【摘要】飞灰含碳量是反映锅炉运行效率和经济性的重要指标，降低锅炉的飞灰含碳量，使其保持在合理范围内，对电厂的生产效益有着重要的意义。本文对导致飞灰含碳量偏高的几个可能的影响要素进行了分析，为提高经济效益提供一定参考。
【关键词】锅炉，飞灰含碳量，分析，措施
飞灰含碳量作为目前锅炉的重要运行指标之一，能够直接反映出电厂锅炉的燃烧效率高低，也和电厂的经济效益关系密切。飞灰含碳量过高的危害总体来说主要有以下几个方面：1.增加煤耗，使锅炉效率明显下降，机组运行经济性恶化；2.因为飞灰含碳量高，会使飞灰的灰熔点降低，增加尾部烟道受热面结焦风险；3.造成锅炉受热面壁温超温，或者危及脱硝反应器等设备的正常运行，引发非计划停炉，影响正常生产。
1 飞灰含碳量过高的分析
1.1锅炉配风影响
一次风压过高时，一次风风速太快，不利于煤粉点燃，较大颗粒的煤粉有可能不能燃烧完全，这样就会使飞灰含碳量升高。而当一次风压过低，影响制粉系统出力，有可能堵塞粉管，还可能使火焰距离喷燃器过近造成喷燃器的损坏。适当提高一次风温度，使煤粉的初始温度升高，这样有利于煤粉的完全燃烧，反之则会增大煤粉不完全燃烧的可能性，造成飞灰含碳量升高。
锅炉二次风的配风原则是要使炉膛内建立合理的空气动力场，使煤粉与空气进行充分的混合，提高燃烧效率，有利于飞灰含碳量的降低。
1.2 过剩空气系数影响
过剩空气系数太大，会使锅炉排烟热损失增加，降低了炉膛温度，不利于煤的燃烧。过剩空气系数太小，锅炉燃烧室缺少氧气，煤燃烧不完全，会增大飞灰含碳量。根据当前环保政策对氮氧化物排放的要求，锅炉均采用了低氮燃烧法和催化还原法（即SCR）脱硝。而低氮燃烧的主要机理就是减小过剩空气系数，从而降低炉内烟气含氧量，抑制氮氧化物的产生，这就与降低飞灰含碳量的要求产生了冲突。所以，我们需要确定一个空气过剩系数的最佳范围，能够保证环保指标达标，以及飞灰含碳量降低，同时还能使排烟热损失尽可能小。
1.3 煤质影响
电煤的主要指标有挥发分、灰分、水分（包括全水和内水）、固定碳、硫分、低位热值等。入炉煤的挥发分越高，煤越容易着火，燃烧得越快，越容易完全燃烧，因此煤的挥发分越高，对降低飞灰含碳量越有利。入炉煤中的水分，在煤燃烧时会吸收热量，影响煤燃烧释放的总热量，使得炉膛温度降低，不利于煤的完全燃烧，造成飞灰含碳量变大，并且还可能造成尾部烟道出现低温腐蚀的情况。灰分作为煤中主要的杂质成分，其含量越高，煤中的可燃成分就越少，飞灰含碳量也会减小，但是灰分含量过高会严重影响煤的热值，使锅炉带负荷困难，而且会加剧尾部烟道的磨损，增加烟道结焦的风险。综上所述，在锅炉设计煤种范围内，应合理选用挥发分高，水分小，灰分较低的煤，有助于降低飞灰含碳量。
1.4 煤粉细度影响
煤粉细度不但影响煤粉着火和燃烧条件，而且对燃烧的经济性和飞灰含碳量都有着十分明显的影响，煤粉越细，其比表面积越大，与空气的接触面积也越大，着火和燃烧越容易，有利于飞灰含碳量降低。但是煤粉过细，会使磨煤机的电耗上升，增加磨损，增加了运行成本。因此综合多种因素考虑，我们需要确认一个煤粉的最佳经济细度。煤粉的最佳经济细度受到煤种特性、制粉系统情况、运行工况等多个因素制约，例如当煤中挥发分含量较多时，由于容易燃烧，煤粉可以相对粗一些，而当煤中灰分含量较多时，由于灰分会阻碍燃烧，此时就要求煤粉相对细一些。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外当煤粉颗粒比较均匀时，也有利于飞灰含碳量降低。
1.5 运行工况影响
锅炉长时间处于低负荷运行状态时，此时炉膛温度较低，受热面吸热量减少，飞灰含碳量增加；高负荷状态下，炉膛温度较高，风量增大，煤燃烧更加完全，有利于降低飞灰含碳量，因为锅炉负荷受到外部生产单位用电用汽情况的制约，所以需要综合分析寻找最佳运行工况。
2降低措施
2.1 调整配风方式
根据燃煤的挥发特性，合理配比一、二次风，调整空气动力场，使火焰充满炉膛，提高燃烧中心温度。使用较低挥发分的煤时，应适当提高一次风温，降低一次风速；而使用高挥发分煤时，一次风温则可以相对低一些，一次风速调高一些，并调整提前二次风混入一次风的时间，将着火点推后，以免喷燃器结焦或烧坏喷燃器。根据过量空气系数，调整合理的二次风风门，保证后期煤粉燃烧充分、稳定。调整一次风系数在合适范围内，保证较高的煤粉浓度，优化吹灰方式，控制空气预热器的入口烟温320～360℃，保证较高的一次风温，减少一次风进入炉膛后的吸热量。适当提高一次风压，进入炉膛的风粉混合物可以尽快使煤粉达到着火条件，提高煤粉的完全燃烧程度。
2.2调整炉膛出口氧量
经过研究分析，飞灰含碳量受氧量影响，在4%附近时会达到最佳值。所以，在运行中要求将氧量维持在3.5%～4.8%之间，能有效降低飞灰含碳量。为保证入炉煤能够充分燃烧，氧气要供给充足，锅炉运行过程需要随时保持合理的氧量，加强监视与调整。在负荷增加时，在调整给粉机转速的同时及时进行风量调节，提前增加送风量，防止锅炉燃烧增加负荷时因为先加煤、后加风导致出现缺氧燃烧的现象。
2.3调整煤粉细度
合理调节制粉系统的运行方式，从粗粉分离器的内部对其实际挡板开度进行校核，校正挡板实际开度与刻度盘示数是否一致，保持粗粉分离器开度均匀，避免由于实际开度不均匀导致大颗粒煤粉的增加，合理控制好煤粉细度均匀性。另外可以考虑在分离器内筒加装二次分离器，并在锥体下部加装反射屏，可以提高细粉分离器的效率，降低三次风的携粉量。在运行中监测一次风粉混合物的温度和压力，分别调整单台给粉机，使各喷燃器风粉浓度基本一致，炉内火焰分布更均匀合理，优化燃烧工况。
2.4制粉系统调整
将磨煤机使用的普通钢球更换为耐磨的高铬钢球，以增加磨煤机出力，适当控制一次风速，并提高磨煤机的出口风粉混合物温度（一般要求80～90℃），可使飞灰含碳量有所降低，并且还可以提高磨煤机的效率，降低厂用电率。
2.5增加炉膛卫燃带
卫燃带也就是燃烧带，指燃烧器标高附近敷设在水冷壁管四周的一层耐火材料。在炉膛内增设卫燃带，可以保证炉内较高的温度，同时也可以使煤粉在炉膛内停留的时间变长，更容易燃烧。当煤的挥发分较低时，卫燃带可以降低被覆盖水冷壁的吸热量，提高燃烧区域的温度，增强燃烧的稳定性。
结语
锅炉的运行是一个复杂的动态平衡过程，有很多方面因素都会影响飞灰含碳量，因此在平日生产中，要全面考虑各种因素，找到影响飞灰含碳量的最主要因素，根据实际情况选择采取最经济实用的措施，综合分析调整，最终达到降低锅炉飞灰含碳量，使其高效经济运行的目的。
参考文献
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[3] 赵虹、王红岩、翁善勇等.锅炉飞灰含碳量异常偏高的试验研究[J].动力工程，2004
论文作者:任国玮
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：锅炉论文; 炉膛论文; 煤粉论文; 温度论文; 灰分论文; 系数论文; 空气论文; 《中国电业》2019年第07期论文;