摘要：某电厂锅炉运行中飞灰含碳量偏高，有时高到6-8%，严重影响锅炉效率，降低锅炉运行经济性。降低飞灰含碳量,不但对控制锅炉煤粉气流的燃烧非常必要,而且可大大提高锅炉机组的安全性和经济性,降低环境污染。
关键词：飞灰含碳量；锅炉效率；一次风；二次风
燃料中固体可燃物未完全燃烧形成的热损失占输入热量的百分率，称为机械不完全燃烧热损失，用q4表示。
机械不完全燃烧热损失由三部分组成：
(1)从炉排漏入灰坑的煤；
(2)灰渣中的可燃物；
(3)随烟气排出炉外飞灰中的可燃物。
机械未完全燃烧损失增大,其根本原因就是由于飞灰含碳量偏高所造成的。在锅炉各项热损失中,机械不完全燃烧热损失仅次于排烟热损失,约占锅炉热效率的0.5 %～8 %。因此,飞灰含碳量的升高,将在很大程度上降低锅炉的热效率。
一、现场调查及原因分析
1、调查发现，上排磨煤机出力大时，火焰中心上移，煤粉喷入炉膛燃烧还未完全就被抽出炉膛，进入烟道。而下排磨出力大时，火焰中心下移，提高燃烧时间的长度。使煤粉能够进行较长时间的燃烧，达到有效燃烧。同时一次风压越高，煤粉被一次风吹入炉膛的距离越远，导致火焰拉长。
2、调整二次风比例，合理分配炉内燃烧的氧量。当负荷达到一定高度时，氧量分部很重要，下排二次风量加的小，上排二次风量必然加的多，这样就会形成，不完全燃烧的煤粉，在上排二次风量大，氧量充足的地方充分燃烧，使炉膛上部温度高，从而使炉膛排烟温度增加，飞灰含碳量增加[1]。如果下排二次风量过大，会把火焰中心托起，使火焰中心上移。
3、锅炉燃烧所需的氧量供应主要来自二次风,如果二次风量偏小,势必影响炉内的燃烧工况,使炉内出现缺氧燃烧现象,导致飞灰含碳量增大，旋流煤粉燃烧器二次风还影响火焰强度，对火焰中心及炉膛温度影响较大，也是造成飞灰含碳量高的重要原因。
4、煤粉细度对其煤粉的燃烧和燃尽性能有较大影响。煤粉细度越大,即煤粉颗粒粒径越大,其燃尽性能越差，燃尽时间延长,不完全燃烧损失增大,飞灰含碳量升高,降低锅炉效率。煤粉细度过小容易着火和燃烧,但会增加制粉系统的耗电量和磨煤机的磨损量。因此,在锅炉设备运行中,应综合考虑不完全燃烧损失和制粉能耗的要求,使之达到最小,即寻找煤粉经济细度或最佳细度,以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量。
5、对于直吹式制粉系统，一次风压宜选下限，一次风压过高带来的危害如下：直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短。既不利于稳燃，又影响了燃烬；一次风中较大的煤粉颗粒获得动能过大，飞出煤粉气流，落到周围的缺氧区，影响燃烬；火焰不能均匀的充满炉膛，会发生偏移，炉膛中心烟气流速过快，缩短了煤粉在炉内停留时间。造成炉内温度分布不均匀和烟气流速不均匀。不利于稳定着火和燃烧；加剧了管道和喷嘴的磨损。
二、制定对策和试验实施
1.通过调整燃烧器的摆角和一次风压来降低火焰中心的位置，使煤粉能在锅炉停留的时间延长[2]。
2.调整磨煤机的三大出力制出具有合格细度的煤粉。
3.采用倒宝塔配风保持合适的氧量3.5-3.8，保证主燃烧区处于“富氧”燃烧。
4.适当降低炉膛负压，保持在-30---50之间，使煤粉在炉膛内有足够的停留时间，减少炉膛漏风.
本次试验降低1号炉一次风压3.7kPa，各台磨煤机的风量、风速同时有所降低，A、B一次风机的电流共下降17A。1号炉进行取灰样发现煤粉含碳量减少。
本次试验降低一次风压3.09kpa，进入各个磨煤机的风量、风速同时有所降低，A、B一次风机的电流共下降7.4A。对2号炉 进行取灰样发现煤粉含碳量减少。
总结：降低一次风压能有效的延长煤粉在炉内停留的时间从而使煤粉能进行充分的燃烧，并且降低一次风压，随着汽温的降低，证明火焰中心也在降低。
5.在一次风将煤粉吹进炉膛内时，一次风量的减少使煤粉进入炉膛的速度降低，每角一次风速不低于26m/s,可增加煤粉喷入炉膛的时间和煤粉燃烧时间的长度，使燃烧更加充分达到燃烬的目的。并且降低一次风压，随着汽温的降低，证明火焰中心也在降低。
6.五台磨组运行时使磨出力由下至上出力降低，会使燃烧火焰中心下移，再通过二次风的调节可以有效的将燃烧进行的更充分，提高燃烧时间长度，可以使燃烬时间加长，减小飞灰含碳量[3]。
7.控制磨煤机的动态分离器转数在合理范围内，同时将五台磨组运行时使磨出力由下至上出力降低，会使燃烧火焰中心下移，再通过二次风的调节可以有效的将燃烧进行的更充分，提高燃烧时间长度，可以使燃烬时间加长，减小飞灰含碳量。
8.供应充足而又适量的空气是保证燃料完全燃烧的必要条件
9.大风箱的差压保持0.3以上，从而保证足够的二次风刚性，二次风动量增加，旋转动量增加，扰动强烈，煤粉燃烬程度增大，使燃烧完全，锅炉飞灰含碳量降低。
项目实施后，目前飞灰含碳量在不断的降低，降低一次风压，有效的使一次风压降低，火焰在炉膛中心位置降低，延长煤粉燃烧时间，同时减小了部分风量，风机电流也大幅度的降低。
调整磨煤机的三大出力和增加动态分离器的转数，将煤粉细度达到合格的程度。同时磨煤机电流也会降低。
合理的二次风配比有效的将炉膛内的燃烧优化，通过辅助风进行调节。
三、课题的效益分析
1、大幅度降低锅炉煤耗，通过调节煤粉细度和降低火焰中心位置使煤粉能在炉膛内进行充分燃烧，降低了煤耗，提高了机组运行经济性[4]。
2、减少制粉系统及受热面的磨损，提高安全运行指数。
3、降低了氮氧化物的产生，减少了脱硝成本。
4、降低了一次风压从而降低了厂用电的耗用。
结语
综上所述，锅炉飞灰含碳量过高会严重影响锅炉工作效率、耐久度和经济性，因此有必要对造成锅炉飞灰含碳量较高的原因进行探索分析，并结合实验论证，以便找到影响锅炉飞灰含碳量的相关因素，再结合实际制定改进优化措施。需要注意的是，导致锅炉飞灰含碳量高的因素有很强关联性，在改进工艺过程中，需要充分结合实际，全面考虑安全、环保和经济性，科学降低锅炉飞灰含碳量，提升锅炉功能效率。
参考文献
[1]刘波.锅炉飞灰含碳量实时在线测定的研究探索[J].电力系统装备,2019(10):113-114.
[2]郑文凯,李伟.掺烧石油焦锅炉降低飞灰含碳量研究[J].中外能源,2019,24(5):80-85.
[3]韦斌.电站锅炉飞灰含碳量的优化控制研究[J].科学与信息化,2018(32):108-109.
[4]周新成.锅炉飞灰含碳量偏高原因分析与对策[J].大科技,2018(23):237.
论文作者:文长清,姜昆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/18
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 煤粉论文; 风压论文; 火焰论文; 风量论文; 时间论文; 《电力设备》2019年第11期论文;