內容摘要：針對CFB的特點，對燃用福建無煙煤的CFB鍋爐的冷態調試、床下點火、燃燒調整作了詳細的分析總結。

關鍵詞  循環流化床、冷態試驗、床下點火、燃燒調整。

1  前言

廈門海滄新陽工業區是廈門市重要的工業開發區，位于海滄區北部，于1991年動土興建，通過十五年的開發建設，已發展有化工、橡膠、生物制藥、造紙、煙草等產業結構。工業區內基礎配套設施基本完善，區內已投產企業有：正新海燕橡膠廠、正新內胎廠、柯達、廈門卷煙廠、中坤化學、德彥紙業、長天塑化、星鯊制藥、特寶生化等十幾家要用蒸汽的大中型企業；根據工業區熱負荷現狀及發展規劃，廈門國能投資公司在新陽工業區內投資建設區域性熱電廠，采用高參數、大容量鍋爐集中供熱及熱電聯產的方式，取代較多的低參數燃油小鍋爐，以滿足工業區的熱負荷需求和電力補充。廈門國能新陽熱電廠一期于2004年初開工，2005年底建成，規模為2×75t/hCFB鍋爐配2×6MW抽凝機組，二期規劃1×130 t/hCFB鍋爐配1×6MW背壓機組；一期采用兩臺東方鍋爐廠生產的中溫中壓單鍋筒DG75/3.82-Ⅱ型循環流化床鍋爐。

循環流化床鍋爐是一種燃燒效率高，煤種適應性強，對負荷的變化適應范圍大，污染物排放量較小且易于在鍋爐燃燒過程中實現脫硫脫氮而達到環保要求的爐型，在我國環保日益嚴格，電廠負荷調節范圍大，煤種多變，原煤直接燃燒比例高，燃燒與環保的矛盾日益突出的情況下采用CFB鍋爐已成為中小型熱電廠首選的高效、低污染的新型燃燒裝備。

本文就DG75/3.82-Ⅱ型循環流化床鍋爐冷態試驗、床下點火、燃燒調整做一詳細的分析總結。

2  冷態特性試驗

鍋爐安裝完畢合格后，首先應做冷態試驗，其目的在于：

⑴、鑒定鼓風機的風量和風壓是否滿足流化燃燒的需要。

⑵、測定布風板阻力和料層阻力。

⑶、檢查床內各處流化質量，冷態流化試驗時如有死區應予以消除。

⑷、測定料床厚度，送風量與阻力特性曲線，確定冷態臨界流化風量，用以指導點火過程的調整操作，同時也為熱態運行提供參數依據。

⑸、檢查飛灰回燃系統的性能。

冷態試驗的內容主要包括：點火油槍的霧化試驗、布風均勻性試驗、布風板阻力特性試驗、料層阻力特性試驗、測定料層厚度、送風量與阻力特性曲線等。

2.1  床內料層流化均勻性的檢查

測定時在床面上鋪上顆粒為3mm以下的料渣，鋪料厚度約300－500mm，以能流化起來為準，流化均勻性可用兩種方法檢查。一種是開啟引風機和一次風機，緩慢調節送風門，逐漸加大風量，直到整個料層流化起來，然后突然停止送風，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，應該停止試驗，檢查原因及時予以消除；另一種方法是當料層流化起來后，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，阻力小的地方流化良好，而阻力大的地方可能存在死區。

通過料層流化均勻性的檢查，也可以確定流化狀態所需的最低料層厚度。這一數據對流化床點火十分重要，料層太薄，難以形成穩定的流化狀態，鍋爐無法點火和運行。料層太厚，又會延長點火時間和造成點火燃料的增多。

布風均勻是流化床點火、低負荷時穩定燃燒、防止顆粒分層和床層結焦的必要條件。

2.2  布風板阻力的測定

布風板阻力是指布風板上不鋪底料時空氣通過布風板的壓力降。要使空氣按設計要求通過布風板，形成穩定的流化床層，要求布風板具有一定的阻力。布風板阻力由風室進口端的局部阻力、風帽通道阻力及風帽小孔處局部阻力組成，在一般情況下，三者之中以小孔局部阻力為最大而其它兩項阻力之和占布風阻力的幾十分之一。測定時，首先所有爐門關閉，并將所有排渣管、放灰管關閉嚴密，啟動引風機、一次風機后，逐漸開大風門，緩慢地、均勻地增大風量，并相應調整引風，使爐膛負壓為零。對應于每個送風量，從風室靜壓計上讀出當時的風室壓力即為布風板阻力。一直加到最大風量，每次讀數時，都要把風量和風室靜壓的數值記下來。然后從最大的風量開始，逐漸減小風量，并記錄每次的風量和風室靜壓的數值，直到風門全部關閉為止。把上行和下行的兩次試驗數據的平均值繪制成布風板阻力——風量關系曲線（如圖1）以備運行時估算料層厚度。

圖1

2.3  料層阻力的測定

測定料層阻力是在布風板上鋪放一定厚度的料層，象測定布風板阻力的方法一樣，測定不同風量的風室靜壓。以后每改變一次料層厚度，重復一次風量——風室靜壓關系的測定，風室靜壓等于布風板阻力與料層阻力的總和，即：

料層阻力＝風室靜壓—布風板阻力

上式中的三項數值，都對應于相同風量下的數值。

根據以上兩個試驗測得的結果，就可以得到不同料層厚度下料層阻力和風量之間的關系，也可以繪制成料層阻力——風量關系曲線，如圖2

試驗期間，分別在300mm，400mm，500mm三種料層高度下測量床料阻力特性，試驗結果分別如下：

圖2(300mm)

圖3(400mm)

圖4(500mm)

2.4  臨界流化風量試驗

從床層特性測試結果看出，最低流化風量在28000m3/h左右。

3  床下點火

對于不同的煤種和爐型結構，點火啟動方法各有差異，但其共性的東西還是主要的。東鍋75t/h循環流化床鍋爐采用輕柴油床下點火，由于床下點火具有點火快、省力、省油等特點，所以使用較為廣泛。在實際操作運行過程中，一些用戶由于開車準備工作不充分或操作運行經驗不夠，點火時總是容易發生爐膛滅火或結焦事故，從點火試運行到并汽往往要經歷十次、二十次甚至更多的時間，既影響了整個工程進度，又浪費了大量的人力物力。

根據冷態試驗參數決定點火方案。點火前，在爐床上鋪設一層點火底料，其厚度一般為350—500mm左右，料層太厚，雖著火初期比較穩定，但點火所需的流化風量大，加熱升溫時間長，還易造成加熱不勻的現象；料層太薄，雖著火時間短、省油，但布風不均勻，底料局部被吹穿可能造成結焦，且著火初期床溫不穩定，易受斷煤或堵灰的影響，發生滅火或結焦事故。

底料粒度一般在0—13mm之間，如果太細，大量細顆粒易被流化風帶走，使料層變薄；顆粒太粗，啟動時需較大風量才能將底料流化起來，點火升溫困難。一般來說，底料中的細顆粒流化時處于底料的上層，作為著火期的引火源，大顆粒起著在爆燃中吸收燃料熱量、自身燃燒后又能儲熱維持床溫的作用。底料熱值一般應控制在2093—4186KJ/Kg范圍內。熱值太高，點火時溫升速度快，點火難以控制，易造成超溫結焦；若熱值太低，床溫升高困難，易發生揮發份析出并燃盡，但床溫仍達不到著火溫度的情況。

點火過程分底料預熱、著火和過渡三個階段。首先啟動引風機、一次風機，各風門開到冷態試驗確定的正常流化位置，保持一定的爐膛負壓，投油槍，注意觀察煙氣發生器出口煙溫（≤950--1000℃），否則開大冷風門降溫。底料預熱過程應緩慢升溫，采用油量和風量控制床溫，待床溫升至600℃時，可少量間斷投煙煤，密切注視床溫變化。當床溫升到700℃以上時，投白煙，若給煤正常，燃燒穩定時可解列油槍。一般來說床溫在300℃以下時，因物料吸熱量大，溫升較快，到300--450℃時溫升較慢，600℃以上時投煙煤一段時間后溫升又開始加快，說明投入的煤開始著火，床溫接近700℃時，加入爐內的煤開始大量著火，此時應加大流化風量，控制溫升速度以防止結焦。當鍋爐負荷達到30%--40%以上時可投入二次風助燃。值得注意的是，點火燃料宜采用發熱值較高的白煤，特別是燃煤中不要摻入煤矸石、石灰石等其它不易燃燒的燃料或原料。一次成功的點火過程，主要應注意的是床料厚度、床料篩分特性以及床料性質及配比，操作中嚴格控制點火風量。實踐證明，每一種型式的循環流化床鍋爐其點火特性都有一定的差別，需要運行管理人員在實際操作中不斷摸索和總結，找出最佳點火升溫方案，確保一次點火成功。

4  燃燒調整

4.1  床溫控制

循環流化床鍋爐正常運行時爐膛溫度一般控制在850--950℃左右。實際操作運行中，不論在點火升溫階段還是正常運行階段，都有可能引起結焦事故。一旦發生結焦，將嚴重影響鍋爐設備的安全經濟運行，且打焦時易損壞布風板、風帽、爐墻及水冷壁管等部件。

結焦主要分高溫結焦和低溫結焦兩種型式。高溫結焦是點火升溫階段經常發生的事故，升溫時燃煤發生爆燃，造成床溫迅速升高，當溫度達到灰熔點以上時，使爐膛結成一個整體的焦塊表面。在正常運行過程中，若料層厚度控制不當或給煤機與風機自動調節不好，或風門開度過大、過猛，導致分離器分離下來的大量高溫灰進入爐膛而引起超溫而結焦。低溫結焦一般發生在點火升溫階段，如果底料過薄且不均勻，煤撒播不當，易在局部形成高溫，此時流化風量少，熱量傳遞不及時，局部會形成焦塊。

實踐表明，影響循環流化床鍋爐結焦的主要因素有以下幾點：

⑴ 爐膛溫度過高，超過燃料煤灰熔點溫度；

⑵ 料層太厚或不均勻，造成流化風量過大或過小；

⑶ 點火底料厚度及熱值、入爐煤粒度、灰熔點值等；

⑷ 工人操作水平，工廠自動化程度高低，儀表指示的正確性。

點火升溫階段，可燃物要在很短的時間內著火燃燒，易造成床溫迅速上升而進入爆燃階段，此階段底料本身的吸熱量遠小于放熱量，多余的熱量如果不及時被風帶走，勢必造成床內結焦。因此，控制爆燃成為點火升溫中必不可少的一項重要手段。

如果點火底料熱值過高，爆燃期溫升加快，爆燃時間延長，因此一旦發現爆燃期溫升速度很快，應及早停油槍。另外，根據爆燃初期溫升速度趨勢及早調整風量對控制爆燃也很重要。點火成功后，分離裝置投入，帶負荷時隨時觀察回料管內循環灰量的大小及床溫變化情況。根據操作經驗，應嚴格控制料層厚度，掌握適當的放灰時間。放灰時可根據燃料性質、負荷、床溫波動來控制，防止返料灰進入爐膛太多而引起床溫無法控制而結焦。在鍋爐正常爐內壓火時，應嚴格避免爐內進入冷風，冷風的進入可能造成未燃燒的可燃物燃燒而局部超溫結焦。

總之，控制穩定的床層溫度，是防止爐內結焦的關鍵，而影響爐溫的因素主要是燃料發熱量、風量及返料量等。實際運行中燃料的品質會經常發生變化，即使給煤量不變也會引起床溫的變化。另外，入爐煤粒度的變化會引起返料量的變化。在負荷不變時，風量增大，床溫也將發生變化（在床壓一定的情況下床溫下降）。為了保證運行中床溫穩定在900℃±50℃之間，一般可不通過改變循環量來控制，而主要是通過風量和煤量進行控制。穩定負荷運行時，可在小范圍內改變風量和煤量或同時改變風量和煤量來調節床溫。床溫高時，減煤或增風，床溫低時，減風或增煤。鍋爐滿負荷運行時，風量一般可保持不變，床溫波動時，通常可以通過改變給煤量來穩定床溫。變負荷運行時，嚴格控制床溫在允許范圍內，做到升負荷先加風后加煤，降負荷先減煤后減風，燃燒調節要做到“少量多次”的調節方法，避免床溫大起大落。

4.2  一次風、二次風調整

一次風的作用主要是使床料保持良好的沸騰工況，且提供燃料燃燒所需的氧氣。二次風的主要作用是增大煙氣的擾動，減少爐膛內的熱偏差，從而降低床溫，提高爐膛出口煙溫，同時也能提供燃燒所需的氧氣。運行中要根據冷態試驗時風量及煤種的類別進行適當調整，一般情況下，運行中的一次風量應低于冷態試驗時的一次風量，因為在熱態下，床料易于流化。風對鍋爐的影響主要表現在風溫、風量及配比。①風溫：風溫越高，越容易使燃料在燃點較低的揮發分盡快燃燒，對鍋爐的燃燒越有利。②風量：風量的大小要合適。風量過大，易使過量空氣系數較大，排煙損失增加。同時，煙氣流速也較大，對受熱面磨損加劇。風量也不能過小，否則爐內底料沸騰不好，易出現“死料”從而產生低溫結焦。同時燃料在爐內不能很好的燃燒，使機械不完全燃燒損失增加，風太小還能使煙速減小，易使尾部受熱面積灰。由于風道阻力不同，煙風系統的漏風情況等諸多因素，既使相同的兩個爐的一次風量也不盡相同，具體數值可在試運行時摸索確定。③配比：二次風對鍋爐負荷的調節有較大的影響。一般二次風量為一次風量的40～50%左右。但這不是固定不變的，一般來講風溫由鍋爐設計確定，運行中風溫變化不太大。但是風量及配比由于煤的種類不同而需適當增減，因而不是一成不變的。在運行中要根據煤的不同物理特性及化學特性對爐進行調節，保證鍋爐在安全、高效狀態下運行。煤的物理特性指煤的干濕程度及粒度，我們知道煤越干越有利于燃燒。但有時煤會很濕，特別是雨季，這樣運行可使一、二次風量比正常時適當的大一些，使煤能盡快著火燃燒。且煤濕極易造成斷煤、堵煤，對鍋爐的穩定、經濟運行十分不利。煤的粒度設計要求：最大粒度不大于10mm，0.5mm以下不大于15%，小于 1mm不大于30%。但運行中煤往往達不到設計值。對于煤粉相對較多的煤，運行中可使二次風相應的小些，以免爐膛出口煙溫過高，造成主蒸汽超溫。反之對于顆粒較多的煤，運行在相應增加一次風量，以保證良好的沸騰工況，并增加二次風量，以降低床溫，避免高溫結焦，提高爐膛出口煙溫，增加鍋爐出力。煤的化學特性是影響鍋爐負荷的主要因素,煤質好鍋爐出力就大。對于低位發熱量小的煤，可以通過調節一、二次風量及配比，使煤在爐膛內充分燃燒。福建無煙煤其揮發份含量Vy<5%不易點燃，燃燒時火焰短。運行中可使床料厚度比正常時高一些，并增加一次風量，使煤能盡快著火燃燒。同時增加二次風量降低床溫，提高爐膛出口煙溫，從而增加負荷。

5  結束語

通過DG/3.82-Ⅱ型CFB鍋爐在我司燃用無煙煤的實踐表明: 做好冷態試驗是鍋爐成功點火的基礎；保證合格的燃煤入爐粒度，是正常流化燃燒的條件；控制穩定的床層溫度，是防止爐內結焦的關鍵； 調整一次風、二次風配比是鍋爐經濟燃燒的保證。

文章作者：廈門國能新陽熱電有限公司 廈門361022 應銘新