火的社会需求不会太大是其研发推广缓慢的原因。
4 热态启动时的少油点火
当停炉时间较短床温尚有500-700℃时再点火启动为热态下的启动,因大量的温度尚低的一次风很快就会使床温下降,需要投油稳定床温以便尽快投煤。此时的节油措施还是控制好一次风量使床料微鼓泡,将燃油烟气的热量最大限度地传递给床料,使床温很快提升。热态下的启动耗油不大,采取少油点火技术措施后耗油则更少。440t/hCFBB热态启动一般耗1-2吨油;煤中矸石较多时耗油稍多,一般耗2-4吨油。
另外,热态启动时向炉内送入颗粒化秸杆可以稳定和提升床温,不用再投油助燃。
5 结论
循环流化床锅炉由于自身设计特点,普遍存在启动时间长,启动过程中易结焦,启动燃油量大的缺点,严重影响着循环流化床的安全、经济运行,在很大程度上制约着循环流化床锅炉的推广应用。通过借鉴兄弟单位经验并结合我们多年的运行实践总结出了循环流化床锅炉冷态启动实现快速、安全、节油的几点可行措施,希望能对全国CFB发电机组节能降耗做一点贡献,避免巨大的能源消耗。
循环流化床锅炉具备很多煤粉炉不可比拟的优势,随着对循环流化床锅炉进一步研究实践与推广提高,其优点还会得到进一步加强。
参考文献:
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