#1爐飛灰含碳量大的原因分析及控制措施

宋立濤

摘要：隨著電力行業(yè)競爭日趨激烈，燃煤發(fā)電廠的運行壓力也在逐漸增大，經(jīng)濟指標的要求也越來越嚴格，就鍋爐運行而言，機械不完全燃燒損失越來越被重視。運行中鍋爐飛灰含碳的控制顯得尤為重要，它直接影響鍋爐效率及機組的整體運行經(jīng)濟指標。文章對鍋爐飛灰含碳量增大的原因及其控制措施進行了分析。

關鍵詞：飛灰含碳量；火力發(fā)電；電站鍋爐；火電行業(yè)；環(huán)保節(jié)能 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2017）04-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.067

火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電方式，電站鍋爐作為火力電站的三大主機設備之一，伴隨著我國火電行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。近年來，環(huán)保節(jié)能成為中國電力工業(yè)結構調(diào)整的重要方向，火電行業(yè)在“上大壓小”的政策導向下積極推進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，關閉大批能效低、污染重的小火電機組，在很大程度上加快了國內(nèi)火電設備的更新?lián)Q代。中國的電站鍋爐產(chǎn)業(yè)，它既不是“朝陽產(chǎn)業(yè)”，也不是“夕陽產(chǎn)業(yè)”，而是與人類共存的永恒產(chǎn)業(yè)。伴隨我國國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，近年來工業(yè)鍋爐制造業(yè)取得了長足的進步。其突出成效是：行業(yè)標準日益規(guī)范，技術水平逐步提高，產(chǎn)品品種不斷增加，經(jīng)濟規(guī)模顯著擴大。下面就造成鍋爐飛灰含碳量升高的原因以及解決措施兩個問題分別進行論述。

1 飛灰含碳量增大的原因分析

1.1 氧量影響

機組負荷變化，送風機的自動調(diào)節(jié)不能及時跟蹤燃煤量變化，加之運行調(diào)整不及時，鍋爐配風不合理，會導致鍋爐缺氧燃燒，火焰中心上移，風粉不能較好地混合，致使燃料不能及時燃盡，增大鍋爐飛灰含碳。另外，爐膛風箱配風不能與機組負荷相匹配，低負荷時風量過大，風壓過高，變相降低爐膛溫度，減少煤粉在爐膛內(nèi)停留時間，也會增大飛灰含碳量。

1.2 煤質(zhì)的影響

煤種灰分較高，當所燃燒的煤種的灰分大時，煤中的灰不能燃燒發(fā)熱，反而吸收煤表面的熱量，煤表面溫度降低，揮發(fā)分析出的時間延長，使煤的著火熱提高，在爐膛內(nèi)的著火推遲，同時，因為風箱二次風門開度底層二次風開度92%，上層風箱開度85%，二次風箱開度較大，煙氣卷吸能力變?nèi)酰悍廴紵龝r間縮短，導致飛灰含碳量增大。

1.3 磨煤機出口溫度

磨煤機出口溫度高，煤粉在燃燒器噴口處表面初溫高，揮發(fā)分析出的時間短，使煤的著火熱降低，在爐膛內(nèi)的著火提前，燃燒時間延長，飛灰含碳量會相對降低，可以排除磨煤機出口溫度影響的飛灰含碳量大。磨煤機冷一次風門開度過大，導致磨煤機出口溫度偏低，不利于燃燒。

1.4 煤粉細度

煤粉細度的大小對煤粉表面積有很大的影響，煤粉越細，表面積越大，吸熱多、著火快，爐內(nèi)燃燒時間長，飛灰就低；反之，煤粉細度大，不完全燃燒加強，飛灰就大，但在負荷變動過程中，送風量及容量風門會大幅變動，易造成飛灰含碳量大。

1.5 一次風壓的影響

一次風壓過高，進入磨煤機后，磨煤機出口粉管的風速就越大，風量也就越大，煤粉射流就越遠，著火熱越大，在爐內(nèi)停留的時間也就越短，飛灰就增大，另外，一次風壓太大，對周圍爐內(nèi)二次風的混合及火焰的擾動越大，對爐煙氣流速及火焰的分布產(chǎn)生影響，部分煤粉燃燒不完全，飛灰增大。

負荷變動大，容量風門及送風量波動大，同時煤質(zhì)灰分大，二次風箱開度過大，也是造成飛灰含碳量增大的原因，左側氧量相對右側較小，左側飛灰含碳量大，同時和燃盡風的開度及調(diào)整有一定關系。

1.6 過剩空氣系數(shù)的影響

鍋爐過剩空氣系數(shù)過大，將使爐膛溫度降低，對著火和燃燒都不利，而且會增加鍋爐排煙熱損失。鍋爐過剩空氣系數(shù)過小，會使鍋爐缺氧燃燒，增加飛灰含碳量。

低氮燃燒技術主要是維持鍋爐低氧燃燒，抑制NOX的排放，勢必會造成煤粉燃燒不完全，爐膛出口飛灰含碳量增大。綜合分析，從保證NOX的排放和飛灰含碳量低角度出發(fā)，爐膛過剩空氣系數(shù)存在一個最佳區(qū)間，確保鍋爐排放指標合格和熱損失最小以及確保鍋爐穩(wěn)定運行。目前，我公司#2爐參數(shù)調(diào)整主要控制SCR區(qū)出口氧量維持在2.5%～3.2%之間，SCR區(qū)入口NOX低于450mg/Nm3，出口低于150mg/Nm3，控制飛灰含碳量不超過2%。另外還要保證各項散熱損失之和（q2+q3+q4）為最小，使鍋爐在最佳過剩空氣系數(shù)下運行。

1.7 暖風器投運不及時或溫度控制不得當

暖風器投運不及時或溫度控制不得當，導致送風溫度偏低，不利于燃燒。

1.8 磨組運行方式不合理

磨組運行方式不合理會造成上層磨組出力過大。

1.9 DCS無飛灰含碳測點

DCS無飛灰含碳測點，無法實現(xiàn)實時監(jiān)視、實時調(diào)整，不利于飛灰含碳量的控制。

2 飛灰含碳量大的控制措施

第一，機組運行中根據(jù)負荷變化，及時調(diào)整二次風箱風門開度，合理進行配風，保證煤粉燃燒的充足氧量，同時控制火焰中心位置，避免火焰中心過度上移，從而減少燃料在鍋爐中停留的時間。同時，通過運行調(diào)整，避免鍋爐出現(xiàn)偏燒現(xiàn)象，保證風粉良好的混合。

第二，合理進行配煤摻燒，關注煤質(zhì)化驗報告，同時加強與燃料運行溝通，根據(jù)煤種、煤質(zhì)變化，及時進行對應的運行調(diào)整，最大限度降低因煤質(zhì)變化造成的飛灰含碳量增加。

第三，運行中合理控制磨煤機出口溫度，及時調(diào)整磨煤機冷、熱風門開度，控制磨煤機出力，保證煤粉燃燒的初溫度。

第四，合理控制分離器轉速，保證磨組出粉系統(tǒng)，煤粉細度的大小對煤粉表面積有大的影響，煤粉越細，表面積越大，吸熱多、著火快，爐內(nèi)燃燒時間長，飛灰就低；反之，煤粉細度大，不完全燃燒加強，飛灰就大。同時監(jiān)視鋼球磨煤機出力情況，及時調(diào)整磨煤機鋼球量，保證磨煤機出力。

第五，根據(jù)機組負荷變化，合理調(diào)整一次風壓，低負荷時及時降低一次風壓，一次風壓過高，進入磨煤機后，磨煤機出口粉管的風速就越大，風量也就越大，煤粉射流就越遠，著火熱越大，在爐內(nèi)停留時間也就越短，飛灰就增大，另外，一次風壓太大，對周圍爐內(nèi)二次風的混合及火焰的擾動越大，對爐煙氣流速及火焰的分布產(chǎn)生影響，部分煤粉燃燒不完全，飛灰增大。

第六，及時投運暖風器，并及時調(diào)整暖風器供汽量，尤其是冬季，盡量提高入爐一、二次風初溫度。

第七，根據(jù)機組負荷變化，合理調(diào)整各磨組運行方式，盡量減少上層磨組出力，避免火焰中心過度上移，減少煤粉不完全燃燒。

第八，保證飛灰含碳量檢測裝置可靠運行，保證運行人員得到可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以更好地指導運行調(diào)整。

第九，增設可調(diào)衛(wèi)燃帶。衛(wèi)燃帶也就是燃燒帶，指燃燒器標高附近敷設在水冷壁管四周的一層耐火材料。可調(diào)衛(wèi)燃帶就是衛(wèi)燃帶可以改變面積大小。當燃用揮發(fā)分低的煤粉時，衛(wèi)燃帶可以降低被覆蓋水冷壁的吸熱量，提高燃燒區(qū)域的溫度，增強燃燒的穩(wěn)定性。當燃用揮發(fā)分較高的煤粉時，通過減少衛(wèi)燃帶面積來調(diào)節(jié)。

第十，燃用低揮發(fā)分煤種，可以適當提高磨煤機的出口溫度，根據(jù)干燥無灰基揮發(fā)分在26%～35%之間控制磨煤機出口溫度（80℃～100℃）。

此外，要及時調(diào)控磨煤機入口的風量和風速，保證磨煤機出口煤粉細度穩(wěn)定可控。還要注意燃燒器噴口穩(wěn)燃齒的磨損情況，如果穩(wěn)燃齒磨損程度較為嚴重，就會減少出口回流效果，影響機組的正常運行，從而導致燃燒不完全的問題，所以一定要對燃燒器噴口穩(wěn)燃齒進行定期檢查，保證機組正常工作。

3 結語

電力作為社會發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展受到廣大人民群眾的關注，因此要注重電力行業(yè)在發(fā)展過程中遇到的問題，火力發(fā)電作為目前電力行業(yè)的主要發(fā)電方式之一，具有不可取代的地位，但是中國火力發(fā)電的發(fā)展時間有限，存在著很多不完善的地方，再加上火力發(fā)電的方式本身存在的問題（如資源選擇、資源消耗、對環(huán)境影響等），也就會給其發(fā)展帶來一定程度上的影響或制約。電站鍋爐作為火力發(fā)電的主要設備之一，其重要程度不言而喻。本文就鍋爐飛灰含碳量升高的分析和調(diào)整這一論點進行論述，主要從造成鍋爐飛灰含碳量高的原因以及對應的解決措施兩個方面進行論述，其中包括了入爐煤種原因及其調(diào)整措施、制粉系統(tǒng)組合運行方式的原因及其調(diào)整措施、制粉系統(tǒng)運行的原因及其調(diào)整措施，希望對行業(yè)的發(fā)展有所助益。

參考文獻

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[2] 劉為展，劉利莎.燃煤摻燒時鍋爐飛灰含碳量大的原因分析及調(diào)整措施[A].第六屆電力工業(yè)節(jié)能減排學術研討會論文集[C].2011.

（責任編輯：小 燕）