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循环流化床锅炉床上点火系统的改造
来源：山东里彦发电有限公司　日　点击：
摘要：随着高效低污染循环流化床锅炉十年的发展，其安全和经济性得到了很大的提高，大容量CFB锅炉技术也日渐成熟并应用。前期引进吸收的技术也在不断更新，系统也在逐渐优化，特别是近几年在各大科研究机构和大学院校的技术支持下，先期投产的锅炉都经过了技改和优化，山东里彦发现有限公司对上海锅炉厂生产的SG-465/13.7-M561型CFB锅炉进行了点火油系统改造，达到了免维护、节能、快投的目的， 经济效益和社会效益提高显著。
关键词：循环流化床 油枪 节能 免维护 快投
&&&&&& 发展高效、低污染的清洁燃烧技术是我国能源研究领域的重要课题，循环流化床锅炉（CFB锅炉）是近年来发展起来的煤的洁净燃烧技术，是一种高效、低污染的新型锅炉，近几年在我国得到了大力发展。CFB锅炉可燃用烟煤、贫煤、褐煤、无烟煤、煤矸石等各种燃料，具有燃料适应性好、效率高（燃烧效率可达99％，锅炉效率能达到88％～91％）、NOX产生少及调峰幅度大的优点。运行原理是煤在流化状态下低温循环燃烧（840～900℃），通过添加适当的石灰石粉和分级送风、分级燃烧，同时实现炉内脱硫和抑制NOX生成量，使烟气排放符合环境保护要求，实现了电力与环境保护协调发展的目的。
&&&&&& 目前大容量CFB锅炉在中国已走过了10个年头，设备从引进消化，到设备的运转，期间经过了太多的坎坎坷坷。由于其运行特性和磨损的机理造成的短周期运行，也称之为傻瓜炉和星期炉。现在经过我们的运行检修的经验积累，已经基本控制了磨损的发展，通过大量的改造和运行方式的调整，我们已经对设备达到了可控。随着CFB电厂机组容量的增大，发电机组的安全经济运行越来越成为制约火力发电厂经济效益的重要因素。因其的点停炉次数较同容量煤粉炉多出一倍。点停炉成本的控制也越来越成为电厂经济效益节约的重点。
二& 设备简介
&&&&&& 山东里彦发电有限公司#5、#6炉属于超高压中间再热、单锅筒自然循环、露天布置、循环流化床锅炉，炉膛为长方形，其深&宽&高为7.683&13.37&34.3 m。采用岛式露天布置、全钢结构，炉顶设置轻型钢屋盖和支吊结合的固定方式，单锅筒自然循环、集中下降管、超高压中间再热，并采用2台绝热式旋风气固分离器分离循环物料，2台&U&型回料器返料，2台风水冷流化床冷渣器冷却灰渣，分离器和回料器均内衬耐磨耐火材料，分离器上部为圆筒形，下部为锥形，回料器直管上部与分离器相连，斜管下部与炉膛连接。炉膛是水冷壁设计，下部为物料密相区，四周管壁面敷设28㎜厚耐磨耐火材料。炉底布风板表面浇注耐磨耐火料，布置有365只&T&型风帽。四只给煤管孔均布于前墙，石灰石随煤粉一起喷入炉膛。锅炉采用床上点火方式、床上布置4只启动燃烧器，两侧墙上各布置2只，燃油采用机械雾化方式。炉膛上部布置有屏式过热器和水冷屏，后烟井内布置对流受热面，分前后烟井分别布置再热器和高温过热器。
锅炉采用平衡通风，布置有4台送风机（包括一、二次风机），2台引风机，循环流化床内物料的循环由送风机和引风机来启动和维持。3台高压流化风机用作&U&型回料器内部流化和吹扫灰控阀阀塞，使冷渣器渣料畅通。另外还布置有1台输送石灰石粉的罗茨风机和2台火检风机。
&&&&&&& 燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成。一次风从炉底风室送入，通过布风板上的风帽流化床料，二次风从炉膛布风板上部一定高度送入炉内实现分级燃烧。在燃烧过程中直接向炉内加入石灰石或白云石，在燃烧室、分离器和回料器组成的循环回路中，石灰石和烟气中的二氧化硫充分混合，从而达到较高的脱硫效率。炉膛四周布置有水冷壁管，用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置（旋风分离器）中被收集并通过返料装置（回料器）送回炉膛。被分离器分离后的干净烟气进入尾部对流烟道，和尾部受热面进行换热。
三& 点火系统开发改造背景及原因分析
&&&&&&& 本锅炉采用床上启动点火方式，床上共设有4支点火油枪（左右各两支）。油枪、点火枪为伸缩式，单个出力为3T/h，采用机械雾化，高温蒸汽吹扫，二次风外部冷却方式，采用压缩空气气动控制系统，油枪规格较大，普遍存在油枪燃烧效率不高，点火困难，设备维护量大，且安全性差、经济性不高等缺陷。
&&&&&&& 我厂原有机组投产比较早，随着就地设备的不断改进，控制功能的不断完善，原来的油枪系统耗油量大，单次机组启动用油平均35T ，而且雾化效果不好，燃烧不稳定，备品备件因停产而难以购买，原来设计的油枪系统越来越不适应电厂对节能降耗越来越高的要求。投产以来，每次点火时间长，冷态启动到投煤撤油需要5个小时。着火困难，由于原油枪的点火枪的控制系统复杂，采用的气动推进装置，对压缩空气的品质要求高，经常存在进出故障，点火成功率低。燃烧不完全，耗油量大，费用高，轻质柴油在喷进炉内后被流化起来的床料吸附，没有完全燃烧就被排除炉外。烟筒容易冒黑烟，对大气污染严重，现在环保要求日益严格，给环保带来不利影响，并且燃烧不稳定，严重影响了机组的安全经济运行。
&&&&&& 经过原因分析，总结如下几点：
单只油枪出力大
降低单只油枪出力
油枪出力1.5 T/h
由厂家设计
燃油燃烧不充分
提高燃烧质量
提高雾化效果
点火枪点火困难
提高点火质量
一次点火成功
采用固定点火枪
油枪喷嘴容易堵塞
防止喷嘴处燃油结焦
喷嘴不堵塞
降低喷嘴温度
点投成功率低
改变油枪和点火枪的配合方式
一次成功率在95%以上
实验油枪和点火枪的配合距离，固定点火枪
&四& 改造方案及实施
&&&&&&& 制定了措施后，在#5、6炉大修时，组织人员进行了措施实施，主要分为以下几个方面：
1、将#1、2、3、4角四个油枪更换为节油点火油枪，每台节油点火油枪配一支油枪、一支点火枪和一台控制箱，控制方便，便于操作。
2、油枪为压力机械雾化，炉前油压要求大于2Mpa。我厂现有油系统无须变动，即可满足油压要求。
3、油枪出力暂定为1.5T/h,& 以后可根据要求和运行情况，可适当改变。
4、油枪和点火枪为固定安装，无须配备推进装置，故操作速度快，能瞬时投入，及时稳定燃烧，提高运行安全性。
5、油枪和点火枪采用一次风冷却，能将油喷嘴冷却到80℃以下,避免柴油受热焦化而堵塞喷嘴。
五& 锅炉油枪系统改造后的技术指标
&&&&&& #5、6炉油枪系统改造后，各项技术指标都有了较大的提高，安全稳定性得到了较大的改善，有效地保证了机组的安全经济运行。技术指标的提高主要体现在以下方面：
1、节油点火油枪节能效果显著，亦能在冷炉状态下形成火炬燃烧，节油率可达35%以上。
2、油枪和点火枪均为固定安装,用一次风冷却,能将油枪喷嘴冷却到80℃以下,避免柴油受热焦化而堵塞喷嘴。
3、节油点火油枪内装有点火枪,能可靠的对油枪初始点火。
4、锅炉点火完毕进入正常运行后,可关闭油枪,此时油枪仅起喷射一次风作用,由于节油点火油枪喷口通流面积与原一次风喷口相等,能保持一次风速不变，不会造成火焰冲刷炉墙。
六& 改造的创新性：
1．在点火或稳燃时着火稳定,燃烧后火焰刚性强，燃烧就离缩短，在和床料接触前就已经完全燃烧，减少了床料的吸附造成的不完全燃烧；能长时间安全工作,无灭火或结焦现象。
2．点火枪对油枪点火可靠,能就地或远方自动点火。
3．由于油枪和点火枪不用推进装置,采用一次风冷却，固定安装，故操作速度快，能瞬时投入，及时稳定燃烧。提高了运行安全性。
4．油枪很少发生堵塞现象，点火枪在工作中无损耗，整套设备始终处于完好状态，降低了维护成本。
5．节油点火油枪对一次风的阻力不大于100Pa（10mm水柱），对炉膛动力场不会造成影响。
6．可免去定期试投油枪，降低了油耗。
七& 改造前后安全经济效益分析报告
&&&&&& ＃5、6炉油枪系统改造后，经过机组启停炉考验，运行稳定，没出现任何故障。现在将改造前后系统运行情况分析如下：
1、经济性提高。原来使用单个出力为3T/h的雾化片，四支出力共12T/h，改造后使用单个出力为1.5T/h的雾化片，四支出力共6T/h。单次机组启动用油由平均35T降低为平均20T。按每年启停10次计算，每年节约燃油150T，降低发电成本约100万元。锅炉点火启动及稳燃节油率大于35%。
2、系统简化，操作方便。油枪和点火枪皆采用完善的一次风冷却，取消了推进器装置，油枪和点火枪能瞬时投入，无操作延迟，及时助燃。
3、 安全性提高。更换节油油枪后，不降低锅炉的原有燃 烧特性，无灭火和结焦危险。
4、维护量减小，确保了油枪、点火枪在正常运行时不被损坏。油枪不堵塞，油枪和点火枪始终保持完好状态、工作可靠，无易损部件，在锅炉运行中无需试投油枪，达到免维护水平。
5、烟筒不再有因不完全燃烧造成的冒黑烟，环保压力减小。社会效益显现。
6、改造前，油枪系统出现故障时，备品备件不易购买并且价格较高。改造后，备品备件比较容易购买，并且价格仅为原来的1/3。
八& 结束语
&&&&&&& CFB锅炉的点火系统主要是床上点火、床下点火和床上下联合点火系统，各自存在优缺点。由于设计和现场设备的布置，不适合大的结构改造，大部分电厂在现有的基础上进行改造和系统优化，在电力经营状况不景气的情况下，在节能降耗和机组安全经济性方面也起到了很大的作用。尤其是CFB锅炉启停次数多，我厂的一次投入在一年内收回成本。循环流化床锅炉课件_百度文库
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国外循环流化床CFB锅炉技术特点分析
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回料阀的设计计算
当分离器与炉膛的距离较大，L阀的水平段长度超过上述范围时，可采取在水平管段的下部送入流化风和采用倾斜立管两种方法。
L阀专用风机的压头可按下式计算：
（Pa） 式中，pCB―主床内回料点的静压，Pa；
△pLV，max―L阀的最大压差，Pa；
△pHP，△pBP―L阀水平管段和弯头的压差，Pa；
△pfr―充气孔的节流损失，Pa。
风机压头的备用系数可取1.2；风机流量可按物料循环速率计算，并考虑1.2的备用系数。 回料阀的设计计算
U阀的设计计算
U阀的设计原则一般为：
长度：L 2.5 DST；宽度：W 1.25 DST。
U阀的长度方向可以布置多个隔板，隔板的底部开口使固体颗粒流动，开口可以沿整个隔板宽度，其高度可按颗粒的水平流动速度（一般取0.05-0.2m/s）来决定。最小高度要大于10倍的最大物料颗粒的直径。
U阀的出口室可以充气，或出口室的中部充气以优化调节特性，或在立管下部正对着连通室设置喷嘴，以加强物料颗粒的流动。出口室的颗粒在流态化情况下，速度较大，空隙率也较大。所以，出口管的直径要大于等于立管直径，而且，立管的倾斜角要大于物料颗粒的休止角。 回料阀的设计计算 式中，pLS―U阀充气室的静压，Pa；△pdist，LS ―U阀布风板的阻力，Pa；
△pb，LS―U阀的阻力，Pa；
HLS―出口室的物料高度；
p0―主床风室的静压，Pa； △pdist，mb―主床布风板的阻力，Pa；
△pmb―返料点下主床的两相流阻力，Pa；
εb―出口室的空隙率。
U阀的阻力不大，可以采用一次风作为充气气源。为保证物料循环畅通，必须满足压力关系式：
如果以上不等式无法满足，就要调整U阀的结构参
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循环流化床锅炉系统工程调试方案64-10
?尾部脱硫剂加料仓、中间灰仓结构完整，人孔门关闭；?各插板门、手动门、电动门及电动调整门开关灵活，；?各灰循环卸灰器、螺旋给料机、增湿工艺水泵润滑油；?系统管道、过滤器通畅无堵塞、无泄漏，确定灰循环；?压缩空气系统运行正常，母管压力为0.8MPa；；?其它附属系统（电加热器、流化风等）设备处于良好；不加脱硫剂情况下，尽可能在不同锅炉负荷或烟气量情；6.4灰循
? 尾部脱硫剂加料仓、中间灰仓结构完整，人孔门关闭，变频消石灰给料机标定正常，脱硫剂加料仓内必须有低值以上的脱硫剂存量；? 各插板门、手动门、电动门及电动调整门开关灵活，开度指示正确；
? 热工投入所有表计，指示正确；? 各灰循环卸灰器、螺旋给料机、增湿工艺水泵润滑油位正常，油质合格，符合投运条件；? 系统管道、过滤器通畅无堵塞、无泄漏，确定灰循环系统、尾部增湿系统处于某一状态；? 压缩空气系统运行正常，母管压力为0.8MPa；? 其它附属系统（电加热器、流化风等）设备处于良好备用状态。 6.3
反应器及烟道系统热态调试不加脱硫剂情况下，尽可能在不同锅炉负荷或烟气量情况下测定脱硫塔两端烟气阻力，并用内插法确定脱硫塔两端阻力和烟气量的关系曲线。 空塔烟气阻力测定：6.4
灰循环系统热态调试 6.4.1
灰循环系统的启动启动前检查完成，准备系统启动时必须通知当值值长和本炉司炉值班员，征得允许启动后，进行系统的启动。流化床脱硫系统的启动顺序是先启动灰循环系统，建立稳定的循环流化床，启动尾部脱硫剂给料系统，灰回料再循环系统运行稳定且各测点准确投入，后才能启动并投入增湿系统进行脱硫。灰循环系统的启动步骤：? 打开锅炉二次风出口管道阀门，检查返料风管道压力和温度是否正常； ? 开启五套星型排灰机；? 完全打开返料空气斜槽上的电动流量控制阀和气动快关阀。关闭侧卸料阀； ? 检查下灰是否通畅；? 逐步加大灰回料量，使反应器进、出口烟气差压逐渐增大；? 根据反应器进、出口烟气差压变化情况，调整回料量的大小，同时打开侧卸料阀，调整外排灰量。使反应器差压保持在900-1100Pa（具体数值根据回料系统运行情况确定）。调整过程中需密切监视并随时调整的参数有静电除尘器四个灰斗料位，反应器差压、各设备电流、转机转速等。 6.4.2
灰循环系统的测试灰循环系统启动过程中观测斜槽下灰的情况，观察斜槽进料能力，记录上述运行参数，注意返料量（此时返料为飞灰）与反应器差压的对应关系。改变灰循环系统返料量的大小，注意系统返料总量的平衡调整，总结调节规律。 回料量的计算根据现场情况提出。 6.4.3
灰循环系统的停止流化床脱硫系统的停止顺序与启动过程相反，先是停止增湿系统，而后停止灰循环系统。停止前必须通知本炉司炉值班员，注意配合操作，防止炉膛负压波动过大，确保锅炉安全运行。 灰循环系统的停止步骤：? 全部打开侧卸料阀，让外排和循环同时工作；? 关闭返料空气斜槽上的电动流量控制阀，流量控制阀阀关至0%； ? 正常运行中保持开启五个星型排灰阀；? 检查斜槽灰下灰是否通畅；? 正常保持运行相应流化风及电加热系统； ? 正常保持运行相应返料风系统。 6.5
增湿系统的热态调试 6.5.1
增湿系统的启动 增湿系统的启动条件及顺序：? 循环流化床灰循环已建立，反应器前后差压≥900Pa（具体数值待定）。对于单独投运增湿只允许短时间的运行；? 打开脱硫岛工艺水系统入口管网的阀门； ? 关闭工艺水泵泵出口电动门至0%位置； ? 压缩空气母管压力＞0.5Mpa；开启增湿层气侧手动门； 确保喷嘴入口气压稳定在0.5MPa；完全关闭增湿水泵出口电动门至0％； 启动侧增湿水泵，缓慢打开调整电动阀，调节进入吸收塔的降温水水量。同时关小水泵旁路阀门，保证喷嘴前水压小于0.5Mpa； 逐步调节反应器烟气增湿回水调整电动门，保证增湿前后烟温差≤10℃；逐步调节反应器增湿调整电动阀，使反应器出口烟温降低到目标值，喷嘴前水压不大于0.6Mpa，同时，还必须保证反应器出口烟温不得低于80℃；在增湿系统投入过程中，密切注意反应器差压、温度参数的变化，并根据这些变化对灰循环系统回料量进行调整。确保反应器和锅炉运行工况的安全和稳定。6.5.2
增湿系统的调试? 由于喷嘴入口的水压和气压相互影响，在调整过程中必须严格遵守喷嘴性能曲线（喷嘴性能曲线见下图）； ? 喷嘴参数的调整原则：调节稳压阀参数，保持喷嘴入口的压缩空气压力为0.5Mpa不变，根据喷雾前后烟气温度的变化情况，适当开大或关小增湿水回水调整门，但增湿水最大压力不能超过0.6Mpa；? 获取不同烟气量工况下，增湿水量和反应器出口温度的对应关系。 增湿水量和反应器出口温度关系（单侧反应器） 烟气量：
万m3/h；? 调试回水调节阀在不同开度下的增湿水量；6.5.3
增湿系统的停止? 停止增湿水泵；? 开压缩空气吹扫喷嘴，系统吹扫15分钟； ? 完全关闭增湿水泵电动门；? 增湿系统停止后要密切注意反应器出口烟气温度的回升情况，并根据不同情况做出处理。7
循环流化床脱硫系统整体热态调试 7.1
脱硫整套系统调试应具备的条件：? 各级人员已全部到位，职责分工明确； ? 建筑和安装工程已验收合格，满足调试要求；? 必须在整套系统调试前完成的分系统调试项目，均已全部完成并验收合格，分系统调试技术资料齐全；? 整套系统的启动试运方案及措施已经审批，并组织学习和技术交底； ? 所有参加整套系统的启动试运的设备和系统，均能满足试运要求； ? 已做好调试设备和系统与运行或施工中设备和系统的安全隔离措施； ? 由满足试运所需要的脱硫剂； ? 现场的的安全、文明条件符合要求。包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、外语学习资料、中学教育、生活休闲娱乐、专业论文、应用写作文书、行业资料、各类资格考试、循环流化床锅炉系统工程调试方案64等内容。　
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