[发明专利]循环流化床锅炉快速启动系统及方法

说明书

本发明公开了一种循环流化床锅炉快速启动系统及方法，多台循环流化床锅炉的除尘器排灰口与灰库相连通，还与锅炉的炉膛相连通，除尘器收集的飞灰可以输送至灰库，也可以输送至锅炉的炉膛。当某台锅炉启动时，投煤量少，炉膛内部颗粒浓度低，锅炉存在超温风险不能快速升负荷；此时，将邻炉正常运行的锅炉除尘器捕集的飞灰输送至该启动的锅炉炉膛，提高该启动锅炉炉膛内部的灰浓度，使这台启动的锅炉快速建立灰平衡，避免炉膛由于灰浓度低造成超温结焦问题，锅炉可以快速提升负荷，有效缩短锅炉的启动时间，提高锅炉的产汽量，同时降低锅炉启动过程中的超温结焦风险，提高锅炉运行的安全性。

技术领域

本发明涉及循环流化床锅炉运行技术领域，具体属于一种循环流化床锅炉快速启动系统及方法。

背景技术

循环流化床锅炉作为一种清洁燃烧设备，最近十多年来在我国得到了大范围推广应用。据不完全统计，在中国投运的各种容量的循环流化床锅炉超过3000台，其中全世界容量最大的循环流化床锅炉—白马600MW超临界循环流化床示范工程于2013年成功投入生产。

循环流化床锅炉属于低温燃烧，炉膛温度低于1000℃，炉内换热既包括辐射换热，又包括对流换热，其中炉内颗粒浓度对炉内换热有重要影响。炉内颗粒浓度高，炉内换热能力强，锅炉的炉膛温度能够维持在正常运行范围内，如果炉内颗粒浓度过低，炉内换热能力差、受热面的吸热能力不足，将导致炉膛温度难以控制、炉温超温，甚至发生锅炉结焦停炉故障。

为了维持锅炉的正常炉温，循环流化床锅炉启动需要采取如下措施：（1）锅炉启动前，往炉膛内添加一定量的床料，以便锅炉启动时炉膛内有足够的灰浓度；（2）在锅炉启动过程中往炉膛内补充添加床料，以维持炉膛启动过程的炉膛灰浓度；（3）当锅炉温度满足投煤条件时，尽早投煤，利用煤灰补充锅炉的床料，但是，必须缓慢增加给煤量，缓慢增加负荷，避免由于锅炉给煤量过大、而锅炉床料不足、炉膛内部换热能力差发生超温结焦问题。

通过上述措施，虽然可以实现循环流化床锅炉启动的目的，但是这种传统的循环流化床锅炉启动方式存在不足。

在锅炉启动前往炉膛内添加一定床料存在不足。目前主要有两种往炉膛内添加床料的方式：人工添加床料方式和机械添加床料方式。电站循环流化床锅炉的产汽量一般在400t/h以上，甚至高达2000t/h，锅炉启动前往炉膛内添加的床料高达上百吨。如果采用人工添加床料，劳动强度非常大，炉膛内为全封闭空间，工作条件非常恶劣；如果采用机械添加床料，一般采用气力输送方式将预先备好存储在启动床料仓内的床料输送到炉膛内。由于床料的平均颗粒度在3mm至5mm左右，如此大粒度的床料采用气力输送方式进行输送，输送困难、耗时长。对于锅炉容量在400t/h的循环流化床锅炉，不论是人工方式上床料，还是机械方式上床料，一般耗时都在10小时以上,不利于锅炉快速启动。

在锅炉启动过程中不具备投煤条件时，一般依靠燃油燃烧释放的热量加热锅炉。由于燃油中几乎没有灰分，燃油燃烧不但不能增加锅炉的床料，而且锅炉的送风机和引风机都已经开启，启炉前添加到炉内的启动床料、尤其是细床料会被烟气带走，炉膛内的细颗粒越来越少，导致炉膛的灰浓度逐渐降低。为此，锅炉在启动前需要添加较多的床料，添加床料耗时更长。

锅炉启动过程中往锅炉内添加床料存在不足。启动床料一般来自锅炉正常运行时排放的炉渣，经过筛分后，将适合做锅炉启动床料的小颗粒筛选出来，预先存储到启动床料仓内，需要体积较大的启动床料仓及筛分系统，还需要占用场地，初投资较高、系统复杂、故障率高。

锅炉启动过程中往炉膛内添加燃煤补充床料存在不足。锅炉启动过程中所需耗煤量较少，煤燃烧后的产生的煤灰作为补充床料，需要长时间积累才能满足炉膛灰浓度的要求。由于在此阶段炉内的灰浓度低，炉内换热能力差、炉内受热面的吸热量有限，一旦投煤速度过大、非常容易导致炉膛超温结焦。为此，在锅炉启动时，必须缓慢增加给煤速度、缓慢增加锅炉负荷，锅炉需要很长时间才能达到满负荷。