強化劣質煤燃燒的研究與分析

摘 要：通過調整優化爐內的燃燒結構，減少外在因素對燃燒的影響，強化劣質煤的燃燒，增強鍋爐運行的穩定性，節約燃油，提高機組運行的經濟性。

關鍵詞：劣質煤；強化燃燒；一次風；二次風

由于近幾年煤炭市場緊銷，電廠經營成本壓力巨大，大量慘燒劣質煤已是不可避免。火力發電廠在燃用劣質煤時，一方面，鍋爐燃燒不穩，易引起鍋爐滅火放炮事故；另一方面，為穩定燃燒需投油助燃，浪費了大量的燃油。大唐長春第二熱電廠670T/H鍋爐、中儲式制粉系統冬季長期大負荷運行，來煤困難，燃煤種類繁雜，有俊德國礦煤、琿春西褐煤、扎魯特煤、珠絲花煤以及周邊的地煤等，劣質煤居多。

強化劣質煤的燃燒主要從優化爐內的燃燒結構和減少外在因素對爐內燃燒的影響兩個方面入手。

一、優化爐內的燃燒結構

針對劣質煤水分高、灰分大、揮發份低、發熱量低的特點，我們可通過調整燃燒時的風煤配比和爐內的空氣動力工況來優化燃燒的結構，從而達到強化煤粉燃燒的目的。

1.合理調整風煤組合

對于劣質煤由于灰分偏大，揮發份偏小，使煤粉著火熱增大，著火困難，而灰殼包裹碳粒，阻擋碳與氧氣的接觸界面，使燃燒推遲。因此，調整上應參照集中配風的原則，既要保證下組燃燒器的穩定著火，又要保證后期二次風的充分混入。

保持第一層一次風速較高一些，同時保持第一層給粉機給粉量也較多一些，以能夠把煤粉送到爐膛中心為宜，適當關小臨近一層粉上游的二次風，同時提高一層粉的周界風量和一層粉最下游的二次風量，這樣既可以保持一層煤粉流有足夠的剛性，使煤粉在爐膛中心集中燃燒，又可以托住火焰，提供充足的氧量，避免因燃燒初期風粉分散而使爐膛中心溫度降低。提高了爐膛下部中心溫度，在爐內旋轉上升氣流的作用下就會更有利于上部煤粉的燃燒。

二、三層給粉機根據負荷需要轉速保持均勻，在保證煤粉管道不積粉堵管、燃燒器噴口不結焦的前提下，對應的一次風速要適當降低，為防止噴口附近結焦周界風量不能減少，對應的二次風量適當減少，降低煤粉氣流剛性，使煤粉燃燒初期就開始分散，在爐膛中部形成一個較大的燃燒區域，這樣一、二、三層粉在高溫旋流煙氣的作用下就會均勻的分散開，增大煤粉顆粒燃燒的表面積，增強煤粉與氧氣的結合，減少灰渣對碳與氧氣接觸的阻礙作用，使煤粉可以充分穩定地燃燒。

四層給粉機盡量保持低轉速運行，一次風速適當降低，周界風量與最上游二次風量保持最大，使火焰中心再次集中，為下游未燃盡的煤粉補充足夠的氧量，使煤粉在燃燒區域全部燃盡。這樣上、下集中，中部分散的二次風組合，就把四層煤粉集中在爐膛中部，形成了整體集中，內部分散的燃燒結構，強化了煤粉的燃燒，提高了燃燒的穩定性。

2.穩定爐內空氣動力工況

穩定爐內空氣動力工況主要是調整好排粉機所帶的一次風，經過制粉系統后的一次風在加熱煤粉后，溫度較低，都在60～70℃，一次風量的大小對燃燒的著火影響較大，煤粉著火，主要是依靠周圍高溫煙氣對一次風的氣粉混和物進行加熱，一次風量愈大，要求加熱至著火所需熱量愈多，對著火不利。

二、減少外在因素對爐內燃燒的影響

1.合理地混配煤粉

既然劣質煤揮發份低、發熱量低，不易燃燒，那么單燒劣質煤就大大增加了鍋爐運行的不穩定性，因此，將劣質煤與揮發份較高的褐煤和發熱量相對較高的煙煤混燒，就會降低鍋爐運行的風險。那么，如何混配煤才能既保證燃燒的穩定性，又能最大量地燃用劣質煤呢？燃料方面：煤檢人員做完各種煤的煤質分析后，及時地將數據交給燃料集控人員，然后由集控人員根據各種煤的性質，統籌安排輸煤皮帶的運行方式，各煤斗的存煤種類。鍋爐運行方面：積極與燃料溝通，掌握各煤斗的存煤種類，合理地安排磨煤機的運行方式，充分利用粉倉換向閥的作用，將煤粉混合的更均勻、更細致。這方面還需要做大量細致的工作。

2.控制好煤粉細度和粉位

（1）在燃用劣質煤時，制備較細的煤粉，有利于低揮發份煤的著火，燃燒和燃燼。因此，制粉系統在運行中必須嚴格控制煤粉細度，為鍋爐穩定燃燒打下良好的基礎。這一點在燃燒劣質煤時顯得尤為重要。但由于我廠為了提高機組運行的穩定性和安全行，在燃用劣質煤時都與揮發份較高的褐煤和設計煤種煙煤混燒，因此在提高煤粉細度的同時還要考慮到制粉系統的防爆。

（2）對于水分大，灰分大，難磨制的煤，一定要控制好粉倉粉位，根據粉位情況帶負荷，做好提前量，防止粉位過低，煤粉自流導致燃燒不穩。

3.對爐內燃燒情況的判斷

穩定的燃燒應從以下幾個方面判斷：盤上爐膛負壓波動范圍小，均勻穩定，氧量合適穩定，高溫過熱器后煙溫穩定，火檢光柱飽滿、工業電視火焰明亮穩定；就地四角火焰呈金黃色，煤質水分過大時火焰發紅，結合就地燃燒情況有目的有針對性的進行調整，通過盤上表計顯示的數據和就地的燃燒情況反復驗證，達到統一。

總之，為了降低經營成本，燃燒劣質煤勢在必行，如何在燃用劣質煤的同時保證鍋爐運行的安全，減少穩燃用油，提高機組運行的經濟性，需要我們進行大量的研究和試驗，本文只是對劣質煤強化燃燒做了簡單的分析和探討。然而，劣質煤的燃燒及其調整存在著一系列復雜的理論和技術問題，還有待我們在今后的工作中不斷摸索和探討，不斷學習，不斷總結經驗，為鍋爐的安全經濟運行貢獻自己的力量。

參考文獻：

李恩辰.火力發電廠鍋爐計算知識[M].北京：水利電力出版社，1990.

（作者單位 大唐長春第二熱電有限責任公司）