鍋爐飛灰可燃物含量高的調整

馮慧

大唐國際張家口發電廠發電部 075133

摘要：在燃煤電廠中，由于鍋爐的不完全燃燒，使鍋爐的飛灰可燃物含量增加，導致鍋爐效率降低，發電成本增加。本文通過深入研究本公司鍋爐飛灰可燃物含量的影響因素，提出了維持鍋爐穩定燃燒、降低飛灰可燃物含量、提高鍋爐效率的有效措施，為鍋爐高效經濟運行提供了依據。

關鍵詞：鍋爐；飛灰可燃物；含量高；影響因素；措施

一、前言

對于現代大型火力發電機組來說，不僅要考慮生產運行的安全性，還要考慮生產過程的經濟性。火電廠的經意效益主要涉及鍋爐、汽機、電氣、熱控、化學、燃料等等多個環節，而其中鍋爐效率又是其中較重要的一方面。有統計表明，對于現代大型火電機組，鍋爐效率每提高1%，整機效率則相應提高0.3%-0.4%。而從鍋爐效率考慮，排煙損失和機械不完全燃燒損失又是其損失中相對較大的兩個損失，這也就說降低機械不完全燃燒損失成為降低鍋爐損失的突破口，而此項損失中鍋爐飛灰可燃物含量又是最直接且通過技術整改和運行調整可以有效降低的損失。

二、鍋爐飛灰可燃物含量高的成因

在我國當前的燃煤電廠中，主要是采用煤炭作為一次能源，利用皮帶向鍋爐輸送經處理的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽，經一次加熱之后，水蒸汽進入高壓缸。為了提高熱效率，對水蒸汽進行二次加熱，水蒸汽進入中壓缸，從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經作過功的蒸汽流經凝汽器水冷，通過凝結換熱成為主凝結水，凝結水又經過抽汽加熱成為鍋爐給水。在整個生產流程中，煤粉的燃燒是至關重要的，然而煤粉在燃燒過程中，由于煤質以及燃燒工況的復雜性，必然導致一部分煤粉無法燃盡隨煙氣被排出，這就必然導致企業的生產成本增加。

三、影響飛灰可燃物含量的因素

1.燃料的性質對飛灰可燃物含量的影響

燃料性質中揮發分的含量對煤粉燃燒的影響最為重要。當燃用揮發分較多的煤時，容易著火，燃燒也易于完全。這是因為揮發分是氣體可燃物，其著火溫度較低，著火容易；揮發分多，相對來說，煤中難燃的固定炭含量便少些，使煤易于燃燒；揮發分從煤粉顆粒內部析出后使煤粉顆粒具有孔隙性，揮發分越多，煤粉顆粒的孔隙越多，與助燃空氣接觸面積越大，因而易于燃盡，燃燒損失較少，反之亦然。

2.煤粉細度對飛灰可燃物含量的影響

煤粉越細，單位質量的煤粉表面積越大，加熱升溫、揮發分的析出著火及燃燒反應速度越快，因而著火越迅速，燃燒所需時間越短，燃燒越充分，飛灰可燃物含量越低。另外，若煤粉很細，顆粒外面的焦炭燃燒后，不易形成較大擴散阻力的灰殼。但煤粉過細，又會使得制粉電耗增加，因此，在鍋爐運行中，應綜合考慮不完全燃燒損失和制粉單耗的要求，使之達到最小，即尋找煤粉經濟細度，以保證較高的鍋爐效率和較低的飛灰可燃物含量。另外，煤粉顆粒比較均勻時，飛灰可燃物含量也會相對減少。

3.鍋爐負荷對飛灰可燃物含量的影響

鍋爐運行負荷降低時，燃料消耗量減少，水冷壁的吸熱量隨之也要減少，但相對每公斤燃料而言，水冷壁的吸熱量反而有所增加，從而使得爐膛平均溫度降低，揮發分釋放速度變慢，此時一次風量和總風量往往也偏低，燃燒過程在極為不利的條件下進行，影響煤粉的著火，造成飛灰可燃物含量上升。

四、降低飛灰可燃物含量，提高燃煤燃燒效率相關措施

1.降低機械不充分燃燒熱損失，合理選用燃煤

在燃煤選擇中，嚴格把關燃煤來源渠道，借助配煤和成分分析等手段盡量使實際煤種的特性與設計煤種相符，盡可能選擇灰分少，熱量高的優越燃煤；在燃煤燃燒中，控制合理的煤粉細度，對于高揮發分的煤，因其容易燃燒可允許煤粉磨得粗些；對于低揮發分和可磨性指數較低的煤，因較難燃燒而應盡量磨得細些，如果煤粉顆粒比較均勻，造成不完全燃燒損失的大顆粒則相對較少，可允許煤粉粗些。

2.選擇性能設計合理的燃燒設備

設計結構合理的燃燒設備對于提高燃煤燃燒效率有著重要影響，煤粉燃燒反應過程主要在煤粉表面進行，燃燒反應速度主要取決于煤粉的燃燒反應速度和空氣擴散到煤粉表面的擴散速度。因此，在選擇燃煤燃燒設備時，根據燃煤特性，引進人工智能、計算機等先進技術，提高燃煤設備科技含量，通過采取合理的受熱面結構，循環加熱模式，充分擾動、混合燃煤和空氣，及時輸送空氣到燃煤燃燒表面，增加空氣和燃煤接觸面積，延長接觸時間，使燃煤燃燒趨于充分燃燒，有利于降低飛灰可燃物含量，提高燃煤效率。

3.加強燃燒設備日常維修維護

燃煤設備結渣是一個常見問題，在高溫條件下，燃煤燃燒后的細灰呈飛騰狀態，灰渣易粘結于受熱面、燃燒設備上，并隨著時間灰渣聚集越多。長期不清理結渣使燃燒設備受熱面吸熱能力減弱，降低燃煤有效利用效率，因此，定期清理燃煤設備結渣，加強燃燒設備日常維修維護。

4.及時掌握入爐煤種變化

鍋爐設計為晉中貧煤，近年來隨著對燃煤需求量的增加和市場因素的變化，來煤種類增多且變化頻繁，鍋爐常常在一天之內同時燃用幾種不同的煤種。而不同煤種的發熱量、可磨系數、三塊含量、燃料比、灰份、水份、焦結性等均不同，一方面使磨煤機的工作性能下降，表現在制粉電耗和石子煤量上升，煤粉細度不均勻性，一次風量偏離最佳值；同時使鍋爐的燃燒調整面臨很大困難，當燃用劣質煤種時飛灰可燃物會急劇增大。接班之前要知道燃煤灰份、水份、揮發分、發熱量。

5.調整煤粉細度均勻性

煤粉過粗，單位質量的煤粉表面積越小，加熱升溫、揮發分的析出、著火及燃燒反應速度越慢，煤粉燃燼所需時間越長，飛灰可燃物含量越大，燃燒不完全。調整煤粉細度均勻性，煤粉顆粒燃燼所需時間減少，同時增加了煤粉和空氣的接觸面，燃燒速度提高。合理調節制粉系統的運行方式，從粗粉分離器的內部對其實際擋板開度進行校核，校正擋板開度與刻度盤的一致性，保持粗粉分離器開度均勻，避免由于實際開度不均勻導致大粒徑煤粉的增加，合理控制煤粉細度均勻性。

6.制粉系統運行方式

改變系統通風量，對煤粉細度影響非常明顯。當通風量增加時，將會使煤粉變粗，通風量減小時，煤粉變細。但是通風量增加時，通風電耗隨之變大，一般應在保持最佳通風速度下用分離器擋板調整煤粉細度。在保證煤粉細度情況下，磨煤機再循環盡量少開或不開，適當保持磨煤機出口溫度正常范圍內，保持磨煤機最佳出力。在兩臺制粉系統運行時，三次風所帶#17、#18給粉機盡量不用。正常運行時，盡量開下層制粉系統三次風，少開上層制粉系統三次風，來降低火焰中心，從而使煤粉在爐膛內留有充足的燃燒時間；降低飛灰含碳量，提高鍋爐運行效率。

7.保持適當一次風壓

一次風壓適當提高后進入爐膛的風粉混合物卷吸高溫煙氣的能力增加，可以盡快使煤粉達到著火條件；其次，風粉混合物在爐膛的行程增長，可增加煤粉在爐內的燃燒時間，這都會使煤粉的燃盡度提高。因此，調整時必須保證空氣預熱器漏風率小，堵塞輕，盡量提高熱風溫度。在正常運行中適當加強空預器吹灰，避免空預器積灰，提高傳熱效果，提高一、二次風溫度。同時，合理調整磨煤機出力，可以提高磨煤機出口風溫。

8.合理配比一、二次風

根據燃煤的揮發特性，合理配比一、二次風，調整空氣動力場，提高火焰爐內充滿度，提高燃燒中心溫度。燃用低揮發分煤時，應提高一次風溫，適當降低一次風速，選用較小的一次風率。燃用高揮發分煤時，一次風溫應低一些，一次風速高一些，一次風率大一些，有時有意使二次風混入一次風的時間早一些，將著火點推后，以免結渣或燒壞燃燒器。

根據過量空氣系數，調整合理的二次風風門，保證后期煤粉燃燒充分、穩定。二次小風可以采用“倒寶塔”式，上層二次小風門開大些，下層適當關小。調整降低一次風率，保證較高的煤粉濃度；優化吹灰方式，控制空氣預熱器的入口煙溫350～400℃，保證較高的一次風溫，減少一次風進入爐膛后的吸熱量。同時還得注意，在調整一次風速時，要保證一次風管暢通，避免堵塞一次風道而造成輸粉中斷或堵管。在高低負荷工況，應調整好爐內燃燒，保證一次風、二次的配比，爐膛火焰不偏斜，確保煤粉、空氣的良好混合。

9.供給充足的氧氣與最佳氧量

飛灰含碳量受氧量影響，氧量在3.8%左右達到最佳值。所以，在運行中將氧量維持在2.5%～4.5%之間，能有效降低飛灰含碳量。而在燃燼階段氧氣要供給充足，鍋爐運行過程需要保持合理的氧量。加強氧量監視與調整，在負荷增加時，手動干預風量調節，提前增加送風量，使得燃燒自動增加負荷時先加煤、后加風存在缺氧燃燒的現象得以補償。

五、結束語

通過對鍋爐飛灰可燃物的含量高調整的相關研究，我們可以發現，引起可燃物含量高的因素是多方面的，有關人員應該從鍋爐應用的客觀實際出發，充分利用技術優勢，研究制定最為符合實際的可燃物含量調整應對措施。