5#高壓鍋爐飛灰含碳量偏高原因分析及解決措施

劉振宏

摘 要：我廠5#高壓鍋爐由杭州鍋爐廠制造，型號為：NG-220/9.8-M22。自投運(yùn)以來，5#鍋爐飛灰含碳量含量一直在10%以上，使鍋爐熱效率大為降低。為有效改變這種狀況，經(jīng)過認(rèn)真分析原因，采取正確改進(jìn)措施，已將5#爐飛灰降至目前的5%左右。

關(guān)鍵詞：飛灰含碳量；運(yùn)行控制；措施

1 飛灰含碳量偏高原因分析

（1）熱風(fēng)溫度

熱風(fēng)溫度偏低是導(dǎo)致飛灰含碳量偏高原因之一。熱風(fēng)溫度偏低，使煤粉氣流的初溫較低，增加了把煤粉氣流加熱到著火溫度的著火熱，煤粉氣流在離開燃燒器噴口較遠(yuǎn)處才能著火燃燒，使著火推遲，將會推遲整個燃燒過程，致使煤粉來不及完全燃燒就離開爐膛，造成飛灰含碳量偏大，增加了機(jī)械不完全燃燒熱損失。

5#爐熱風(fēng)溫度設(shè)計(jì)值為376℃，正常運(yùn)行時在374℃-380℃之間，與設(shè)計(jì)值相差不大，熱風(fēng)溫度能夠滿足著火要求。

（2）爐膛溫度

5#鍋爐因結(jié)焦嚴(yán)重，由武漢鍋爐有限公司對燃燒器部分進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、改造。燃燒器采用哈工大研制的百葉窗水平濃淡燃燒器；在一次風(fēng)口濃側(cè)增加鈍體，進(jìn)一步提高著火穩(wěn)定性；減少燃燒器的高寬比，增加氣流的剛性；增加一次風(fēng)側(cè)邊風(fēng)，防止氣流刷墻結(jié)焦；在兩一次風(fēng)之間增加一狹窄可調(diào)的二次風(fēng)，即夾心風(fēng)，提高煤種的適應(yīng)性；在三次風(fēng)噴口上增加穩(wěn)燃齒；減小燃燒器的切圓角，使切圓內(nèi)φ700mm減小到φ513mm；改變?nèi)紵鞯墓ぷ鼽c(diǎn)，布置在燃燒器噴口處；同時衛(wèi)燃帶去掉25㎡左右。衛(wèi)燃帶面積減少，爐膛下部水冷壁吸熱增加，降低了燃燒器區(qū)域煙氣的溫度，對煤粉氣流的著火不利，火焰中心溫度降低，煤粉燃燒速度較慢，燃盡階段的溫度也較低，致使煤粉在離開爐膛之前來不及完全燃燒，必然造成飛灰含碳量偏大。

通過看火孔，用遠(yuǎn)紅外高溫測溫儀對4#、5#爐12-15m層主燃燒區(qū)域進(jìn)行測溫，結(jié)果如下：

4#爐：最高：1549℃；最低：1460℃；平均：1495℃；爐膛出口顯示：775℃；

5#爐：最高：1548℃；最低：1414℃；平均：1473℃；爐膛出口顯示：766℃；

從中可以看出4#爐、5#爐，爐膛溫度相差不大，作為同型號的鍋爐，4#爐飛灰5%左右，說明爐膛溫度對5#爐飛灰影響不是主要原因。

（3）燃燒器狀況

5#鍋爐燃燒器經(jīng)過多年運(yùn)行，多個噴口因過熱變形、鈍體磨損或脫落而出現(xiàn)不同程度損壞。燃燒器的損壞，致使風(fēng)粉混合不均勻，破壞了爐內(nèi)良好的空氣動力工況，影響煤粉濃淡分離、風(fēng)粉混合，使煤粉氣流發(fā)生偏斜，脫離高溫區(qū)域，燃燒不完全，造成飛灰含碳量偏大。

（4）給粉機(jī)來粉均勻性

給粉機(jī)來粉量過大，噴口煤粉濃度較大，低溫煤粉吸熱較多，區(qū)域溫度降低，燃燒推遲，煤粉燃燒不充分，飛灰含碳量偏大。

5#鍋爐由于種種原因，經(jīng)常出現(xiàn)多個給粉機(jī)來粉不均，是造成飛灰含碳量偏高的主要原因之一。

（5）煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度越低，越利于煤粉在爐膛內(nèi)迅速而完全燃燒，并且燃盡程度越高。經(jīng)過對5#鍋爐較長一段時間的煤粉細(xì)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，煤粉細(xì)度較穩(wěn)定，并與同型號的4#鍋爐相比較，煤粉細(xì)度相當(dāng)。

（6）運(yùn)行控制

①一次風(fēng)速

5#鍋爐經(jīng)過投運(yùn)前的空氣動力場試驗(yàn)，多年的運(yùn)行調(diào)整，一次風(fēng)速維持在22m/s至25 m/s左右，噴口火焰燃燒距離正常，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定。

②二次風(fēng)配風(fēng)

5#鍋爐二次風(fēng)布置上，與4#爐相比，在兩個一次風(fēng)之間，增加了一個夾心風(fēng)。這是05年改造時，武漢鍋爐廠針對5#爐的實(shí)際情況，所做出的改進(jìn)。改造后5#爐運(yùn)行穩(wěn)定，但夾心風(fēng)一直沒有投用。

③一次風(fēng)側(cè)邊風(fēng)

5#爐一次風(fēng)側(cè)邊風(fēng)原設(shè)計(jì)沒有，后鍋爐防結(jié)焦改造時增加，但5#爐改造后，結(jié)焦很少，也就沒有投用。

④制粉系統(tǒng)三次風(fēng)

5#爐制粉系統(tǒng)自投運(yùn)以來，一直是甲側(cè)制粉系統(tǒng)出力大，三次風(fēng)帶粉量大。單獨(dú)甲側(cè)制粉系統(tǒng)運(yùn)行，能保證90%負(fù)荷旳煤粉需求。出于降低制粉電耗考慮，5#爐大多時間運(yùn)行甲制。這樣一來，大出力制粉系統(tǒng)的三次風(fēng)對鍋爐飛灰含碳量的影響，是顯而易見的。

（7）煤質(zhì)

和其他鍋爐相比，煤種一樣，影響因素可忽略。

2 解決措施

經(jīng)過分析可以發(fā)現(xiàn)，影響5#爐飛灰含碳量主要因素有給粉機(jī)來粉不均、夾心風(fēng)未投用、甲側(cè)制粉系統(tǒng)三次風(fēng)帶粉量大。

我們在實(shí)際工作中采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施：

（1）減少給粉機(jī)來粉不均的影響

堅(jiān)持做好定期降粉工作。每次降粉在能夠保證鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，盡可能的將粉位降得低些，一般降到1.5m—1.0m之間。擇機(jī)對煤粉倉進(jìn)行清理，消除粉倉內(nèi)結(jié)塊及吸潮的煤粉。停爐過程中將煤粉燒完。運(yùn)行中，出現(xiàn)來粉不正常，及時進(jìn)行調(diào)整，并使四角燃燒器均勻給粉。

（2）適當(dāng)使用夾心風(fēng)

經(jīng)過多次投用發(fā)現(xiàn)，汽機(jī)投高加，給水溫度正常時，夾心風(fēng)不可過大，各角投20%以下；汽機(jī)退高加，給水溫度低，可適當(dāng)開大夾心風(fēng)。經(jīng)過分析，在汽機(jī)切除高加時，給水溫度降低，在鍋爐出口同樣參數(shù)的情況下，需要投入更多的煤粉放熱，來補(bǔ)充給水的欠焓。這樣，一次風(fēng)噴口煤粉濃度增加，燃燒所需的氧亦須增加，此時，應(yīng)適當(dāng)增加夾心二次風(fēng)的使用量。

（3）減輕甲側(cè)制粉系統(tǒng)運(yùn)行的影響

甲側(cè)制粉系統(tǒng)三次風(fēng)對2#、4#角影響大，可通過調(diào)整，降低2#、4#角下二次風(fēng)風(fēng)速，比其他兩個角下二次風(fēng)速低3m/s-5m/s即可，延長兩個角的燃燒時間，使其盡可能完全燃燒。

3 結(jié)束語

實(shí)踐證明，采取以上措施后，5#爐飛灰含碳量由10%以上降至5%左右，提高了鍋爐熱效率，企業(yè)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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