CN105605564A - 一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统 - Google Patents

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Abstract

一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，包括均流微风系统、床料补充系统、床上燃烧器系统、风道燃烧器系统、启动燃料系统、小尺寸密相区和可调返料系统；通过均流微风系统系统实现锅炉启动时微鼓泡流化，大幅减少启动时热量的损失；床上燃烧器系统和风道燃烧器系统配备压缩空气雾化油枪，液滴尺寸小，燃烧效率高，传热效果好，锅炉启动时可以尽早投煤，节省燃油；小尺寸密相区配合低床料高度的启动方式可以减少一次风机启动电耗并缩短升温时间，在温度达到规定值后间歇性投入床料补充系统；多个技术环节的相互配合最终实现了锅炉的无烟节油快速启动。

Description

一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统
技术领域
本发明属于循环流化床锅炉设计及运行技术领域，具体涉及一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统。
背景技术
循环流化床锅炉由于煤种适应范围广、污染物排放少、负荷调节比大等优点在近10年得到了快速的发展，总装机容量不断升高。然而由于技术条件的限制，其自身还存在一些不足。由于循环流化床锅炉自身原理的限制，启动时必须先要将床料加热至煤的着火温度才能开始缓慢投煤，而现役锅炉由于本体及油枪等设备的设计原因，很容易造成如下问题：1.启动时间长，燃料消耗量大；2.燃烧效率低，冒黑烟严重；3.启动参数控制困难，容易超温结焦或造成耐火耐磨材料损坏；4.燃烧不均匀，局部温度控制困难。因此，缩短启动时间、提升燃料燃烧效率、减少燃料消耗量对于循环流化床机组的运行成本和环保指标都有着重要的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，缩短锅炉启动时间、提升燃料燃烧效率、减少燃料消耗量，使得锅炉运行成本更加经济，启动控制更加稳定。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，包括设置在循环流化床锅炉的炉膛10和水冷风室9之间的小尺寸密相区6，设置在小尺寸密相区6上的炉膛回料腿8，添加口设置在炉膛回料腿8上的床料补充系统2，连接炉膛回料腿8和旋风分离器11的可调返料系统7，设置在小尺寸密相区6上的床上燃烧器系统3和启动燃料系统5，设置在水冷风室9上的均流微风系统1，设置在均流微风系统1上的风道燃烧器系统4；
所述床上燃烧器系统3和风道燃烧器系统4上均设置有点火器12，且分别设置有床上燃油油枪13-1和风道燃油油枪13-2，床上燃油油枪13-1和风道燃油油枪13-2均接有压缩空气14和点火燃料15；所述床上燃油油枪13-1的数量为2～12根，燃烧份额为0～40％，启动温度为400～800℃；所述风道燃油油枪13-2的数量为2～6根，燃烧份额为30％～60％，启动温度为0～800℃；床上燃油油枪13-1和风道燃油油枪13-2采用压缩空气雾化，压缩空气的压力为0.5～4.5MPa；床上燃油油枪13-1和风道燃油油枪13-2油枪出口处的马赫数为0.5～2.5，雾化后燃料液滴直径为10～100μm，燃烧效率高，壁面不粘结油滴；风道燃烧器系统4耐热温度1100℃；
所述床料补充系统2内储存有经过筛分的启动床料，启动平均粒度0.5～3mm，最大粒度10mm，且5mm以上颗粒份额不超过总颗粒份额的10％，启动床料填充高度为400～800mm，通过床料补充系统2随时补充床料，启动床料的添加次数为1～2次/小时，每次床料填充高度为10～50mm。
所述启动燃料系统5具备微量启动条件，能够按照满负荷运行量的5％最低值连续运行，启动煤仓的燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf大于20％。
所述均流微风系统1采用微鼓泡流化技术，临界流化风量占运行时总一次风量的15％，启动时的流化风量为临界流化风量的90％～120％。
所述小尺寸密相区6的高度占炉膛净高度的10％～15％，小尺寸密相区6四周水冷壁和布风板水冷壁密布销钉，销钉密度不少于每平方米20个，销钉材质为Cr25Ni20，覆盖的耐火耐磨可塑料，厚度50～100mm，热震性强，在温升范围50～150℃/h，寿命不会有明显下降。
所述可调返料系统7采用间断性给料，循环回路间断投入。
所述循环流化床锅炉采用滑参数启动方式，启动速度快，同时避免了汽包上下壁温差过大及过热器超温等问题。
所述循环流化床锅炉冷态启动时间为3～8小时，温态启动时间为1～3小时。
所述点火燃料为柴油、汽油或重油，或者是煤气或天然气。
本发明通过微流化启动风系统实现锅炉启动时微鼓泡流化，可以大幅减少启动时热量的损失；床上燃烧器系统和风道燃烧器系统配备压缩空气雾化油枪，燃烧效率高，传热效果好；启动燃料系统采用高挥发分煤种，其易燃性保证锅炉启动时可以尽早投煤，节省燃油；小尺寸密相区配合低床料高度的启动方式可以减少一次风机启动电耗并缩短升温时间，在温度达到规定值后间歇性投入床料补充系统。多个技术环节的相互配合最终实现了锅炉的快速启动。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
1.采用本技术后的循环流化床锅炉启动时间大幅缩短，减少了启动燃油使用量，提升了锅炉运行经济性。
2.由于燃油燃烧充分，避免了锅炉启动时冒黑烟，具有良好的环保性。
3.启动参数易于控制，避免了超温结焦或耐火耐磨材料损坏的情况发生。
4.锅炉燃烧均匀，启动安全性提升。
附图说明
图1为采用快速启动技术后的循环流化床锅炉结构示意图。
图2为本发明床上燃烧器系统的油枪布置方式。
图3为本发明风道燃烧器系统的油枪布置方式。
图中：
1——均流微风系统2——床料补充系统
3——床上燃烧器系统4——风道燃烧器系统
5——启动燃料系统6——小尺寸密相区
7——可调返料系统8——炉膛回料腿
9——水冷风室10——炉膛
11——旋风分离器12——点火器
13-1——床上燃油油枪13-2——风道燃油油枪
14——压缩空气15——点火燃料
16——煤仓
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述：
具体实施方式一：
如图1、图2和图3所示，以480t/h循环流化床锅炉冷态启动为例，燃用煤种为低挥发分的无烟煤，启动燃料系统的燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf为25％。启动前将床料添加至500mm厚，燃烧系统压缩空气14压力调整为1MPa。通过均流微风系统1将床料维持在微鼓泡流化状态，然后投入风道燃烧器系统4，压缩空气14将点火燃料15雾化至直径30μm的微小油滴并送入风道进行燃烧，由于床料厚度较薄，床温快速上升，升温速率控制为120℃/h。当床温上升至400℃时，投入床上燃烧器系统3。当床温上升至500℃时，启动燃料系统5投入，系统采用微量给煤方式运行。投煤同时逐渐加大一次风量，高于临界流化风量，防止发生流化不均发生结焦现象。由于启动时床料较少，为提高床料蓄热能力及防止发生吹穿等现象发生，投煤后利用床料补充系统2间歇性补充床料，启动床料的添加次数为2次/小时，每次床料填充高度为50mm。当床温上升至650℃，开始投入煤仓16中烟煤，并从停止启动燃料系统供煤。当床温上升至800℃时陆续停运风道燃烧器系统4和床上燃烧器系统3。整个启动过程采用滑参数启动方式，低参数蒸汽直接送入主蒸汽管道进行暖管冲转，随着锅炉负荷的提升，汽机转速和功率随之增大直到转速达到额定转速3000rpm。锅炉整个启动过程持续7小时。
具体实施方式二：
如图1、图2和图3所示，以220t/h循环流化床锅炉温态启动为例，燃用煤种为无烟煤，启动燃料系统的燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf为35％。锅炉压火时将床料调整在600mm左右。压火后床温下降至400℃，再启动按照温态启动程序操作。依次启动引风机、流化风机、二次风机和一次风机，燃烧系统压缩空气14压力调整为1MPa。通过均流微风系统1将床料维持在微鼓泡流化状态，然后投入风道燃烧器系统4和床上燃烧器系统3。当床温上升至450℃时，启动燃料系统5投入，系统采用微量给煤方式运行，投煤同时逐渐加大一次风量，风量高于临界流化风量，防止发生流化不均发生结焦现象。由于启动时床料较少，为提高床料蓄热能力及防止发生吹穿等现象发生，投煤后利用床料补充系统2间歇性补充床料，启动床料的添加次数为1次/小时，每次床料填充高度为50mm。当床温上升至650℃，开始投入煤仓16中烟煤，并从停止启动燃料系统供煤。当床温上升至800℃时陆续停运风道燃烧器和床上燃烧器。锅炉整个启动过程持续3小时。
以上实施例的描述较为具体，但并不能因此而理解为对本专利范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出的若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：包括设置在循环流化床锅炉的炉膛(10)和水冷风室(9)之间的小尺寸密相区(6)，设置在小尺寸密相区(6)上的炉膛回料腿(8)，添加口设置在炉膛回料腿(8)上的床料补充系统(2)，连接炉膛回料腿(8)和旋风分离器(11)的可调返料系统(7)，设置在小尺寸密相区(6)上的床上燃烧器系统(3)和启动燃料系统(5)，设置在水冷风室(9)上的均流微风系统(1)，设置在均流微风系统(1)上的风道燃烧器系统(4)；
所述床上燃烧器系统(3)和风道燃烧器系统(4)上均设置有点火器(12)，且分别设置有床上燃油油枪(13-1)和风道燃油油枪(13-2)，床上燃油油枪(13-1)和风道燃油油枪(13-2)均接有压缩空气(14)和点火燃料(15)；所述床上燃油油枪(13-1)的数量为2～12根，燃烧份额为0～40％，启动温度为400～800℃；所述风道燃油油枪(13-2)的数量为2～6根，燃烧份额为30％～60％，启动温度为0～800℃；床上燃油油枪(13-1)和风道燃油油枪(13-2)采用压缩空气雾化，压缩空气的压力为0.5～4.5MPa；床上燃油油枪(13-1)和风道燃油油枪(13-2)油枪出口处的马赫数为0.5～2.5，雾化后燃料液滴直径为10～100μm，燃烧效率高，壁面不粘结油滴；风道燃烧器系统(4)耐热温度1100℃；
所述床料补充系统(2)内储存有经过筛分的启动床料，启动平均粒度0.5～3mm，最大粒度10mm，且5mm以上颗粒份额不超过总颗粒份额的10％，启动床料填充高度为400～800mm，通过床料补充系统(2)随时补充床料，启动床料的添加次数为1～2次/小时，每次床料填充高度为10～50mm。
2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述均流微风系统(1)采用微鼓泡流化技术，临界流化风量占运行时总一次风量的15％，启动时的流化风量为临界流化风量的90％～120％。
3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述小尺寸密相区(6)的高度占炉膛净高度的10％～15％，小尺寸密相区(6)四周水冷壁和布风板水冷壁密布销钉，销钉密度不少于每平方米20个，销钉材质为Cr25Ni20，覆盖的耐火耐磨可塑料，厚度50～100mm，热震性强，在温升范围50～150℃/h，寿命不会有明显下降。
4.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述可调返料系统(7)采用间断性给料，循环回路间断投入。
5.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉采用滑参数启动方式，启动速度快，同时避免了汽包上下壁温差过大及过热器超温等问题。
6.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉冷态启动时间为3～8小时，温态启动时间为1～3小时。
7.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述点火燃料(15)为柴油、汽油或重油，或者是煤气或天然气。
8.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉的无烟节油启动系统，其特征在于：所述启动燃料系统(5)具备微量启动条件，能够按照满负荷运行量的5％最低值连续运行，启动煤仓的燃煤干燥无灰基挥发分Vdaf大于20％。
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