火电厂飞灰含碳量高的原因及对策

火电厂飞灰含碳量高的原因及对策

李拓

(国电库车发电有限公司新疆阿克苏842000)

摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。并针对影响因素，提出合理应对方案，为大型电站锅炉飞灰含碳量的控制、锅炉的优化运行提供参考。

关键词：锅炉；飞灰含碳量；煤质；调整；

导言

随着电力行业改革的深入进行，受新能源发电高速发展影响，如何优化运行、节能降耗，已经成为火力发电企业生产经营的重要工作。而配煤掺烧则是降低燃料成本的主要手段，由于掺烧煤种与设计煤种煤质有较大差距，因此如何调整燃烧，提高锅炉效率则成了锅炉运行调整的一个重要课题。对现代大型电站锅炉而言，机械未完全燃烧热损失是影响锅炉效率的重要指标，本文从大型电站锅炉的飞灰含碳量影响因素出发，提出相应的控制方法，达到提高锅炉效率的目的。

1影响飞灰含碳量的因素

1.1煤质影响

(1)灰分的影响

煤中的灰分会降低发热量，妨碍可燃物与氧的接触，使煤着火和燃烧困难，增加燃烧损失。燃料中灰分增加，会使火焰温度降低，着火推迟，煤粉燃烬度变差，故机械未完全燃烧热损失随之增加。

(2)挥发分的影响

挥发分越高的煤，越容易着火，燃烧也易于完成。这是因为挥发分是气体可燃物，着火温度低，易于着火。挥发分多，相对来说煤中难燃的焦炭便少，使煤易于燃烧完全。大量的挥发分析出，着火燃烧时可以放出大量热量，提高炉内温度，易于煤的燃烬。另外，挥发分是从煤的内部析出的，析出后使煤具有孔隙性，使煤和空气接触面变大，利于完全燃烧。

(3)水分的影响

煤中水分多，燃烧时放出的有效热量便减少，降低炉内温度，甚至会使煤着火困难，从而使灰中残留碳增加。

1.2煤粉细度

从燃烧的角度看，煤粉越细，焦炭粒的内部空隙越多，利于煤和氧气接触反应，促使碳的燃烬，降低飞灰含碳量。但从制粉系统的角度，煤粉越细，磨煤机电耗就高，金属磨损量增大。合理的煤粉细度是保证锅炉飞灰含炭量在正常范围主要因素之一,降低煤粉细度是降低飞灰可燃物的有效措施。由于磨煤机存在振动现象，导致运行中分离器转速偏低，磨辊加载不能提高，影响了煤粉细度。近期煤可磨性较差，石子煤较多，大颗粒的石子煤在研磨件之间形成支撑，导致煤粉不能被磨细。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，因而着火越缓慢，煤粉燃烬所需时间越长，飞灰可燃物含量越大，燃烧不完全；另一方面提高煤粉的均匀性,也有利于煤粉的完全燃烧,较粗的煤粉若不能很好的与空气搅拌混合,将导致着火不好,燃烧时间较长,这也是影响飞灰可燃物的主要因素。

1.3炉内动力场工况不均

一、二次风配合分析。一次风速低，易造成一次风管堵塞，还可能烧坏燃烧器。一次风温高，煤粉气流达到着火点所需热量减少，着火点提前。二次风混入一次风的时间要合适。如果在着火前混入，则着火延迟；如果过迟混入，则着火后的燃烧缺氧。二次风一下子全部混入一次风对燃烧也是不利的，因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入则会降低火焰温度，燃烧速度减慢，甚至造成熄火。二次风速一般应大于一次风速。二次风速比较高时，才能使空气与煤粉充分混合；二次风速又不能比一次风速大太多，否则会迅速吸引一次风，使混合提前，影响着火。总之，二次风混入应及时而强烈，才能使混合充分，燃烧迅速而完全。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，这对煤粉的着火燃烧有利。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。

2降低锅炉飞灰含碳量的方法

2.1优化配煤掺烧

控制好购煤品种、数量及煤种比例，严把进煤关，严格控制发热量、挥发分、灰分等指标。加强煤场管理，做到不同煤种分类堆放。在配煤掺烧时，根据煤质分仓配煤，动态调整。

2.2选择合适的煤粉细度

在实际运行中，应综合考虑不完全燃烧热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含碳量。当燃用煤种发生较大变化时，应通过实验来确定煤粉的经济细度，控制煤粉的均匀性。另外控制合理一次风速，防止风速过大将较粗的煤粉颗粒带入炉膛内。

2.3改进在线监测系统

目前很多电厂飞灰含碳量测定还采用的是人工取灰，再进行化验分析的方法，这种方法分析滞后，实时性差，无法对运行人员的监视调整起到积极的作用。应将飞灰含碳量测量系统改造成实时监测系统，使运行人员可以根据实时数据进行燃烧调整，组织良好的炉内工况，降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。

2.4优化运行工况

2.4.1合理配合一、二次风，保证燃烧区氧量

应根据磨煤机形式，通过一次风速确定合理的一次风压及风量，防止一次风携带粗煤粉颗粒进入炉膛燃烧。需要注意的是，若一次风量太低，会造成磨煤机堵煤，影响磨煤机出力，造成炉膛内燃烧不稳。

应在一次风携带煤粉着火后送入二次风，补充煤粉燃烧所需的氧气，使之与着火燃烧的煤粉气流强烈混合，促使煤粉燃烬。二次风如果在煤粉着火以前过早的混入一次风，对着火是不利的，尤其是对于低挥发份的煤更是如此，因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入则会降低火焰温度，这种过早的混合，使煤粉需要的着火热增加，着火推迟，增加机械不完全燃烧损失，飞灰含碳量上升。但如果二次风过迟混入，又会使着火后的煤粉得不到燃烧所需氧气的及时补充，这也会使炉内燃烧不完全，飞灰含碳量增加。

2.4.2保持较高的磨煤机出口温度

对于同一台燃煤锅炉，当其它条件相同时，通过提高煤粉气流的初温，从而减少把煤粉气流加热到着火温度所需的着火热，有利于降低飞灰含碳量。但当燃用高挥发分煤种时，提高煤粉气流初温会造成煤粉提前燃烧，有可能损坏磨煤机及给煤机。

2.4.3合理配置磨煤机运行方式

磨煤机运行方式直接影响到炉膛温度和火焰中心高度。若上层磨投运较多时，会使火焰中心上移，煤粉在炉膛内停留时间缩短，部分煤粉未燃烬便随高速烟气离开炉膛，导致飞灰含碳量增加。反之，下层磨组投运较多时，飞灰含碳量相应就会降低。

3结论

通过以上初步的分析，确定飞灰含碳量的主要原因是煤质变化、煤粉细度及燃烧的调整，在今后的机组运行中，工作人员应加强对入炉煤质的采样化验，及时低将煤质情况提供给运行人员，运行人员应针对当前的煤质采取合理的运行方式,及时调整,精心操作，降低锅炉的飞灰含碳量，提高机组运行经济性，保障燃煤电站锅炉的安全、高效运行。

参考文献：

[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京:中国电力出版社,2002.

[2]张晓梅,涂光瑜,高伟，等.燃煤锅炉机组[M].北京:中国电力出版社,2006.69-109.

[3]傅松,李永华,陈鸿伟.降低锅炉飞灰、炉渣可燃物含量的措施[J].华东电力,2002,6:12-14