降低锅炉飞灰可燃物的措施及途径

降低锅炉飞灰可燃物的措施及途径

贺百峰,赵杰

内蒙古京泰发电有限责任公司，内蒙古自治区鄂尔多斯市，010030

摘  要：介绍了某电厂锅炉飞灰可燃物情况，对原因做了全面论述和分析，并提出了相应的控制措施。

关键词：循环流化床；降低；飞灰可燃物；煤质和颗粒度

1、锅炉简介

某电厂锅炉为2×1089t/h循环流化床、亚临界参数，一次中间再热自然循环汽包炉，紧身封闭、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、炉顶设密封罩壳。锅炉共布置有八个给煤口，全部布置于炉前，在前墙水冷壁下部收缩段沿宽度方向均匀布置。炉膛底部是由水冷壁管弯制围成的水冷风室，水冷风室两侧布置有一次热风道，进风型式为平行于布风板从风室两侧进风，由于空预器一二次风出口均在两侧，一次热风道布置较为简单。一次热风道内布置有四台启动点火燃烧器。六个排渣口布置在炉膛后墙水冷壁下部，分别对应六台滚筒式冷渣器。炉膛与尾部竖井之间，布置有三台汽冷式旋风分离器，其下部各布置一台“J”阀回料器，回料器为一分为二结构，尾部采用双烟道结构，前烟道布置了三组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有两组高温过热器、两组低温过热器，向下前后烟道合成一个，在其中布置有两组螺旋鳍片管式省煤器和卧式空气预热器，空气预热器采用光管式，一、二次风道分开布置，沿炉宽方向双进双出。

2、运行现状

两台锅炉投产以来，飞灰可燃物较高，有时甚至超出设计值5.0%，远超《DL-T1052-2016电力节能技术监督导则》相关要求（对于循环流化床锅炉，当Vdaf＞37时，飞灰可燃物≤1.5%。）。截止2022年11月，本年度飞灰可燃物全厂累计3.49%，其中：1号炉3.2%，2号炉3.8%。经分析，影响我厂飞灰可燃物大的主要因素为入炉煤煤质和粒度，为了降低燃料成本，大量掺烧劣质煤（煤泥+矸石），比例高达60%以上，入炉煤呈现两极分化，粗的太粗，细的太细，时有超出10mm的占比达到10%以上，给燃烧的经济性带来一定影响。

3、降低飞灰可燃物采取的措施或途径

对循环流化床锅炉来说，不同煤种对飞灰可燃物含量有较大影响。一般来讲，燃用挥发份高、结构松散的烟煤、褐煤等煤种时飞灰可燃物较低，燃用无烟煤等挥发份较低的煤种飞灰可燃物会较高。其次，入炉煤粒径也是影响燃烧的一个方面，碳颗粒的燃尽时间随粒径的增大而延长，而相同粒径的情况下，温度越高燃尽时间越短。但入炉煤细颗粒过多且过细时，其颗粒的燃尽时间会远远大于在炉内的停留时间，也将导致飞灰可燃物含量升高。因此保持入炉煤颗粒度在一个合理的范围内，对降低飞灰可燃物含量是十分有益的。

3.1氧量控制。含氧量高时，燃烧速度增大，有利于飞灰可燃物含量降低，但含氧量过高时，燃烧速度达到极限，而过高氧量会使颗粒在炉内停留时间减少，也会使飞灰可燃物含量升高。这需要控制在一个合理的范围内，既要保证煤炭粒子的充分燃烧，又要防止截面流速过大。

按照锅炉设计要求，氧量保持在4-6%之间，在调整时根据排烟温度不高于140℃时，尽量提高含氧量，保持含氧量在6%的上限，氧量的调整主要用二次风作为调整手段。我厂为了节能，长期执行低床压、低风量运行，氧量一般控制在1.6—2.0%间，故造成燃烧不充分主因。

3.2提高床温。循环流化床由于灰熔点的限制和脱硫要求及分级燃烧的特点,其床温一般维持在800-950℃之间,为了维持锅炉燃烧良好,燃用高挥发分煤种的锅炉床温可以适当低一些,在850℃左右;而燃用低挥发分的煤种的锅炉床温应该适当高一些,维持在900℃以上,当床温过低时,大量未来得及燃烧的颗粒被一、二次风直接通过旋风分离器带出去形成飞灰,另外,如果稀相区温度过低也会使煤颗粒在稀相区内不能充分混合氧化,燃烧不完全,形成飞灰。床层温度高，煤的燃烧速率快，可以缩短煤的燃尽时间，所以床温要控制在900℃以上，在运行情况允许的情况下，保持950℃的上限运行。

3.3保持适当的料层差压。要根据负荷的高低，保持适当的料层高度，料层过高，会增加风机电耗，料层过薄，会导致燃烧工况不稳定，燃料在炉内停留时间缩短，飞灰可燃物含量升高。在保证稳定的最低流化风量的情况下，适当提高床层差压，提高物料循环倍率，有利于燃尽，但要兼顾风机耗能。

3.4保持负压稳定，提高分离器效率。炉膛负压的变化易改变旋风分离器的离心分离作用，负压小，分离效率低，飞灰可燃物含量升高，负压过大，尾部烟道内过热器、省煤器磨损大，所以要保持负压稳定在0--50Pa 左右，既要延长炉内停留时间，又要提高分离效率，实现再燃烧。

3.5锅炉加减负荷时注意事项。加减负荷过程中，要注意勤调整，勤分析，要根据床温、料层、风量、氧量、煤量、主汽压力、炉膛负压等多个参数灵活掌握，逐步调节。避免调整过快影响碳颗粒的燃尽，主要是控制氧量不能大幅度波动。

3.6控制入炉煤粒度。入炉煤颗粒度的影响,煤颗粒大,碳不能和氧气充分混合氧化,延长了煤的燃烧时间,降低了燃烧效率,使飞灰可燃物增大,而入炉煤颗粒太小,造成烟气中夹带细颗粒的能力增强,增加了飞灰浓度增加。尽可能达到设计级配比要求，可通过调整煤一、二及破碎机间隙及检修筛分设备达到要求。我厂特别夏季，煤种水分高达18%，输煤系统堵煤频发，为了保证燃料供应，无奈采取调大碎煤机间隙上煤，无疑影响经济燃烧。

3.7入炉煤质的影响,如果煤含水量较大,煤在燃烧时需要先吸收一部分热量,使床温降低,燃烧时间延长,造成飞灰可燃物增大,煤的灰分越大或发热量越低,燃烧的就不完全,飞灰可燃物增大。为了降低燃料成本、充分发挥坑口电厂和循环流化床机组的优势，2012年始我厂就开展劣质煤掺烧，并于2013年通过了当地政府资源综合利用项目验收，享受资源综合利用退税政策。劣质煤掺烧主要以煤泥为主、矸石为辅，月度、年度掺烧比例均达到了60%以上。掺烧主要以煤泥为主，其中湿煤泥占比较大，湿煤泥的水份在25~27%之间，干煤泥的水份在15~20%，入炉煤水份一般在15~20%之间，现有一个封闭煤棚和临时转运半封闭煤场，现封闭煤棚主要用来储存湿煤泥，无法晾晒，仅通过自然风干和转运存储过程干燥，存新用旧的原则。故减少来煤含水量,减少矸石量,合理掺配。

3.8优化燃烧调整。在保证锅炉总风量及床料良好流化的前提下降低一次风量,增加二次风量;调整上下二次风的比例,增大上二次风,关小下二次风,增加上二次风对炉内的穿透, 以便在炉膛下部混合更均匀，扰动更强力，更利干煤的燃烬。使二次风能提供密相区上部的氧量补充,同时减少下二次风对下床温的影响,有利干提高床温,一次风量尽量稳定在合适的数值,只要保持床料流化良好,少作调整,主要依靠调整一次风比例来控制密相区出口和稀相区氧气浓度,可通过做调整试验来获得不同负荷需要的一、二次配比，指导经济运行。目前，正在开展试验。

3.9一、二次热风温度较低。风温低，将直接影响炉膛温度，燃烧效率降低，导致燃烧不充分，飞灰可燃物含量增加。我厂空预器换热面积不足，且积灰换热效率差，满负荷时，一次热风温度约210℃，二次热风温度约220℃，远远低于设计值275℃。

4、结论

煤质和颗粒度受客观条件的影响，暂无法改变，但除此之外通过运行调整措施的执行，不断分析、调整、对比、再分析、再调整，飞灰可燃物得以控制，呈现稳中有降的趋势。

参考文献：

[1]路春美等.循环流化床锅炉设备与运行[M].中国电力出版社，2003

[2]刘德昌等.循环流化床锅炉运行及事故处理[M].中国电力出版社，2006