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，己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，相对來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。⑶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，英至会使煤着火困难，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，磨規加载不能提高，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，其至造成熄火。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；二次风速乂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，应通过实验來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釆用的是人工取灰，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，乂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