电站锅炉飞灰含碳量影响因素分析及控制

1、电站锅炉飞灰含碳量影响因素分析及控制郭亮大唐甘谷发电厂，甘肃天水 741000摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一。本文探讨大型电站锅炉飞灰含碳量的重要性、影响因素，提出调整和控制飞灰含碳量的方法，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：电站锅炉；飞灰含碳量；调整；控制引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

2、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 控制飞灰含碳量的意义煤耗是火力发电机组最主要的经济技术指标之一，煤耗的高低直接影响到节能降耗的成果。根据最新300MW 机组能耗分析指导意见，锅炉飞灰含碳量每降低1%，影响供电煤耗下降kWh 。某电厂装机2*330MW ，以每年发电量30 亿 kWh 为例，则年节约标煤3060 吨。飞灰含碳量超标，既增加燃料消耗量,也对锅炉的安全运行造成很大的威胁，容易发生锅炉结焦和尾部烟道再燃烧，同时影响电除尘及脱硫设备运行，降低了设备寿命。这些都使设备运行的安全性与经济性受到影响。

3、因此， 把锅炉飞灰含碳量控制在合理的范围内，对生产运行具有重要的意义。2 影响飞灰含碳量的因素煤质影响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。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

4、面变大，利于完全燃烧。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。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。过剩空气系数充足的空气量是燃料完全燃烧的必要条件。若过剩空气系数al不足，燃料得不到充足的空气，未完全燃烧热损失 q3和q4就会增加，造成飞灰含碳量增加。但过剩空气系数aL过大，不仅增加送风机和引风机电耗，还会使排烟热损失q2增大，反而使锅炉效率显著降低。图1锅炉效率图炉内温度根据阿累尼乌斯定律，燃

5、烧反应速度与温度成指数关系，因此炉温对燃烧过程有着极其显著的影响。炉温高，着火快，燃烧速度快，燃烧过程更猛烈，燃烧也易于趋向完全。但过高的炉温会引起炉内结渣，引起膜态沸腾。炉温范围取决于燃料性质、预热空气温度、炉膛容积热强度和炉膛断面热强度等因素。煤粉气流速度在一定的炉温下，一定细度的煤粉要有一定的时间才能燃烬。这与煤粉气流的速度有直接的关系，当煤粉气流速度过快时，煤粉气流在炉膛内来不及充分燃烧就离开，使未完全燃烧热损失增加，飞灰含碳量增加。炉内动力场工况不均若锅炉一、二次风挡板发生变形，部分挡板实际开度与指示开度不一致，或一、二次风配比不合理，会使火焰中心偏斜，煤粉与空气在炉内混合不均匀，造

6、成局部燃烧反应不完全，飞灰含碳量升高。3 降低飞灰含碳量的方法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。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。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

7、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。优化运行工况合理配合一、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

8、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。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。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

9、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。4 结论从以上各方面因素对飞灰含碳量影响规律，可以看出在锅炉运行时，必须全面考虑各种控制手段间的关系，并根据实际锅炉特性和现场具体条件正确处理，从而达到降低飞灰含碳量、节能减排目的，保障燃煤电站锅炉的安全、高效运行。参考文献：1张力.电站锅炉原理M. 重庆 :重庆大学出版社.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,.3王莺歌.大型电站锅炉飞灰含碳量的调整与控制J.东北电力技术，2007,11:24-28.4张晓梅 ,涂光瑜 ,高伟，等.燃煤锅炉机组M. 北京