锅炉飞灰可燃物含量高的调整

冯慧

大唐国际张家口发电厂发电部 075133

摘要：在燃煤电厂中，由于锅炉的不完全燃烧，使锅炉的飞灰可燃物含量增加，导致锅炉效率降低，发电成本增加。本文通过深入研究本公司锅炉飞灰可燃物含量的影响因素，提出了维持锅炉稳定燃烧、降低飞灰可燃物含量、提高锅炉效率的有效措施，为锅炉高效经济运行提供了依据。

关键词：锅炉；飞灰可燃物；含量高；影响因素；措施

一、前言

对于现代大型火力发电机组来说，不仅要考虑生产运行的安全性，还要考虑生产过程的经济性。火电厂的经意效益主要涉及锅炉、汽机、电气、热控、化学、燃料等等多个环节，而其中锅炉效率又是其中较重要的一方面。有统计表明，对于现代大型火电机组，锅炉效率每提高1%，整机效率则相应提高0.3%-0.4%。而从锅炉效率考虑，排烟损失和机械不完全燃烧损失又是其损失中相对较大的两个损失，这也就说降低机械不完全燃烧损失成为降低锅炉损失的突破口，而此项损失中锅炉飞灰可燃物含量又是最直接且通过技术整改和运行调整可以有效降低的损失。

二、锅炉飞灰可燃物含量高的成因

在我国当前的燃煤电厂中，主要是采用煤炭作为一次能源，利用皮带向锅炉输送经处理的煤粉，煤粉燃烧加热锅炉使锅炉中的水变为水蒸汽，经一次加热之后，水蒸汽进入高压缸。为了提高热效率，对水蒸汽进行二次加热，水蒸汽进入中压缸，从中压缸引出进入对称的低压缸。已经作过功的蒸汽流经凝汽器水冷，通过凝结换热成为主凝结水，凝结水又经过抽汽加热成为锅炉给水。在整个生产流程中，煤粉的燃烧是至关重要的，然而煤粉在燃烧过程中，由于煤质以及燃烧工况的复杂性，必然导致一部分煤粉无法燃尽随烟气被排出，这就必然导致企业的生产成本增加。

三、影响飞灰可燃物含量的因素

1.燃料的性质对飞灰可燃物含量的影响

燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响最为重要。当燃用挥发分较多的煤时，容易着火，燃烧也易于完全。这是因为挥发分是气体可燃物，其着火温度较低，着火容易；挥发分多，相对来说，煤中难燃的固定炭含量便少些，使煤易于燃烧；挥发分从煤粉颗粒内部析出后使煤粉颗粒具有孔隙性，挥发分越多，煤粉颗粒的孔隙越多，与助燃空气接触面积越大，因而易于燃尽，燃烧损失较少，反之亦然。

2.煤粉细度对飞灰可燃物含量的影响

煤粉越细，单位质量的煤粉表面积越大，加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应速度越快，因而着火越迅速，燃烧所需时间越短，燃烧越充分，飞灰可燃物含量越低。另外，若煤粉很细，颗粒外面的焦炭燃烧后，不易形成较大扩散阻力的灰殼。但煤粉过细，又会使得制粉电耗增加，因此，在锅炉运行中，应综合考虑不完全燃烧损失和制粉单耗的要求，使之达到最小，即寻找煤粉经济细度，以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰可燃物含量。另外，煤粉颗粒比较均匀时，飞灰可燃物含量也会相对减少。

3.锅炉负荷对飞灰可燃物含量的影响

锅炉运行负荷降低时，燃料消耗量减少，水冷壁的吸热量随之也要减少，但相对每公斤燃料而言，水冷壁的吸热量反而有所增加，从而使得炉膛平均温度降低，挥发分释放速度变慢，此时一次风量和总风量往往也偏低，燃烧过程在极为不利的条件下进行，影响煤粉的着火，造成飞灰可燃物含量上升。

四、降低飞灰可燃物含量，提高燃煤燃烧效率相关措施

1.降低机械不充分燃烧热损失，合理选用燃煤

在燃煤选择中，严格把关燃煤来源渠道，借助配煤和成分分析等手段尽量使实际煤种的特性与设计煤种相符，尽可能选择灰分少，热量高的优越燃煤；在燃煤燃烧中，控制合理的煤粉细度，对于高挥发分的煤，因其容易燃烧可允许煤粉磨得粗些；对于低挥发分和可磨性指数较低的煤，因较难燃烧而应尽量磨得细些，如果煤粉颗粒比较均匀，造成不完全燃烧损失的大颗粒则相对较少，可允许煤粉粗些。

2.选择性能设计合理的燃烧设备

设计结构合理的燃烧设备对于提高燃煤燃烧效率有着重要影响，煤粉燃烧反应过程主要在煤粉表面进行，燃烧反应速度主要取决于煤粉的燃烧反应速度和空气扩散到煤粉表面的扩散速度。因此，在选择燃煤燃烧设备时，根据燃煤特性，引进人工智能、计算机等先进技术，提高燃煤设备科技含量，通过采取合理的受热面结构，循环加热模式，充分扰动、混合燃煤和空气，及时输送空气到燃煤燃烧表面，增加空气和燃煤接触面积，延长接触时间，使燃煤燃烧趋于充分燃烧，有利于降低飞灰可燃物含量，提高燃煤效率。

3.加强燃烧设备日常维修维护

燃煤设备结渣是一个常见问题，在高温条件下，燃煤燃烧后的细灰呈飞腾状态，灰渣易粘结于受热面、燃烧设备上，并随着时间灰渣聚集越多。长期不清理结渣使燃烧设备受热面吸热能力减弱，降低燃煤有效利用效率，因此，定期清理燃煤设备结渣，加强燃烧设备日常维修维护。

4.及时掌握入炉煤种变化

锅炉设计为晋中贫煤，近年来随着对燃煤需求量的增加和市场因素的变化，来煤种类增多且变化频繁，锅炉常常在一天之内同时燃用几种不同的煤种。而不同煤种的发热量、可磨系数、三块含量、燃料比、灰份、水份、焦结性等均不同，一方面使磨煤机的工作性能下降，表现在制粉电耗和石子煤量上升，煤粉细度不均匀性，一次风量偏离最佳值；同时使锅炉的燃烧调整面临很大困难，当燃用劣质煤种时飞灰可燃物会急剧增大。接班之前要知道燃煤灰份、水份、挥发分、发热量。

5.调整煤粉细度均匀性

煤粉过粗，单位质量的煤粉表面积越小，加热升温、挥发分的析出、着火及燃烧反应速度越慢，煤粉燃烬所需时间越长，飞灰可燃物含量越大，燃烧不完全。调整煤粉细度均匀性，煤粉颗粒燃烬所需时间减少，同时增加了煤粉和空气的接触面，燃烧速度提高。合理调节制粉系统的运行方式，从粗粉分离器的内部对其实际挡板开度进行校核，校正挡板开度与刻度盘的一致性，保持粗粉分离器开度均匀，避免由于实际开度不均匀导致大粒径煤粉的增加，合理控制煤粉细度均匀性。

6.制粉系统运行方式

改变系统通风量，对煤粉细度影响非常明显。当通风量增加时，将会使煤粉变粗，通风量减小时，煤粉变细。但是通风量增加时，通风电耗随之变大，一般应在保持最佳通风速度下用分离器挡板调整煤粉细度。在保证煤粉细度情况下，磨煤机再循环尽量少开或不开，适当保持磨煤机出口温度正常范围内，保持磨煤机最佳出力。在两台制粉系统运行时，三次风所带#17、#18给粉机尽量不用。正常运行时，尽量开下层制粉系统三次风，少开上层制粉系统三次风，来降低火焰中心，从而使煤粉在炉膛内留有充足的燃烧时间；降低飞灰含碳量，提高锅炉运行效率。

7.保持适当一次风压

一次风压适当提高后进入炉膛的风粉混合物卷吸高温烟气的能力增加，可以尽快使煤粉达到着火条件；其次，风粉混合物在炉膛的行程增长，可增加煤粉在炉内的燃烧时间，这都会使煤粉的燃尽度提高。因此，调整时必须保证空气预热器漏风率小，堵塞轻，尽量提高热风温度。在正常运行中适当加强空预器吹灰，避免空预器积灰，提高传热效果，提高一、二次风温度。同时，合理调整磨煤机出力，可以提高磨煤机出口风温。

8.合理配比一、二次风

根据燃煤的挥发特性，合理配比一、二次风，调整空气动力场，提高火焰炉内充满度，提高燃烧中心温度。燃用低挥发分煤时，应提高一次风温，适当降低一次风速，选用较小的一次风率。燃用高挥发分煤时，一次风温应低一些，一次风速高一些，一次风率大一些，有时有意使二次风混入一次风的时间早一些，将着火点推后，以免结渣或烧坏燃烧器。

根据过量空气系数，调整合理的二次风风门，保证后期煤粉燃烧充分、稳定。二次小风可以采用“倒宝塔”式，上层二次小风门开大些，下層适当关小。调整降低一次风率，保证较高的煤粉浓度；优化吹灰方式，控制空气预热器的入口烟温350～400℃，保证较高的一次风温，减少一次风进入炉膛后的吸热量。同时还得注意，在调整一次风速时，要保证一次风管畅通，避免堵塞一次风道而造成输粉中断或堵管。在高低负荷工况，应调整好炉内燃烧，保证一次风、二次的配比，炉膛火焰不偏斜，确保煤粉、空气的良好混合。

9.供给充足的氧气与最佳氧量

飞灰含碳量受氧量影响，氧量在3.8%左右达到最佳值。所以，在运行中将氧量维持在2.5%～4.5%之间，能有效降低飞灰含碳量。而在燃烬阶段氧气要供给充足，锅炉运行过程需要保持合理的氧量。加强氧量监视与调整，在负荷增加时，手动干预风量调节，提前增加送风量，使得燃烧自动增加负荷时先加煤、后加风存在缺氧燃烧的现象得以补偿。

五、结束语

通过对锅炉飞灰可燃物的含量高调整的相关研究，我们可以发现，引起可燃物含量高的因素是多方面的，有关人员应该从锅炉应用的客观实际出发，充分利用技术优势，研究制定最为符合实际的可燃物含量调整应对措施。