压火与热态启动在循环流化床锅炉中的应用

杨广秀

摘 要：循环流化床锅炉的压火和热态启动操作常用于计划短时间抢修和锅炉运行中突发生故障且在短时间能恢复的情况下，可对锅炉进行压火热备用，在故障消除后进行热态启动，可直接投煤升温、升压使锅炉在短时间恢复到正常运行状态的一种备用与启动方式。该文以神华准能矸石发电公司DG—480/13.73—Ⅱ11超高压参数循环流化床锅炉为例，介绍了压火与热态启动实现停炉不停机避免发电机组与电网解列的操作方法及注意事项。

关键词：循环流化床锅炉 压火 热态启动

中图分类号：TK229.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（c）-0066-02

循环流化床锅炉是一种先进的燃烧技术，与煤粉炉的主要区别是燃烧处于流化状态下，在燃烧过程中能够有效抑制NOX和SO2的产生和排放，其具有燃烧效率高、燃料适应性广、负荷调节性能好、幅度大和实现停炉不停机等突出优点，在世界范围内得到广泛应用，正不断向大容量机组发展；但是随着发电机组容量的增大使得发电机组的非停对电网的冲击、发电企业的经济效益影响非常大，因此压火与热态启动在循环流化床锅炉事故处理和短时抢修中成为一种最常用的停炉不停机热备用方式与启动方式。

1 锅炉系统概况

DG—480/13.73—Ⅱ11超高压参数循环流化床锅炉主要由一个膜式水冷壁炉膛、两台汽冷式旋风分离器和一个由汽冷包墙包覆的尾部竖井三部分组成，其中尾部竖井内布置双烟气调节挡板；高压流化风机、引风机、一次风机和二次风机各配置两台；炉膛内布置有屏式过热器管屏、屏式再热器管屏和一片水冷分隔墙；炉膛底部布置有两台床下启动燃烧器，锅炉启动采用床下启动方式；在锅炉前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置六个给煤口；锅炉给水配有主给水电动门和旁路给水电动调整门；过热器系统有两级喷水减温器，减温水从给水泵出口接出；再热系统有两级减温器，减温水从给水泵中间抽头接出[1]。

2 压火

压火是指循环流化床锅炉在运行过程中，因计划检修、重要辅助设备突然发生故障或其它故障需要暂时停止锅炉运行的一种操作，即停止锅炉所有的给煤机及风机，利用炉膛内高温流态化的物料（床料）回落到布风板上呈静止状态，向锅炉受热面缓慢放出热量，产生一定的蒸汽量，维持汽轮机在一段时间内继续以3 000 r/min运行，实现发电机组与电网不解列（即实现停炉不停机）。

2.1 压火前的准备工作

（1）压火前应通知运行和检修相关人员，做好压火准备工作。准备好压火操作票、操作工具、通讯工具和相关操作人员并做好事故预想。

（2）按照规程规定，对锅炉进行一次全面吹灰。吹灰的目的是保持受热面清洁，避免锅炉在长时间压火状态时，如果烟道内大量积存的飞灰可燃物和可燃物气体等发生二次燃烧，损坏设备。对事故放水门、对空排汽门做可靠性试验，如有缺陷及时消除，使其处于良好状态，避免锅炉发生满水和超压事故。

（3）提前停止冷渣器排渣，在压火前应尽量保持较高床压运行，一般控制在7～8kPa，其目的是通过保持较高床压使得炉膛内储存了大量热量，为保持较高的床温延长压火时间，提高热态启动投煤着火的可靠性。

（4）在不发生高温结焦的前提下，压火之前应加大给煤量，使炉膛密相区平均床温维持在较高温度，一般控制在900～950℃。因为锅炉热态启动时一次风量增加至临界流化风量过程中，床温下降较快（床温变化率为25～35℃/s），床温会降低120～220℃，因此压火前保持锅炉较高的床温对热态启动投煤能否着火是非常关键的。

（5）在条件允许的情况下应该将发热量高的燃煤储存在煤仓内，以便为热态启动投煤着火提供有利条件。

（6）检查风机大联锁投入正常。

2.2 压火的操作步骤

（1）当接到值长锅炉压火命令后，应首先停止给煤机。

（2）停止给煤机后迅速关闭锅炉过热器和再热器减温水电动门和调整门，必要时关闭手动门。其原因是：一是给煤机停止后，炉膛内温度下降速率较快，如果不及时关闭减温水，主再热汽温下降过快，可能导致汽轮机发生水冲击事故；二是主再热汽温过低，使得锅炉热态启动时锅炉侧蒸汽参数与汽轮机汽缸金属温度不匹配，引起汽轮机差胀、轴向位移和振动等参数与正常参数偏离过大，延误发电机组涨负荷，甚至造成汽轮机打闸停机。

（3）停止给煤机后在保证过热器和再热器安全门不动作的前提下，手动控制汽轮机快速降负荷至3～5 MW。

（4）继续保持高压流化风机、引风机、二次风机和一次风机运行，并严密监视锅炉烟气含氧量及锅炉床温的变化情况。待烟气含氧量上升至正常运行值（2.5%～3.5%）的两倍及以上，并且床温开始下降时，应立即停止高压流化风机保护联锁停止引风机、二次风机和一次风机后，迅速关闭锅炉所有风门和烟气挡板，使其锅炉处于密闭状态，减少锅炉的热量损失。

2.3 压火的注意事项

（1）锅炉压火过程中在值长的指挥各专业人员要紧密配合，做到有条不紊。

（2）严密监视锅炉烟气含氧量及锅炉床温的变化情况。给煤机停止以后，一定要等到烟气含氧量迅速上升并且锅炉床温有明显的下降趋势才能停止风机。其目的是使进入炉膛内燃料中的挥发份基本析出完毕，防止锅炉在压火期间发生燃烧造成高温结焦和热态再启动时发生爆燃的可能。

（3）锅炉压火后应保持汽温、汽压在允许范围内，根据蒸汽参数适当开启对空排汽门调整蒸汽压力、温度，防止超温、超压。

（4）严格监视汽包水位，控制汽包水位在±76 mm ，防止锅炉发生缺水和满水。

（5）严格监视锅炉金属受热面壁温在规定范围内，防止超温。对于汽冷式旋风分离器受热面壁温升高到420℃以上，此时旋风分离器上集箱对空排汽阀应该自动打开，打不开则手动打开或迅速开启屏再出口对空排汽门的方法来加强冷却壁温。

3 热态启动

循环流化床锅炉热态启动是指循环流化床锅炉在压火停炉后，再次启动时利用一次风将炉膛内高温的床料流化后，床料的平均温度仍然在燃煤的着火温度以上，使锅炉启动投煤着火，不需要投入启动燃烧器预加热床料即可进行投煤升温、升压的启动方式。

3.1 热态启动前的检查和准备工作

（1）检查给煤机启动正常，必要时解除给煤机密封风压低和床温低禁止启动给煤机保护。

（2）做好入炉煤分析，以便掌握好给煤特性。

（3）锅炉本体及各风机进行详细的检查，确保风机能正常启动。

（4）燃油系统进行打油循环，油枪点火系统正常，油系统各阀门置于点火备用状态。

（5）通知相关运行人员和检修人员做好锅炉启动准备工作。

3.2 热态启动操作步骤

（1）风机启动顺序：一台高压流化风机→两台引风机→两台二次风机→两台一次风机。

（2）调整烟气挡板开度，风机启动后在汽轮机一二级旁路投入前应该将再热器烟气挡板关小，过热器烟气挡板保持全开状态，防止再热器壁温超温。

（3）启动六台给煤机，为了便于及时给煤应将中间四台给煤机置于手动同时给煤状态。

（4）调整引风量和送风量，将引风机风量控制投入自动控制状态，维持炉膛压力在负压状态；手动增大一次风量使得床料处于流化状态，其目的是减少炉膛密相区热量损失。

（5）根据燃烧情况调整一二次风量。

（6）及时调整汽包水位、主再热蒸汽在允许范围内，尽量保持汽包水位在0位以下。

3.3 热态启动注意事项

（1）每台风机启动后应将风机转速调至最低转速（变频器调速）同时将风机入口挡板开度关小，保持风机最小出力运行，以最大限度地减少炉膛内热量的损失；待所有风机启动正常后，开始调整一次风量至临界流化风量，此时要加大给煤机出力约30 t/h左右煤量，给煤1 min后严密观察氧量变化情况，如果氧量下降较快同时床温开始缓慢上升就可以判断热态启动成功，然后根据床温变化适当的增加给煤量；如果投煤后发现氧量没有下降趋势，并且床温下降没有回升的迹象，此时应果断停止给煤，投入油枪助燃，待床温回升至燃煤着火点温度再及时投入给煤。

（2）在投煤着火后，尽量不要再次加大一二次风量，防止炉膛温度大幅度下降，只有在炉膛内燃烧稳定，床温稳定上升到700℃以上时，才能增加一二次风量。严格控制床温变化率不超过40℃/min，如有超过趋势应立即减小给煤量加大一次风量，避免床温上升较快造成爆燃。

（3）在扬火和投煤时要严密监视汽包水位，防止发生缺水和满水事故。在扬火之前要将锅炉给水系统切换至旁路给水位置，用旁路调整门控制汽包水位，将给水泵出口压力增大，高于汽包压力5 MPa左右，以便提高减温水压力，防止屛式受热面和主再热蒸汽超温。

（4）根据主再热蒸汽温度和压力，及时调整汽轮机一二级旁路开度、过热器和再热器烟气挡板开度，防止超温、超压。

（5）热态启动时应该根据炉膛密相区平均床温水平[2]来确定操作步骤：当床温大于700℃时，待所有风机启动后可直接将一次风量增加至临界流化风量进行投煤操作；当床温在700～600℃时，为了热态启动成功应该在一次风量增加至临界流化风量之前，先启动给煤机向炉膛密相区进行预投煤，然后进行风量操作；当床温小于600℃时，除了进行预投煤以外还应投入油抢助燃，否则因床温低造成热态启动不成功。

4 结语

压火与热态启动为循环流化床锅炉事故处理和短时抢修提供了有利条件，从而增加了发电企业的经济效益，被人们广泛使用，但是在实际操作中因设备缺陷、操作人员经验不足等原因，造成炉膛压力波动大、床温、汽包水位和汽温大幅度变化，导致炉墙耐磨耐火材料裂纹脱落、金属受热面超温爆管、锅炉缺水满水、汽轮机胀差大跳机等事故。因此操作人员要认真学习相关专业知识，不断积累工作经验，利用模拟仿真机演练，努力提高操作准确度，确保循环流化锅炉安全稳定经济运行，使发电企业的经济效益最大化。

参考文献

[1] 刘海军.神华准能矸石发电公司锅炉运行规程[S].神华准能矸石发电公司，2004.

[2] 路春美，程世庆，韩奎华.循环流化床锅炉设备及运行[M].北京：中国电力出版社，2008 .