循環流化床鍋爐點火

循環流化床鍋爐的點火是運行中的一個難點問題。本文詳盡介紹了流化床燃燒的三種主要點火方式，以及點火前的冷態試驗等準備工作。

點火過程及方式：

循環流化床鍋爐的點火是指通過某種方式將燃燒室內的床料加熱到一定溫度，并送風使床內底料呈流化狀態，直到給煤機連續給進的燃料能穩定地燃燒。學習鍋爐知識，請關注微信公眾號鍋爐圈！循環流化床鍋爐的點火與其它鍋爐相比有所不同，點火過程一直是該爐運行中的一個難點問題，尤其是從未接觸過循環流化床鍋爐或者是鼓泡床鍋爐的人員，在未掌握點火方法前，常易引起床料結焦或滅火，既影響鍋爐的按時正常啟動，又會造成人力物力的浪費。

循環流化床鍋爐的點火方式主要分為：固定床點火；床面油槍流態化點火；預燃室流態化油點火和熱風流態化點火四種，前三種點火方式使用較多，后文將作詳細介紹。　　確定臨界流化風量：

臨界流化風量是限制循環流化床鍋爐低負荷運行時的風量下限，低于該風量就可能結焦。運行風量一般與床料顆粒粒度大小、密度及料層堆積孔隙有關，具體通過冷態試驗來確定。在測定料層阻力時，每一次料層厚度，都應根據爐內的臨界流化情況，確定每一次料層的臨界流化風量，其中的一次，作為熱態運行時的最小風量。一般來講，循環流化床鍋爐的冷態空載面速度不能低于0.7m/s。在實際運行中，料層阻力直接測取比較困難，一般用總阻力（布風板阻力與料層阻力之和）或風室靜壓來監視運行。

臨界流化風量的確定對循環流化床鍋爐的點火是至關重要的。固定床點火溫床結束后，啟動鼓、引風機點火時，如果一次風量調整過大，流化激烈，很可能在幾分鐘內就會造成鍋爐滅火。風量太小，流化不好，又會造成結焦。對于床下流態化油點火，如果風量太大，床料加熱緩慢，熱量損失嚴重，點火時間延長。風量太小，床料流化不好，又會造成大量熱煙氣在風室內積聚，這是很危險的，嚴重時會引起風室爆炸，有些采用床下流態化油點火的循環流化床鍋爐在風室上裝有防爆門，就是基于這個原因。因此臨界流化風量是點火操作調整時的重要參數。

點火前的檢查與準備：

(1)檢查燃燒室布風板和分離器等燃燒、循環系統，內部干凈，風帽完好無損，通風小孔暢通。排渣管、放灰管和返料閥，無堵塞情況，關閉靈活。

(2)鍋爐本體保溫耐火層無脫落、破損現象，所有人孔、觀察孔均應關閉，密封嚴實。

(3)檢查鼓引風機調風門和風室、油點火各送風門是否正常，開關應靈活，指示正確。

(4)檢查煤倉、給煤機、除塵器等輔機系統工作正常。

(5)油點火系統空壓機（空氣霧化）、油泵、管閥、點火器全面檢查、試送正常。　　

(6)檢查引風機、鼓風機、二次風機地腳螺栓有無松動。風機冷卻水、油位是否正常，盤車應靈活,風機內無摩擦聲響。

(7)檢查汽水系統管閥正常，開關操作靈活。

(8)檢查所有壓力表、溫度表、流量表等表計完好正常，指示正確。

(9)準備一定數量的點火底料，粒徑為0～3mm。固定床點火還需準備一定數量的煙煤和木柴。

(10)確認鍋爐汽包水位或循環水量正常。

固定床點火：

這種點火方式是底料先在固定靜止狀態下被加熱，當溫度升到400～500℃時，開啟鼓風機，逐漸送風，并在這個過程中投入引火煙煤，利用煙煤燃燒，繼續對底料加熱，直到給煤機送入的煤能著火燃燒為止。用固體燃料加熱底料進行點火，方法比較簡單，不需要專門點火設備。

其點火操作步驟如下：

(1)在床上鋪放粒徑0～3mm的底料約300～400mm厚，或根據料層流化均勻性試驗時，所掌握的良好流化厚度為準，這樣可以縮短點火時間，節約點火燃料。底料中含炭量不應超過3％。

(2)將準備好的木柴放入爐內底料上面并將其引燃，之后加入經篩選的塊煤（大小在50mm左右）并推平，木柴及塊煤的厚度掌握在150～200mm左右。這個過程稱為溫床。

(3)溫床的時間一般在3～5小時，其間可根據爐內的燃燒情況，打開引風機檔板或短時開啟引風機引燃。學習鍋爐知識，請關注微信公眾號鍋爐圈！溫床過程實質是對底料及爐膛的加熱過程，時間太短，底料不能很好地加熱，時間太長，木柴及煤塊又有可能著過火，兩種情況均不利于點爐，因此應根據實際情況靈活掌握。

(4)溫床結束后，用火鉤檢查有無未燃盡的大塊煤，若有需將其鉤出，并平整床面炭火。這一操作過程很重要，有時鍋爐在點火過程中產生局部低溫結焦，就是因為這些未燃盡的大塊煤在底料開始流化后，沉到底料最下層緊貼風帽，由于供氧充足、燃燒激烈而造成的。

(5)啟動引風機、鼓風機，依據冷態試驗所掌握的風量盡快使料層達到微流化狀態，同時向爐內加入引燃煙煤，爐膛保持微負壓。這是利用上部燃燒形成的紅炭火逐步加熱整個料層，并引燃煙煤著火的過程，一般需持續5～8分鐘。剛開始時爐內紅色火焰消失而轉暗，持續幾分鐘后，可以看到爐內有明亮的火星劃過，而且會逐步增多，此時說明引燃煙煤中顆粒較小的部分已著火，這時應略增加風量，料層表面會出現紅色的火苗和火浪，火焰由暗逐步轉變為暗中帶紅，這時再繼續播散引火煙煤，適當增加風量，爐內火焰會由暗紅向紅轉變，而且越來越明亮，此時說明床溫已達600～700℃。

(6)當床溫升到700℃以后可繼續播散少許煙煤，但應使床溫平穩、緩慢的上升，達800℃時，即可關爐門，開動給煤機送入正常的燃料，同時加大風量使料層過渡到正常流化狀態。此后利用給煤機的轉速變化來控制溫升，直到進入正常運行溫度850～950℃，到此點火啟動過程全部結束。這里要說明一點，加大風量是指引、鼓風同時匹配加大。　　

(7)在整個給煤、加風過程中，掌握風量是點火的關鍵，始終要看火調風,增減風量做到及時、準確。如發現風量過大，有滅火危險時應立即減風或停止送風，待料層表面的煙煤開始燃燒時，再少量加風，并向有火苗的地方撒入少量煙煤屑，使料層重新升溫。但應隨時注意用爐鉤試探料層底部是否結焦，如有焦塊，應及時鉤出。為了防止點火時低溫結焦和高溫結焦，引燃煙煤投入方式要少量、勤給、均勻播散，加風流化后要用爐鉤勤扒床料，使床溫盡量均勻，平穩緩慢升溫。固定床點火對操作工的經驗要求比較高。

預燃室流態化油點火（床下油點火）：

床下油點火是流態化點火，整個啟動過程均在流態化下進行。它的基本原理是燃油霧化后在預燃室內*燃燒，產生的高溫煙氣及火焰（1500℃）與鼓風機供給的冷風均勻混合成850℃左右的熱煙氣，通過風室、風帽進入床內，加熱床料。這種點火方式不會出現低溫或高溫結焦。

點火用油一般采用輕柴油，目前有機械霧化和壓力空氣霧化兩種，點火也分為火把點火和高能點火器自動點火兩種。

其點火操作步驟如下：

(1)床上鋪放一定粒徑和厚度的底料（與固定床點火相同）。

(2)啟動空壓機（空氣霧化）和油泵，將空氣壓力和流量、點火油壓力和流量調整到點火正常值。

(3)油槍在使用前應先作霧化實驗，方法是將油槍從預燃室中抽出，插入一容器內，開啟霧化風門和油槍閥門，觀察油槍霧化情況，記錄霧化效果時的空氣壓力和流量及點火油壓力、流量，以此作為點火時的依據參數。

(4)啟動引風機、鼓風機，關閉送風檔板，將油槍點燃，然后打開送風門，調整送風量，使底料盡快處于臨界流化狀態。這一點對于床下油點火從安全角度講十分的重要，這樣不會造成熱煙氣在密閉風室內的積聚和膨脹。

(5)調節油槍油壓和噴油量，改變熱煙氣發生器風道的燃燒風和混合風風量和風比，可控制熱煙氣溫度和煙氣量，為提高熱煙氣的熱利用率，減少油耗，點火的熱煙氣量使床料呈流化狀態即可，不宜用較高的流化速度。

(6)為避免燒壞風帽，一定要控制熱煙氣溫度，不允許超過900℃，測量點火煙溫的熱電偶應插入風室中大于800～1000mm，以正確反映熱煙氣溫度。

(7)應控制啟動升溫速度，主要從耐火材料的熱膨脹要求和水循環的安全問題兩方面考慮，特別是從冷態啟動初期更應嚴格控制床溫度，上升速度不大于10℃/min，根據鍋爐容量不同冷態啟動時間1～2h，鍋爐容量越大，啟動時間越長，130t/h的鍋爐約2～3h。溫態啟動后較快，耗時20～40min。

(8)在冷態啟動時，底料溫度從室溫緩慢地加熱到300～400℃，當繼續升溫時，由于煤中的揮發份大量釋放，在450～600℃時，床溫會迅速上升，這一階段的溫度區間與燃用煤種有關，當出現此現象時（要求燃燒室床層溫度采用直讀式的數字溫度計，可迅速直觀反映床溫），即可開始向燃燒室中添加少量煤并減少噴油量，當床溫升到650～700℃，即可關閉油槍，正常給煤運行。

(9)燃用無煙煤時，為減少油耗，縮短啟動時間，啟動燃料也應采用煙煤。大量實踐證明，在啟動底料中加入含炭量不超過10％的煙煤，對減少油耗、縮短點火時間非常有效。

床下油點火方式具有耗油省、啟動快、成功率高、環境衛生好、工人勞動強度低等優點。床下點火也可采用重油或氣體燃料點火，其方法與上述輕柴油點火方法相同。

床面油槍流態化點火（床上油點火）：

床上油點火與床下油點火一樣，整個啟動過程也在流態化下進行，其操作上較固定床點火容易，也不象床下油點火那樣危險性較大。缺點是點火油耗量較大，溫升速度較慢，油燃料的熱利用率低。同時，由于油槍加熱的不均勻性，使得床料的溫度在點火期間不均勻，控制不好容易出現局部超溫現象。

點火操作步驟如下：

點火時，首先將油槍點燃，然后啟動鼓、引風機，調整送風量，使底料處于臨界流化狀態。在流化的狀態下，利用油槍燃燒產生的高溫煙氣和火焰來加熱底料，當底料溫度上升到400℃時，可以撒入點火引子煤。引子煤的揮發份在此溫度下析出并燃燒，此熱量將進一步加熱床層底料，床溫將會平穩上升，當達到煤的著火溫度后，可開啟給煤機投煤。床溫升到700℃后，關閉油槍，調節風、煤配比，投入正常運行。}

循環流化床鍋爐油槍點火試驗分析：

國內多數循環流化床鍋爐采用了床下點火方式，點火系統和一次風道、床下水冷風室共同構成點火預燃室，由燃油（或天然氣）提供熱源，其中又以系統相對簡單，操作方便的機械霧化油槍居多。油槍點燃后產生的熱煙氣全部通過水冷風室進入爐膛，對爐膛內的床料進行加熱和流化。點火預燃室（又稱點火風道）通常為絕熱式，內壁襯有耐火和保溫材料，以保護點火預燃室的安全，然而由于床下空間的限制，點火預燃室不可能設計的很大，這使得循環流化床鍋爐在點火過程中經常由于操作失誤而出現點火預燃室燒毀的現象，尤其是在機組的調試和投運階段。

鑒于循環流化床鍋爐的油槍點火和運行方式與煤粉爐相比有很大的差別，并存在特殊的安全隱患，因此循環流化床鍋爐的油槍點火試驗有著非常重要的意義。

設備簡介：

試驗是在一260t/h高溫高壓循環流化床鍋爐上進行，該爐采用兩支床下點火油槍，配套的單支油槍出力700kg，機械霧化，噴油孔徑為4mm。點火器采用了軸向調風點火穩燃方式，其燃燒風、混合風以及主一次風全部取自一次熱風管道，沿油槍軸向引入點火預燃室，由三個風門分別控制，見圖1。這種點火器結構設計簡單，點火投煤時風量切換容易。

該爐原配油槍采用回油式機械霧化噴嘴，額定油壓為2.5MPa，在調試期間又購配置了孔徑為2mm的機械霧化器，額定噴油量為300kg/h。

燃油系統由供油和回油管路組成，燃油泵房來油*入爐前供油母管，再分配給兩路油槍，油槍回油由回油管路輸送回燃油泵房。在油槍進油和回油管路上，連接有飽和蒸汽管路，在點火、熄火和點火失敗時用以吹掃油槍用。點火風道上裝有火焰檢測器，以檢測燃油火焰是否正常，當檢到滅火時，及時控制燃油系統切斷該油槍的燃油供應。

循環流化床鍋爐對油槍點火的要求：

床下點火器的溫度要求：

循環流化床鍋爐點火預燃室有較厚的耐火和保溫材料，受耐火材料熱震性等特性的限制，油槍點火后熱煙氣的升溫速度不能太快，如果升溫率超過耐火材料熱震性的要求，很容易損壞點火預燃室的爐襯，危及點火器風道的安全。

該爐預燃室耐火材料要求低溫階段升溫率控制在15～20℃/h，當溫度高于150℃后，升溫速率可控制在20～25℃/h，這樣能有效保證耐火材料的安全和使用壽命。為滿足升溫速率的要求，冷態點火時需要先用出力較小的霧化噴嘴，待床溫升到350℃后，更換大出力的霧化噴嘴，進一步提溫至投煤溫度500～600℃。

點火邏輯和保護：

調整好油壓和點火風量，發點火指令，首先吹掃爐膛和預燃室5min，后進行油槍蒸汽吹掃，吹掃完成后高壓點火桿推入預燃室進行打火，同時油槍進油速斷閥打開，燃油經霧化后著火燃燒。學習鍋爐知識，請關注微信公眾號鍋爐圈！著火后如果火檢檢測火焰正常則燃油系統正常向油槍供油，如果火檢檢不到火焰，延遲若干秒后關閉燃油速斷閥，停止供油，進行油槍蒸汽吹掃和爐膛、預燃室空氣吹掃。

試驗結果和討論

油嘴試驗

調節來油壓力，回油閥全關下進行4mm油槍試驗，發現隨油壓降低，噴油量降低，見圖油量和油壓的關系為：

隨著油壓的降低，雖然霧化角變化不明顯，但是油槍霧化效果變差，當油壓由2.25MPa降低至1.6MPa，油量由655kg/h降低至600kg/h，此時油滴開始變粗，當油壓再降低時，油槍噴口開始出現滴油現象，霧化效果已明顯不能滿足燃燒要求，所以機械霧化器的調節比較小，保證正常、安全燃燒的工作油壓范圍更小。

保持來油壓力不變，調節回油壓力（回油壓力測點在回油調節閥前），發現隨回油壓力的降低，霧化角逐漸變大，噴油量變小，霧化效果逐漸變差。噴油量在回油壓力較高時，變化量較大。

當回油壓力降低至0.8MPa以后，由于回油量大增，噴油量降低，霧化效果變差。后對噴油孔徑2mm的霧化噴嘴進行了試驗。從試驗結果可看出，與4mm孔徑的霧化器相比，2mm孔徑的霧化器的油量和油壓的關系、油量和回油壓力、霧化效果規律以及霧化角變化規律都相似，但是2mm孔徑的霧化器的霧化效果滿足燃燒需要的范圍明顯比4mm孔徑的小，因此在點小功率油槍時更要注意油壓的調節，盡可能保證高的來油壓力和較高的回油壓力，以滿足燃燒需要。

4mm的霧化器在回油閥全關的情況下，在來油壓力降低至1.6~1.7MPa時霧化效果還能滿足著火的要求，而2mm的霧化器在來油壓力小于1.9MPa后霧化效果已不能滿足燃燒的要求。

點火試驗：

點火試驗是在煙風道完工、試驗正常，燃油系統完工并吹掃完成后進行。無論采用程控還是手動點火，點火和混合風量、油壓、回油壓力、燃油管的清潔度以及火檢的性能都影響油槍的正常運行。

點火試驗前要檢查燃油控制邏輯，進行靜態和動態邏輯試驗，試驗正常后才能進入點火試驗。在燃油系統的泄漏試驗合格后，調節來油壓力在油槍霧化效果良好的范圍內，2mm的噴嘴油壓控制在2.2-2.45MPa，4mm的噴嘴控制油量要高于600kg/h。

油槍的點火風量和冷卻風量是關系點火成功的關鍵，該類型的點火風門和混合風門開度在點火時控制在全開位置，主一次流化風門開度控制在10～30%。通過多次試驗發現，2mm的噴嘴單側一次風道總風量在7000～10000Nm3/h范圍內，4mm的噴嘴冷態點火單側總點火風量在30000～36000Nm3/h，熱態在36000～40000Nm3/h范圍內才能點火成功，由于點火時點火和混合風門全開，主一次風門開度10～30%，所以燃燒風量約為該風量的1/3～1/2，燃燒風過量空氣系數大約在1.1左右。

通過現場觀察火焰顏色和形狀，能判斷出點火可能存在的問題。如果點火風太小，則油槍火焰暗黃，冒黑煙，火檢難以檢火，很容易滅火；若點火風量大，雖然能著火，但是火焰明顯被吹離油槍，在高壓點火桿退出后，火焰不穩，波動較大，很容易被吹離油槍而滅火；霧化效果差或油槍堵塞，只能看到藍色的高壓點火火花，而不見黃色的燃油火焰。

在點退出油槍運行穩定后，對點火風量和混合風量進行適當調節，觀察火焰為熾黃色、火焰在預燃室中無偏斜，監控水冷風室的熱煙氣溫度低于800℃，控制升溫速率在允許的范圍。熱煙氣溫度與冷卻、燃燒空氣量接近直線關系，見圖4，圖中油槍出力為700kg/h，溫度測點在水冷風室。

循環流化床鍋爐床下點火器點火是鍋爐啟動的重要環節，油槍霧化效果、點火和混合風量、火檢滅火信號延遲時間等是關系點火成功與點火安全的重要因素。

機械霧化油槍霧化效果由油槍來油和回油壓力控制，著火正常的油壓范圍較小，即壓力調節比小。油槍在次點火前一定要進行簡單的現場霧化實驗，落實油槍正常運行的油壓的調節范圍。

小功率油槍的正常著火的壓力范圍要小于大功率油槍。

次點火時，找出合適的點火、混合風量或風門開度比較困難，需通過觀察火焰顏色和形狀來判斷風量的大小。