淺析如何降低飛灰含碳量

方群峰

摘要：飛灰含碳量能夠直接反映火力發電廠機組鍋爐的燃燒效率和煤粉質量，是電廠的重要的經濟指標和技術指標。控制好鍋爐飛灰含碳量，對安全經濟運行具有重要的意義。隨著煤價的逐漸走高，火力發電廠的效益逐年下降，降低發電煤耗，提高經濟性已顯得日益重要和迫切。本文通過對徐州華鑫發電有限公司鍋爐飛灰含碳量高的各種因素進行分析，為提高鍋爐經濟運行提供參考。

關鍵詞：鍋爐;飛灰含碳量;燃燒工況

1 飛灰含碳量高對安全文明生產的影響

①降低鍋爐效率，影響鍋爐的經濟運行 ②降低爐膛內飛灰的熔點，從而引起鍋爐受熱面大面積結焦，從而導致汽溫壁溫超限，極易引起四管爆破等事故 ③飛灰殘留的碳會磨損尾部煙道，損壞空預器等設備，降低使用年限④尾部受熱面如果粘連含碳量高的飛灰，易引起尾部煙道再燃燒⑤降低電除塵效率，增加環境污染。

2 飛灰含碳量高的原因分析

我公司鍋爐是由上海鍋爐廠生產的型號為SG-1036/17.47-M874，型式為亞臨界壓力一次中間再熱控制循環汽包爐，鍋爐采用擺動燃燒器，四角布置，切向燃燒，正壓式直吹系統，磨煤機為HP863型中速磨煤機，低氮燃燒器采用煙臺龍源公司的雙尺度低氮燃燒器。設計煤種為晉中煙煤。燃燒器上部有SOFA燃盡風，燃盡風噴口上下可擺±20度，左右可擺±10度。B層燃燒器加裝等離子點火器，供鍋爐啟停爐和低負荷穩燃使用。

2.1 一次風的影響

煤粉細度直接影響飛灰含碳量的高低，煤粉越細，越均勻，與空氣接觸的面積就越大，燃燒越充分。降低一次風壓可以很好的控制煤粉細度，可是一次風壓過低容易導致粉管堵管和堵磨，或者燃燒提前使得噴燃器燒壞。而一次風壓過高，容易造成煤粉顆粒過大，在爐膛停留時間短，使著火點推遲，燃燒不充分，造成飛灰含碳量增大。因此我們適當降低一次風壓控制煤粉細度（前提是保證粉管不能堵管和磨煤機不能堵磨），盡量少用或者不用磨煤機的冷風調整門，提高磨煤機的出口溫度至95℃。當燃燒低揮發分煤種時，應再提高磨煤機出口溫度至100℃，適當增大二次風配風，及早補充燃燒所需要的氧量，使得燃燒提前。因而可以借由對一次風速參數的合理設置，提升煤粉物料在實際燃燒過程中的充分性，降低飛灰含碳量。

2.2 煤質的影響

煤的化學組分主要是碳、氫、氧、氮、硫五種元素，以及水分和灰分。其中，碳、氫、氧三者總和占95%以上。煤的工業分析主要是測定煤中水份（M）、揮發份（V）、固定碳（FC）和灰份（A）的含量。揮發份中主要是可燃性氣體，當燃用揮發份較低的煤種時，煤粉氣流的著火溫度會顯著提高，著火熱也會升高，使得著火點推后，火焰中心上升，導致鍋爐尾部排煙溫度上升，飛灰含碳量升高。當燃用高水份的煤種時，煤粉進入爐膛后，會降低爐膛的溫度，導致燃燒的穩定性變差，燃燒不完全，引起飛灰含碳量增高。

當燃用高灰份的煤種時，由于灰份不僅不發熱，還會吸收煤粉周圍的熱量，導致煤粉碳粒表面的燃燒速度降低，火焰傳播速度減慢，著火推遲，同時，灰份還會包裹碳粒，使得煤粉燃盡程度減弱，飛灰含碳量上升。綜上分析，在鍋爐總煤量穩定的情況下，燃用高揮發份、低水份、低灰份的入爐煤可以大大降低鍋爐的飛灰含碳量。

2.3 鍋爐氧量的影響

鍋爐氧量過高，不僅會降低爐膛溫度，對著火和燃燒都不利，增加飛灰含碳量，而且還會增加送、引風機的單耗以及鍋爐的排煙熱損失。對鍋爐的整個經濟性極為不利。同時，氧量過高還會引起氮氧化物的升高，這樣就要求噴氨量提高，對鍋爐設備和環保都有較大影響。

鍋爐氧量過低，會導致鍋爐缺氧燃燒，使得燃燒難以充分完全而使飛灰含碳量增加。因此，為確保氮氧化物排放合格和機組的穩定運行。鍋爐應該在一個最佳氧量下運行。

2.4 煤粉細度的影響

通常認為，煤粉物料的細度越低，則在實際點火技術操作過程中其實際升溫速度就越快，實際獲取的燃燒程度就越充分。因此為切實降低和控制鍋爐飛灰含碳量，應當采取有效措施切實降低煤粉物料的細度水平。

我公司采用的是五臺HP863型中速磨煤機，由于煤量的變化會使得煤粉的細度和均勻度都發生變化。煤粉越細，單位質量的煤粉表面積越大，著火也越迅速，燃燒也越充分，飛灰含碳量越低。可是煤粉過細，也會使磨煤機電耗上升，金屬磨損增大。若煤粉顆粒較粗，則燃燒必然不充分，飛灰含碳量必然較高，不完全燃燒損失也較大。因此，在實際的運行調整中，我們要尋求一個煤粉經濟細度，使不完全燃燒損失和制粉單耗之和達到最小，以保證較高的鍋爐效率和較低的飛灰含碳量。

2.5 機組運行工況的影響

鍋爐低負荷運行時，爐膛熱負荷較低，受熱面吸熱量也隨之下降，造成煤粉燃燒不完全，飛灰含碳量升高。反之，當機組負荷升高時，雖然煤粉在爐內時間短，但爐膛燃燒中心溫度高，燃燒較為完全，有利于降低飛灰含碳量。由于給煤量的增加，磨煤機的出力就要增加，煤粉細度相對變大，煤粉相對較粗，此時煤粉細度成為影響飛灰含碳量的主因。所以在總煤量超過140t/h時，應開啟五臺磨煤機運行，以保證煤粉細度合格。另外，因為機組負荷受電網約束，所以還需在經濟和安全中尋求最佳運行工況。

結束語

結合我公司鍋爐運行現狀，分析造成鍋爐飛灰含碳量高的主要因素，同時對可調因素進行有效控制與調整，從而降低了鍋爐飛灰含碳量。然而鍋爐的安全運行屬于動態的平衡，且飛灰含碳量影響因素較多，其中較多因數既相互聯系又相互制約，故在鍋爐運行實際操作中，應該全面綜合考慮各影響因素，同時進行合理的分析調整，最終達到降低鍋爐飛灰含碳量的目的，從而保證鍋爐爐膛的穩定、安全、高效運行。

參考文獻：

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