炉飞灰含碳偏高 调整

炉飞灰含碳偏高 调整

张金伟

四川中电福溪电力开发有限公司 644000

摘要：针对#1炉飞灰可燃物含量偏高的情况，从设计、煤质、煤粉细度、炉膛温度、磨煤机风煤比等数据进行对比分析，最终通过调整#1炉飞灰下降了1%左右。

关键词：飞灰含碳量；

概述

飞灰可燃物含量是反映电站锅炉经济性的重要指标，它的影响主要体现在两个方面：飞灰可燃物含量升高直接造成锅炉机械不完全燃烧损失增加，从而降低锅炉热效率；飞灰可燃物含量升高，更多未燃烧的碳与原煤灰分附着在一起，飞灰颗粒增大，加剧对锅炉受热面的磨损。由于影响飞灰可燃物含量的因素较多，所以燃煤电厂锅炉飞灰可燃物含量升高的问题经常发生。

某电厂#1锅炉采用东方锅炉（集团）股份有限公司生产的620MW锅炉，型号为DG1987/25.31-Ⅱ12型，超临界参数、变压直流炉、W型火焰燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次中间再热、露天布置、全钢构架、全悬吊型结构、尾部双烟道、燃用无烟煤、垂直管圈水冷壁。锅炉以最大连续出力工况（BMCR）为设计参数，布置6台双进双出磨煤机正压直吹式制粉系统，每台磨煤机带4只双旋风煤粉燃烧器，24只煤粉燃烧器顺列布置在下炉膛的前后墙炉拱上；前、后墙水冷壁上部还布置有26个燃尽风调风器。

锅炉主要参数如下：

2018年11月，该锅炉转商业运行后，锅炉飞灰含碳量一直偏高。该文通过锅炉运行的相关数据进行分析对比，经调整后，锅炉飞灰含碳量下降。

2、飞灰含碳量偏高的原因分析

2.1 煤质

该电厂锅炉设计煤种为越南无烟煤，校核煤种越南无烟煤，校验煤种干燥无灰基挥发份10.8%，低位发热量4570Cal/g，校验煤种干燥无灰基挥发份8%，低位发热量4100Cal/g。目前该电厂实际燃用的无烟煤的干燥无灰基挥发份在9.5%-11.5%之间波动，大部分在10%左右，基本满足设计要求，而低位发热量在4100-4850Cal/g之间波动。调取#1炉锅炉2个月飞灰数据和总煤的数据对比如下图：

通过对比可以发现，#1炉的飞灰数据是随着总煤量的变化而相应变化的。#1炉燃用的煤发热量波动比较大，而且没有规律。机组正常运行中无任何操作的情况下，#1炉总煤量经常在2小时内波动50T/h左右。所以这也是#1炉飞灰数据波动比较大的原因之一。

煤粉在锅炉燃烧过程中，煤粉中挥发份析出后，剩余的是焦炭和灰分，当煤质热量高时，其主要成分是焦炭即含碳量高，当影响因素相同时，含碳量高的煤质在燃尽过程中相对每个煤粉颗粒接受的氧气和高温烟气将减少燃尽程度相对较差，所以燃煤热值高时 锅炉飞灰可燃物可能相对偏高，反之，燃煤热量低时，含碳量低，灰分高，飞灰可燃物相对偏低，但热量过低时，因煤质灰分含量升高，飞灰可燃物亦会升高。

下表为近几个月#1炉的飞灰可燃物的月平均值

从表中可以看出，2019年1月份#1炉的飞灰可燃物的月平均值相对偏低。#1炉1月份负荷变动较频繁，而且有4天为低负荷运行。调取#1炉1月份和2月份入炉煤低位发热量对比：

蓝色曲线为#1炉1月份的入炉煤低位发热量

橘黄色曲线为#1炉2月份入炉煤低位发热量

通过数据发现#1炉1月份的低位发热量相对稳定，热值在4500Cal/g左右波动，接近于锅炉的设计值，而#2月份的入炉煤的低位发热量波动较大，在4200-4800Cal/g之间波动。

目前该电厂燃用的无烟煤的挥发份波动不大，而且接近于设定值，暂不做分析。

2.2煤粉细度

煤粉细度对飞灰可燃物含量影响较大。煤粉越细，其总表面积越大，挥发分析出就越快，燃烧面积越大，越有利于煤粉着火和燃尽。但煤粉细度过细，会造成炉膛温度升高，加剧锅炉结焦，另一方面煤粉细度过细还将导致制粉系统电耗、钢球损耗上升。

除了煤质外，其它条件不变的工况下，测量出#1炉磨煤机动态分离器不同转速下飞灰含碳量数据（5天一个工况，数据取5天的平均值）：

由上表可以看出，磨煤机动态分离器转速在770r/min时，锅炉的飞灰含碳量明显增加，而在其它转速下，锅炉的飞灰含碳量相差不大。但由于该厂#1炉的煤粉取样装置的原因，化验出磨煤机动态分离器转速在770r/min、800r/min、850r/min、880r/min下煤粉细度R90的数据偏差很大，而且无代表性，但所有数据均小于6%，满足锅炉设计煤粉细度。同时考虑到煤粉过细会对锅炉结焦有影响，最终确定将磨煤机动态分离器转速在800-880r/min。

2.3 锅炉燃烧稳定性对#1炉飞灰含碳量的影响

锅炉燃烧不稳，局部区域燃烧不好，造成煤粉不能完全燃烧，飞灰含碳量偏高。机组正常运行时锅炉燃烧稳定，炉膛负压，氧量波动较小，同时就地从炉膛观火孔、燃烧器根部观火孔观察，锅炉火焰明亮，每个燃烧器根部的煤粉燃烧稳定，火焰没有脉动现象。

调取#1炉13天内锅炉20米和25米的炉膛烟气温度的平均值和A、B侧飞灰含碳量的曲线进行对比：

2.4 磨煤机风煤比

一次风要同时完成燃料输送和煤粉着火，过大、过小的风煤比都要影响到煤粉在炉内的正常燃烧。风煤比增大后，磨煤机粉管风速增大，磨煤机的风煤比越高，磨煤机出口粉管的风速越高，粉管的火焰行程会增长，煤粉在炉内的停留时间会增加。风煤比并不是越大越好，风煤比过大后，会推迟煤粉的着火的时间，影响锅炉的稳定燃烧、煤粉细度，还可能会改变煤粉在炉膛高温区域内的停留时间。

调取A、B、F磨煤机不同月份在总煤量相同下的粉管风速数据比较：

通过对比可以发现，随着磨煤机的运行时间，磨煤机的风煤比在增加，飞灰含碳量呈下降趋势。

通过开大磨煤机旁路风门开度来增大磨煤机的风煤比

通过调整试验，飞灰数据如下：

通过实验发现，当磨煤机的风煤比到1.4-1.5时，锅炉的飞灰可燃物变大。

2.5过剩空气系数和配风调整

若过剩空气系数不足引起不完全燃烧,,飞灰含碳就会增加。

#1炉正常运行中经常会发现炉膛中间燃烧区域氧量偏低，可能会引起锅炉飞灰含碳偏高。根据这一情况，在锅炉运行中适当的增加总风量，同时在遵循锅炉拱形配风的原则上，适当的开大了炉膛中间区域燃烧器F风门挡板的开度。

3.降低#1炉飞灰含碳控制措施

3.1加强入厂煤采购工作，确保入炉的煤质更接近设计煤种。

3.2控制#1炉磨煤机动态分离器转速在800-900r/min。

3.3通过控制磨煤机的加球量将控制磨煤机的风煤比1.3-1.4之间。

3.4风量和配风调整

4.结论

通过分析和调整，目前#1炉即使在煤质波动较大的情况下，飞灰含碳和炉渣含碳量明显下降，9天内飞灰的平均值为6.2%，和2019年2、3月相比下降了1.2%。

参考文献

[1] DG1988.7/25.31-Ⅱ12 锅炉说明书 东方锅炉股份有限公司

[2] 孙宝华. 电站锅炉一次风量的最佳风煤比修正[C]// 全国火电600mw级机组能效对标及竞赛年会. 2011.

作者简介：张金伟 1986，8，男 ，汉，内蒙古赤峰市，学士学位 职称： 助理工程师

职位：电厂锅炉运行值班员 研究方向：电厂锅炉安全、经济、稳定运行。