第七章-启动和运行

1、第一节 循环流化床的点火启动 1床层升温过程 点火过程中，床料一般经过加热升温、快速引燃和向稳定状态过渡等几个阶段。 二. 不同粒径颗粒在点火过程中的作用 在给定底料量和引燃物量的配比时，因为不同粒径的引燃物颗粒燃尽时间不同，对点 火的作用也不同，但有一点可以肯定的是，无论大颗粒还是小颗粒都是需要的，重要的是 不同粒径的合理配比。 但必须注意的是，在着火早期，小颗粒起着重要作用，但由于小颗粒很快燃尽，稳定床温还需较大颗粒的持续放热。 三、床下点火的机理和实现方法 从热平衡角度考虑四. 点火时需要注意的几个方面 为使点火成功需要注意以下几个方面： (1) 设计上的考虑：要有均匀的布风装置，灵活的

2、风量调节手段，可取的给煤机构，适 当的受热面和边角结构设计，以及可靠的温度和压力监测手段。 (2) 底料的配制 底料的粒度及引燃物的比例、静止料层高度是几个重要的指标。 底料大小分配要适当； 引燃物的比例一般为1020；配好的冷料发热量在30005000kJ/kg左右，过多时易结焦，过少则不易点燃，易熄火。 底料高度一般要求在350500mm。（3）配风、给煤和停油 配风对点火十分重要。 底料加热和开始着火时，风量应较小，只要保证微流化即可。（4）注意保持床层流化质量和适当床高（5）返料的启动 由于风量调节对操作要求高，影响的因素也多，故适时投入返料往往能更好地控制床温，但返料不能投入太快，点

3、火时突然大量加入冷返料容易熄火。五. 循环流化床地启动步骤1.启动前的检查和准备2. 锅炉点火3. 锅炉升压4. 锅炉并列几个方面第二节 点火步骤 (1)检查并确认所有有关阀门处于正确的开关状态。 (2)确认风机风门、进总风箱风门、二次风门、返料机构风门等处于关闭状态. (3)确认锅炉各种门孔、锁气装置严密关闭。 (4)检查并确认控制仪表、各机械转动装置和点火装置处于良好的状态。 (5)煤仓上煤，化验锅水品质，电气设备送电，给水管送水，关闭所有的水侧疏水阀， 开启汽包和过热器所有排气阀，将过热器、再热器管组及主蒸汽管道中的凝结水排空。 (6)确认给水温度与汽包金属壁温相差不超过110，经省煤器

4、向锅炉缓慢上水，至水 位计负50100mm处停止；若汽包里已有水，则应验证水位显示的真实性。 (7)将配好的底料在炉外搅拌均匀后填入流化床，底料静止高度400一500mm(如需要 还应准备补充的引燃物)，启动引风机和送风机，并逐渐增大风量使床层充分流化几分钟后 关闭送引风机，以备点火。 (8)启动送风机(投入联锁)并缓慢增大风量，使床层达到确定的流化状态(如微流 化状态)，其他风机(如二次风机、返料风机)的开启视具体情况而定。 (9)启动点火油泵，调整油压后点火，并调整泊枪火焰。 (10)待底料预热到400一500时，可缓慢增大风量位床层达到稳定流化状态，确保底 料温度干稳上升。 (11)当底

5、料温度达到600一700时可往炉内投入少量曲引燃煤，增大风量使床层充分 流化。 (12)当床温达800左右时启动给煤机少量给煤，并观床温变化情况调整风量和给 煤量。给煤开始90s后，应确认炉膛氧浓度值在下降，而床温全少上升10 C，否则表明给 煤没有着火，应立即停止给煤。在这一过程中，之所以要在结煤开始90s后读数，是因为给 煤入炉后将出现很短的吸热阶段，此时床温可能会先略有降低，然后重新上升。 (13)调整投煤量和风量使床温稳定在适宜的水平上(如的800一900 C) (14)投入二次风和返料机构，并逐步增加返料量，稳定工况。 (15)锅炉缓慢地逐步升压，并监视床温、蒸汽温度和炉体膨胀情况，

6、保证水位指示真 实，水位正常。 (16)当汽包压力上升至额定压力的50左右时，应对锦炉机组进行全面检查；如发现 不正常情况应停止升压，持故障排除后再继续升压。 (17)检查并确认各安全阀处于良好的工作状态，进行动作试验。 (18)对蒸汽母管进行暖管，暖管时间对冷态启动不少于2h，对温态启动和热态启动一 般为3060min。 (19)锅炉并列前应确认：蒸汽温度和压力符合汽轮机进汽要求蒸汽品质合格，汽包 水位为负50mm左右。 (20)锅炉并列，注意保持汽温、汽压和汽包水位；如发现蒸汽参数异常或蒸汽管迟有 水冲击现象，则应立即停止并列，加强疏水，待情况正常后重新并列。 (21)关闭省煤器与汽包间的

7、再循环阀，使给水通过省煤器。 影响流化床启动的因素 限制循环床锅炉的启动时间和速度的因素主要有床层的升温速度、汽包等受压部件金属壁温的上升速度，以及炉膛和分离器耐火材料的升温速度。 缓慢而逐步的加热才能使汽包的金属壁和炉内耐火层中避免出现过大的热应力。 而且，有些研究表明，汽包金属壁温的上升速度最为关键，过高的升温速度是导致应力急增，是影响安全性的主要原因。但是在温态启动和热态启动的情况下，限制因素转移到蒸汽和床温的合理升温速度。 一般而言，从冷态到满负荷运行大约需要1012h，前5h要求使蒸汽达到60的过热度。当然，在最初的2h内，汽包金属壁温上升速度不应太大，应限制在 60/h以下；耐火材

8、料的升温速度也不应超过60h，以免造成大面积的裂纹和剥落。在随后的3h中，承压部件的金属壁温上升速度也不应超过60/h的上限。Pyropower公司点火装置加热炉膛的升温速率限制在2856/h以内。事实上，在选取较低的加热速度时， 就可以消除汽包金属不良膨胀的可能，从而达到更快、更乎稳的启动。与此同时，汽包水位应保持相对稳定。 接下来是汽轮机冲转和lh的最低负荷运转，并逐渐使锅炉达到满负荷运行。 温态启动 (停炉12h以内)一船只需24h，即可达到锅炉的最低安全运行负荷。 此时限制启动时间的主要因素是过热汽温和床温的上升速度。 热态启动的基本步骤是：炉膛吹扫后，启动点火预燃器，按正常启动方式加

9、热床层，检查床温；当床层开始着火时，可以开始逐步地使给煤量达到正常值。 热态启动(停炉6h以内)最为方便，一般只要12h，在很多情况下可以直接给煤来提高床温和汽温。为了不使炉温进一步降低，所有启动步骤都应越快越好。 注意，在温态或热态启动时，如果在3次脉冲给煤仍未能使床温升而，则应停止结 煤，然后要对炉腔进行吹扫，以便校正常启动程序重新启动。而当床温降至600以下，不允许给煤进入炉内，同时应启动点火预燃室使床温上升到600以上。 通过这些运行经验，可以看出，循环流化床无论在燃烧效率、污染排放、低负荷性能方面都优于常压鼓泡床。然而，在迄今为止的运行中，也出现了这样或那样的问题，主要包括如下几个方

10、面： 1.达不到额定出力； 2.蒸汽参数不能保证； 3.受热面磨损严重、爆管； 4.分离器超温引起变形、结焦； 5.耐火层脱落； 6.返料机构工作不正常; 7.床层超温、结焦; 8.积灰问题; 9.排放值超过设计指标。 此外，还有各种可能的设计选型上的失误，如风机出力不够其他机械故障等。锅炉达不到出力，往往有很多原因，如受热面设计不当，给煤粒度过大，分离效率和返料量不够，床温控制不好，甚至空气预热器漏风导致的流化风量不足等。 除了设计和安装的缺陷外，许多问题还来自操作运行，如床层结焦很可能源于投煤量和风量控制不正常，尤其是给煤粒度太大； 炉膛和分离器耐火层脱落可能与加热速率太高有关。 分离器工

11、作不正常，可能是因为压力平衡问题 或超温结焦，而如果灰渣中成金属含量过高，则容易引起返料机构内低温结焦，以至堵塞 料路。 第三节 关键参数的运行控制 循环床锅炉的燃烧部分运行中，床温、风量、燃料粒度和床层高度无疑是几个关键的指标。 影响床温的因素主要有负荷、投煤量、返料量、风量及一二次风配比等操作因素，也与设计方面的因素如床内埋管受热面的多少有关。 1床温控制 床温是通过布置在密相区和炉膛各处的热电偶来监测的。为降低不完全燃烧损失，提高传热系数，并减少CO、N2O排放，人们希望床温尽可能高一些，然而从脱硫、 降低NOx排放和防止床内结焦来考虑，床温应选择低一些。 烧烟煤时，循环床的密相区温度在

12、820900，烧无烟煤时可取得稍高一些。一般应保证密相区温度低于灰的初始变形温度100150或更多。 在循环床锅炉中，由于炉膛上部悬浮空间颗粒浓度较高，燃烧份额也往往超过0.3，对于某些设计，悬浮空间直至炉膛出口温度往往高于密相区。显然，投煤量、过量空气系数、一二次风配比等都会影响床温，而在锅炉设计时，还须考虑煤种发热量、埋管布置、燃料水分等方面。 当床温波动时，应首先确认给煤速度是否均匀，然后才是给煤多少的问题，给煤过多或过少、风量过小或过大都会使燃烧恶化，床温降低；而在正常范围内，当负荷上升时，同时增加投煤量和风量会使床温水平有所升高。 给煤粒度超过设计值时，操作人员往往被迫采用较大的运行

13、风量来流化床层，抑制床温，否则容易出现大颗粒沉底，床料分层严重，床层局部或整体超温结焦现象。由于此时燃烧效率并不高，投煤量相对该负荷显然较大，这样在过热器受热面以对流过热器为主的 设计条件下，在较高负荷下就可能出现过热蒸汽超混现象。 在床内因给煤粒度过大或布风不均，流化不好而结焦时，床温分布是不均匀的，如果不能及时处理，焦块的长大会使床内风速分布愈加不均，最终将因流化问题而导致床温下以，被迫停炉。 值得特别指出的是，中低温分离的循环流化床锅炉可以用改变返料量的办法来控制床温，床温升高时可增加返料量以维持床温不变，反之亦然。这是鼓泡床锅炉所没有的优点。 2料层高度控制 维持相对稳定的床高或炉膛压

14、力是运行中十分必要的方面，通常是把循环床某处作为压力控制点，并监测此处压力。布风板压降一般占炉膛总压降的2025。 运行中，床层过高或过低都会影响流化质量，引起结焦。放底渣是常用的稳定床高的方法，在连续放底渣情况下，放渣速度是由给煤速度、燃料灰分和底渣份额确定的，并要与排渣机构或冷渣器本身的工作条件相协调。 在定期放渣时，通常的做法是设定床层压降或控制点压力的上限作为开始放底渣的基准，而设定的压降或压力下限则作为停止放渣的基准。这一原则对连续排渣也是适用的。如果流化状态恶化，大渣沉积在密相区底部形成低温层，监测密相区各点温度可以作为放渣的辅助判别手段，风机风门开度一定时，随着床高或床层阻力增加

15、，进入床层的风量将减小，故放渣一段时间后风量会自动有所增加。 3.床内结焦及其影响因素 高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象。当床料中含碳 量过高时，如未能适时调整风量或返料量来抑平床温，就有可能出现结焦，与疏松的带有许多嵌入的未烧结颗粒的低温焦块不同，从高温焦块表面上看基本上是熔融的，冷却后呈深褐色，并夹杂少量气孔。 第三节 正常运行和变负荷运行 循环床锅炉正常运行时，司炉人员主要的操作是监视和调整各种运行参数，保证机组高效运转，预防意外停炉事件的发生。调节负荷的主要手段是改变投煤量和相应的风量。变负荷过程中床温的正常变化范围是7601000，视制造厂家的设计方法和煤

16、种而异。 而当达到顶期的蒸汽流量时，则应将床温调整到额定运行温度。 在所有情况下，应确保送风量与投煤量的正常匹配，以保证炉内氧浓度处于适当水平，如Pyropow er公司要求炉膛出 口氧浓度为3.0左右。 应经常检查床的流化状态和返料机构的运转情况。这一点可通过检测锅炉各段的床温、烟湿、料温来做到。如果确证部分床层流化不良，则可以暂时增加一次风量和放底渣量，如果这样仍不能使流化情况好转，则可以停炉，检查是否有风帽堵塞、结渣或大块存积情况。 检查烟气侧的(对流受热面)压降有助于判断是否需要吹灰。 要经常监视床层压降并维持正常的床高水平和氧量，以及风箱与床层给定点之间的压差。如有异常，应首先检查测

17、压管路是否堵塞，仪表指针是否卡死或有其它机械电子故障。如果确认流化质量问题，应考虑停炉，检修布风板，在配有冷渣器时，还要检查冷渣器 的渣流量等。 锅炉吹灰的目的是防止受热面积灰。一般地，吹灰额度由煤种灰分决定，或根据空气预热器出口烟温来掌握。排烟温度升高表明气流受热面有较多飞灰沉积，需要吹灰。一氧化碳排放量也可作为吹灰的辅助判据，尤其是烧活性较差的煤时，积灰会使含碳的飞灰在管壁上就地气化，从而使一氧化碳浓度提高。运行人员必须熟悉煤种特性，并在吹灰成本和吹灰后锅炉效率的提高之间进行比较。 负荷变化时各种参数的动态响应是衡量机组性能的重要指标。进行机组动态响应试验的目的是确定制约负荷变化速度的种种

18、因素，特别是锅炉厚重的耐火层和床料热容量的可能影响。当负荷突然改变时，炉内风速也将变化，从而引起循环物料量和炉膛内颗粒浓度分布的改变，这反过来又影响到水冷壁、过热器和省煤器的传热。 当控制系统的负荷参数调整到新的值后，发电机的输出、汽轮机负荷调节器和各主要阀门开度，以及锅炉燃料、空气量都开始响应，并最终稳定在新的负荷所对应的值上，而主蒸汽节流压力则要求基本不变，省煤器段烟气的氧浓度也维持在给定的水平上。 变负荷过程中，当负荷跃升时，随着主汽阀开度响应负荷变化，节流压力开始会有较大波动，波动幅度取决于负荷变化幅度，与此同时，汽水水位也在压力减低的同时有所上升，原因是在水冷壁中汽水容积的增大。为补

19、偿节流压力的下降，锅炉燃烧的风量应当增加。反之，当突然甩负荷时，各参数将以相反方向变化。通常变负荷30min以内， 各种参数会趋于新的稳定值。 至于变负荷对燃烧系统的影响，则可以从如下方面进行理解。通常，循环床的负荷调节灵敏度较好，可与燃油炉姬美。在负荷突然改变时，通过改变给煤量、送风量和循环物料量来实施负荷调节，从而维持床温稳定。在负荷上升时，投煤量和风量都应增加，如总的过量空气系数及二次风比不变，则预期密相区和炉膛出口温度将稍有变化，但变化最大的是各段烟速及床层内的颗粒。 根据大量研究，各段受热面传热系数将增加，排烟温度也会稍有增加、如某220th的循环床锅炉，负荷率由70开始每增加10，

20、床温上升1020 ，炉膛出口烟温上升 3040，排烟温度上升约6 ，同时减温水量也将上升。压火及压火后的再启动 压火是一种正常停炉方式，一般用于锅炉按计划还要若干小时内再启动的情况。由于短期事故抢修，停电或运行时不适应低负荷而需短期停止供汽时，也常采用压火方式。压火时间一般为数小时至一二十小时不等，与锅炉本身性能有关。对较长时间的停炉、也可以来用压火、启动、再压火的方式解决。 压火操作之前，应先将锅炉负荷降至最低负荷。压火操作的步骤通常是这样的：先停止结煤，待床温降至900度以下，压火前给煤的挥发分在炉内的残留量基本抽干净后(这过程持续若干分钟)，应将所有送引风机停掉并关死风门。 一般可根据床

21、温下降程度及氧量读数来完成上述操作。将风机风门关死，是为了保持床温与耐火层温度不致很快下降，从而有效地缩短再启动时间。注意，在正常运行时，床料中的残留碳含量不超过3，因此在切断主燃料后，由于床温尚很高。剩余的碳在几分钟内即可消耗完。有碳存在并不意味着有害，但决不允许挥发分在炉内累积，试验表明，燃料入炉后很短时间就有挥发分析出，切断给煤与关掉风机之间的短时间延迟，加上风机停机所需的时间，就足以从床上吹净存留的挥发分气体。 在压火后再启动时，可根据床温水平和给煤品质来确定再启动的步骤： (1)当床温保持在650以上或给煤质量较好时，可先向床内加少量的烟煤，启动送引风机，逐渐开启风门到运行风量，同时

22、开始给煤或给煤时的掺入少量烟煤； (2)床温在500600，需先抛入适量烟煤，启动风机至点火风量，待床温达到给煤着火点后，再加大风量，投入给煤； (3)床温500或更低时，除应按(2)的方法操作外，必要时应投入油枪助燃。 实践表明，床温为760以上时，可直接开始给煤，而床温低于480时，必须投入油枪加热床层。压火后的热启动中，除非床温已低于480，否则一般不必进行炉膛吹扫。循环流化床的运行监测、保护和控制 1.炉膛监测 常规煤粉炉目前主要采用光学火焰监测装置，但由于循环流化床物料浓度较高，用光学方法进行火焰监测不可靠，有导致意外停机的危险。常规煤粉燃烧装置会形成典型的火焰，而循环流化床内却看不

23、见能归属于某个燃烧器的火焰。循环流化床内温度分布均匀，炉膛径向和轴向温度波动很小。为此，许多循环床锅炉采用温度检测方式进行炉膛监测。在炉膛内适当位置安装热电偶,点火装置及油枪的监视可单设回路。 根据美国防火协会有关流化床锅炉运行的安全技术标准，燃烧控制系统主要是根据负荷维持向炉膛输送的燃料量和风量，同时，系统应控制向炉膛的输入量及它们相应的变化速率，以便在机组的受控运行范围内，维持连续稳定燃烧所需的过量空气系数，防止 其超过正常范围。此外，该系统还格担负监视给煤粒废、形成富氧或缺氧燃烧状态，维持 妒膛压力控制点处的压力等职能。 主燃料跳闸（MFT）系统 主燃料跳闸应该是根据确保床温足够高，使入

24、炉燃料能稳定着火燃烧来判断。 如果床温未达到预定的最低值以上，应防止主燃料进入床区，该最低值可根据经验设置，一般可取760。此外，在下列情况之一发生时，即应紧急停炉实行强制性主燃料跳闸。 (1)所有送风机或引风机丧失(不能正常工作) (2)炉膛压力大于制造商推荐的正常运行上限 (3)床温或炉膛出口温度超出正常范围 (4)床温低于允许投煤温度，且辅助燃烧器火焰末确证。 主燃料跳闸后，应根据现场情况决定是否关停风机。在不停风机时，应慎重地控制入炉风量，而不应盲目地立即减小风量。有些不良运行状态，如给煤速度波动、或固体燃料品质、水分变化而造成床温波动时，可不必实施主燃料跳闸，而可通过辅助油枪等维持运

25、行。 3炉膛及烟风管道的压力保护 一些循环流化床铺炉采用正压运行，因而需要保证炉膛的气密性。因风机压头远高于煤粉炉，故需对炉膛及烟风管道进行正压、负压保护措施。 联锁系统的基本要求是保障运行人员和设备免受伤害和破坏，其功能是在装置接近到不合理的或不稳定的运行状态时，依靠预设顺序限定该装置的动作，或是驱动跳闸设备产生一个跳闸动作。 如对燃烧系统，当流化燃烧室内达到正压极限时，锅炉保护动作，停止输入燃料并切断所有送引风机。在引风机后面的即闭式挡板维持开启位置的同时，开完风机导向挡板，在引风机惰定作用下炉膛减压。但是，由于流化燃烧室是密闭的，因而存在着由于引风机惰走而迅速达到负压极限的危险。为此，在

26、引风机后面安装了即闭式挡板，其关闭时间为2s。当达到炉膛负压极限时，即闭式挡板关闭，切断引风机的全部输送气流。 5吹扫和启动 循环床锅炉冷态启动之前必须进行吹扫。运行中主燃料跳闸使床温低于760，或者由于结煤机故障而使床温低于650，并且启动燃烧器在没有投入的场合进行热态或温态启动时也需进行炉膛吹扫。吹扫时应使足够的风量进入炉膛，将可燃气体从炉膛带出，同时要防止一切燃料入炉。 吹扫时应确认入炉风量符合吹扫要求，开始执行吹扫程序，直至达到规定的时间。 炉膛和烟道吹扫时，应开启包括EHE风机和返料器风机在内的全部风机。吹扫风量为满负荷风量的25，吹扫时间为20min。吹扫结束后，即可投入预燃器，将

27、流化燃烧室炉衬加热到运行温度。加热速度决定于炉衬允许温升速度。预燃器的火焰由其所对应的红外火焰监测器监视。当床温达到一定值后，再执行给煤和其他程序，并在适当时机退出油枪。点火助燃油枪的使用条件规定为布风板以上3m处床温降到550度。投入油枪后，由于气固两相强烈的径向和轴向混合，床温迅速升至700度，此时便可退出点火燃烧器。由此刻起，便只能通过氧量和温度进行炉膛监视。 参数变化对循环流化床运行的影响 一. 煤种的变化 煤种的变化主要指发热量和灰分、挥发分的变化，循环床燃烧技术总体而言具有广泛的煤种适应性，仅对给定的一台循环床锅 炉，并个能燃用所有煤种。首先，当燃料发热量改变时，床内热平衡的改变将

28、影响床温，这就会影响燃烧、传热和负荷，也会影响排放量。煤种的影响还涉及密相区燃烧份额。燃料发热量越高，理论燃烧温度也越高。则对给定的床层受热面积和密相区燃烧份额，床温就越高。同理，埋管布置得越多，或密相区燃烧份额越低，则运行床温越低。 循环流化床锅炉可以较为方便地降低密相区燃烧份额至0.50.7之间，因此很多循环流化床锅炉并无埋管，密相区内燃料放热则主要用于加热燃烧产物，燃用挥发分越高的煤种，如烟煤，炉膛出口烟温就会越高。煤中的固定碳含量及其与挥发分之比也被认为是影响燃烧效率的重要因素， 二. 给煤粒度和水分的影响 给料粒度分布对运行影响的具体表现 为，给料粒度过大，则飞出床层的颗粒量减少，这使锅炉往往不能维持正常的返料量，造成锅炉出力不够； 另一方面，大块给料还是造成结焦的首要原因。粒度对传热的影响也很明显，一般，小颗粒的外部传热系数比大颗