如何降低锅炉飞灰可燃物

卢晓飒

摘要：当煤粉无法完全燃烧时必然会导致飞灰可燃物升高，损失大量的燃烧热。引发此种现象的原因包括煤粉细度过大、配风不合理、锅炉负荷偏高或偏低，同时也受到煤质、挥发份、灰分等因素的影响，因此当前需要将空气系数控制在合理范围内，采用科学合理的配风方式，并尽可能地降低煤粉细度，从而实现煤粉的充分燃烧。本文就对此问题进行了详细探讨。

关键词：火电厂；飞回可燃物；降低措施

引言：

飞灰可燃物的升高会引发多种负面影响。如管壁温度过高，极有可能引发爆管事故，并且会严重影响锅炉效率。此外，如果烟道内飞灰含量过高，则增大了燃烧致事故发生的可能性，并且飞灰处理不干净会严重污染环境。因此不论是从经济、环境还是安全角度考虑，都应明确飞灰升高的原因，然后进行针对性处理。本文就对此进行了具体分析。

一、影响因素

（一）煤种特性

煤炭市场所供应的燃煤性质并非处于稳定状态，并且火电厂通常情况下会想方设法缩减燃料投资成本，导致火电厂所采用的燃煤来源不一，与设计煤种偏差过大，水分、灰分等指标始终处于不稳定状态，不利于煤粉的彻底燃烧[1]，从而增加了飞灰可燃物的含量。

（二）挥发份

煤粉燃烧时挥发成份先于焦炭，如果燃煤性质为高挥发份，则有利于炉内温度快速升高，最终到达高温状态，从而促使焦炭燃尽，这样自然不会产生过多的飞灰可燃物，但如果燃煤的性质为低挥发份则刚好相反。

（三）水分

燃煤中水分含量过高不利于炉内燃烧温度的升高，从而影响焦炭的燃烧，使其无法燃尽，进而导致残留碳过多。

（四）灰分

灰分的特点在于需要吸收热量并且无法放热，导致燃烧温度无法升高，直接影响燃烧效果，使得燃烧强度过低。此外，煤在燃烧过程中碳与氧气会发生反应，有利于煤粉的燃烧[2]。但如果其中灰分含量过高，则代表煤的质量较差，在燃烧时会大量吸热，导致火焰无法处于稳定状态，从而影响燃烧效果。

（五）煤粉细度

煤粉细度是一项较为关键的影响因素，粒径越大，越不利于燃烧，并且会延长燃尽时间，导致燃烧损失量过大。但如果粒径较小，则可增大表面积，从而促使煤粉充分燃烧。但同时也需考虑经济因素，因为在煤粉细度超过一定界限时会增加耗电成本，因此需要综合考虑这两项因素。此外，应确保煤粉颗粒足够均匀，有利于提高燃烧效率。

（六）过量空气系数

二次风是燃烧所需氧量的主要来源，风量过小时容易出现缺氧燃烧的不良现象。在此种状况下，氧化与还原反应均处于不充分状态，从而明显增加飞灰含碳量。

（七）配风方式

煤粉的燃烧需要经历多个阶段且具有特定的顺序。首先是着火，在此阶段需要通入一次风，并将其加热，而后通入煤粉，实现煤粉与风的初步混合。其次是燃烧，该阶段需要通入二次风，可增加氧气含量，确保煤粉与氧气能够充分反应，并且该阶段的反应十分剧烈。最后是燃尽，主要燃烧对象是碳粒。在这几个燃烧阶段中最为关键的是合理进行配风，即掌握好二次风的通入时间，过早与过迟均会造成不良影响，主要体现在会延迟着火及缩短燃尽时间，因此必须严加控制。

（八）锅炉负荷

当锅炉处于低负荷状态时会明显降低炉膛温度，不利于煤粉顺利进入着火阶段，难以实现充分燃烧。负荷过高时尽管有利于煤粉的燃烧，但同时也会因烟气含量的急剧增加而加快气流的流速，难以实现煤粉在炉内的长期停留，同样会影响燃烧效果。另外，电网要求负荷定期调整，导致负荷调整过于频繁。并且在调整过程中牵连范围较广，使得风量处于极不稳定的状态，进而直接影响锅炉的运行工况，明显增加可燃物含量。

（九）其他因素

第一是一次风速，偏高时会推迟着火，无法实现煤粉的稳定燃烧，同时也无法燃尽。主要是因为风速过高时会导致煤粉飞出气流，扩散到氧气含量较少的区域，并且风速过高时会导致炉膛内火焰不够均匀，偏移问题较为严重，进而加快烟气流速，不利于煤粉的长期停留[3]。第二是磨煤机。如果该设备的运行方式不当，则不利于火焰的集中，主要问题体现在多台此种设备运行时通常会配置制粉系统，并将氧气含量控制在较高状态，进而使得炉膛内部的火焰中心位置偏上。在此种状况下如果二次风通入时间不合理，则会导致未燃尽的煤粉与烟气同时飞出，进而使得飞灰含碳量超出规定范围。第三是热风温度，会直接影响燃烧工况，过高时有利于煤粉气流的升温。可快速加热壁面，从而降低着火点。较低时则不利于炉膛温度的升高，无法顺利着火，从而影响燃烧效果。第四是炉膛负压，过高时会加快气流速度，从而缩短气流在炉膛内的停留时间，难以达到充分燃烧的状态，增加热损失量。第五是设备缺陷，主要包括挡板开度不合理机节流缩孔在长期运行的过程中内部受损，从而难以实现风速及风量的有效控制。导致这两项因素处于不平衡、不稳定状态。不利于火焰的集中，进而导致飞灰可燃物含量超出规定范围。第六是燃烧器摆角，功能在于调节汽温，如果摆角与燃烧要求偏差过大，出现上摆问题时会使得火焰朝上移动，进而使得烟气与处于半燃烧状态的燃料同时流出，无法实现燃料的充分燃烧。

二、降低措施

燃烧器结构、电网负荷尽管会增加飞灰可燃物含量，但属于不可控因素。因此需要从除此之外的其他影响因素入手，主要包括以下几个方面。第一是过剩空气系数。煤粉能否充分燃烧取决于空气的通入量是否处于合理的范围内，过少会降低氧气含量，出现供氧不足的情况，在影响燃烧效果的同时也会导致炉膛结焦，容易引发安全事故。如果氧气含量过高，则会损失大量的烟气与氮氧化物，因此通入的空气应充足且适量。第二，根据煤粉的质地制定出科学的配比掺烧方案，并将煤粉细度的控制作为一项要点，在具体选择时应以煤种作为依据。第三，炉膛温度与燃烧质量直接相关，因此应确保炉膛内温度较高，从而加快燃烧速度，并达到完全燃烧的状态，可采取升高送风温度的措施。第四，煤粉的燃烧需要一定的时间，因此应确保其在炉内的停留时间与燃烧要求相符。针对此问题，可增设下层燃烧器，促使煤粉在炉内停留足够的时间。第五，在通入一、二次风时应控制好风量及风速，进而促使炉内空气动力场更为合理，这样有利于煤粉与氧气发生反应，促使燃烧更加彻底。第六，在具体选择配风方式的过程中应以煤种的配比方案作为基本依据；煤的燃烧多处于煤粉表面，因此为了达到充分燃烧的状态，需要合理控制炉温，并将煤粉与空气均匀混合。第七，负荷的增加应依次按照风量、粉量的顺序调整，从而避免出现缺氧燃烧的状况，促使煤粉快速着火，确保火焰不会出现偏斜的问题。第八，为降低煤粉细度，可将小钢球置于磨煤机中，设备启动后发挥钢球的研磨作用，达到降低煤粉细度的目的[4]，但此种方式监控难度较大，因此在应用时必须控制好钢球直径等因素。此外，还可调整分离器，要点在于将通风速度控制在最佳范围内。第九，检查燃烧器角度及磨损状况，发现问题时及时进行设备维修，保障燃烧质量。

三、结束语

总而言之，社会经济的发展必须基于环境质量达标这一前提条件，如果发展的代价是污染环境，則违背了可持续发展的理念。因此火电厂必须将飞灰可燃物升高这一问题重视起来，从煤质、配风方式等多个方面加以调整，提高锅炉运行效率。同时，锅炉的合理运行也有利于降低发电成本，减少安全事故，从而保障职工的生命安全。

参考文献：

[1]仝爱民，郭鸿斌，郭起旺.670t/h锅炉飞灰可燃物偏高的原因及对策[J].节能与环保，2013，（5）：44-45.

[2]李小岗，刘瑞，贺荣.锅炉飞灰可燃物高的原因及对策[J].山东工业技术，2017，（12）：66-68.

[3]赵威.锅炉飞灰可燃物含量影响因素分析及解决措施[J].山东工业技术，2013，（6）：46-47.

[4]郭金良.降低锅炉飞灰可燃物技术的研究与应用[J].能源技术与管理，2014，39（6）：133-134.