最新劣质煤的燃烧问题及其调整技术探讨

劣质煤的燃烧问题及其调整技术探讨

劣质煤的燃烧问题及其调整技术探讨

我国的劣质煤储量丰富，开发和利用劣质煤是我国一项重要的能源政策。

劣质煤的特点：水份高，灰份大，发热量低，挥发份低，着火点高等。

火力发电厂在燃用劣质煤时，一方面，锅炉燃烧不稳，易引起锅炉灭火放炮事故；另一方面，为稳定燃烧需投油助燃，浪费了大量的燃油。同时，飞灰含碳量增大，锅炉效率降低，经济性差。此外，还存在燃用劣质煤，使锅炉易结焦，各受热面磨损严重，锅炉运行各参数不稳，运行人员调整工作量增大等问题。此外，劣质煤是火电厂锅炉运行人员最难调整，最头疼、最不愿燃用的煤种。

焦作电厂670T/H锅炉燃煤种类很杂，先后燃用了焦作、山西、巩义、义马、新密等地方煤矿的劣质煤。下面就四角直流燃烧器锅炉在燃烧劣质煤时影响燃烧的因素和调整技术作初步探讨和研究。

1用劣质煤采用集中燃烧有利于提高炉膛温度，有利于煤粉着火燃烧

(1) 集中燃烧是烧好劣质煤的有效措施，理由是：

(2) 增加了煤粉的浓度，集中了燃烧的挥发物。

(4) 降低了着火区的过量空气。

(5) 燃烧中心集中，使火焰温度水平升高。

煤愈差，一次风比例就越小，分散送风、送粉会使射流刚性变差，燃烧不易稳定，集中一次风布置后，气流射流刚性变强。

(1) 以上这些都有利于劣质煤的着火和燃烧，但一次风集中布置也带来两个问题：由于煤粉高度集中，可能出现着火、燃烧初期氧量不足的问题，在一次风喷嘴内加周界风量解决方法之一。

(2)集中布置后喷口截面增大，不但喷嘴机械强度变差，易发生变形，同时也易出现速度不均，气粉分层等不良现象，可通过在喷嘴内加纵向或横向隔板来解决，由于隔板把一次风分割成多个小股射流，使气流扰动增强，有利于着火燃烧稳定。

2控制好一次风量有利于劣质煤的燃烧

一次风量的大小对燃烧的着火影响较大，直流燃烧器煤粉着火，主要是依靠射流卷吸周围高温烟气对一次风的气粉混和物进行加热，一次风量愈大，要求加热至着火所需热量愈多，对着火不利。

实践证明：当一次风量增加时，喷嘴出口附近火焰温度明显降低，着火推迟，再加上劣质煤着火温度本来就较高，因此在调整时，对劣质煤在煤粉管道不积粉堵管的前提下，应尽可能降低一次风比例，这样就有利于劣质煤的燃烧。

3调整好一次风速有利于劣质煤的燃烧

燃烧劣质煤时，一次风速过高或过低都是不合适的，一次速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，而且较粗的煤粉因惯性过大易穿过剧烈的燃烧区而落下或逸走，形成机械不完全燃烧损失，有时甚至喷射到炉墙上引起结焦，一次风速过低亦是不利的，原因在于：

(1) 煤粉气流刚性削弱，气流稳定性变差扰动又不强烈，火焰容易摆动，切圆形成不佳。

(2) 抽吸周围高温烟气量减少，降低煤粉气流着火前的加热强度。

(3) 易产生气粉分层和气粉分布不均，堵塞一次风管等不良现象。

(4) 燃料如能着火，则因着火点距离喷嘴较近，容易燃坏喷嘴。

因此，对于低挥发份无烟煤宜选择低限来调试，以选择最佳一次风速。

4控制好二次风与一次风交汇点有利于劣质煤燃烧的稳定性采用一次风集中送粉的措施后，二次风往往有如下布置形式：一次风下设置二次风，一次风上设置中二次风及上二次风，根据着火三角形原理，二次风应该在煤粉火焰边缘着火后和一次风相交，以实现分段送风的目的，煤种愈差，就愈难着火，交点相应要推迟，控制二次风和一次风相交的是手段是：二次风嘴的角度、风速及一、二次风嘴间的距离，在燃烧器结构一定的情况下，可用控制二次风速的大小来调节一、二风的交点距离，至于一、二次风喷嘴的距离它对燃烧影响颇大，间距太近时，对一、二次风干扰太大，一、二次风相交提前，影响稳定燃烧，此时只好降低二次风速运行，因而容易造成炉膛空气过量系数偏低现象，这会影响锅炉出力及效率，因此，对挥发份较低的无烟煤在结构一定情况下，燃烧不稳时，应将距离一次风速较近的二次风速降下来，以不至于一、二次风相交过早而造成燃烧不稳。

5合理分配各层二次风有利于劣质煤稳定燃烧燃烬

锅炉在燃用劣质煤时，各层二次风的分配比例对保证锅炉的稳定燃烧起着至关重要的作用。调整时一般采用下少上多的二次风分配方式即所谓的"倒宝塔形"配风，下二次风的作用是：

(1) 分段送入空气，使下侧煤粉火焰燃烧。

(2) 第二托起煤粉气流中分离出来的粉粒，减少灰渣未燃烬损失，实践表明，随着下二次风率增加，炉膛中心温度和下部温度均有所提高，飞灰、炉渣可燃物逐渐下降，在燃用挥发份较低的煤时，应将下二次风适当减少，以提高燃烧稳定性。为避免风量减少引起出口风速减小，以提高燃烧稳定性。为避免风量减小后引起风速过低，导致落灰可燃物增加，一般当燃烧能够保持稳定的前提下，下二次风量不宜过小，以保证燃烧的经济性。

因为煤粉火焰着火后转弯向上，因此下二次风量不能太多，一般下二次风为总二次风量的20%-25%，但要保持一定的风速，上中二次风速在40-50M/S范围才能有力的穿透煤粉火焰达到补氧托粉的目的。

在燃烧劣质煤的实际运行调整中，由于中二次风一般离相邻的一次风距离较小，当其风量过大，风速过高时，该气流将过多地与一次风气流相混合，影响煤粉着火燃烧。另外，由于该喷燃口与相互间距较小的一次风口紧密连在一起，当风量风速过大时，将使燃烧器出口气流屏的背火面补气条件更差，加剧一次风煤粉偏转靠墙，促使煤粉离析，所以适当降低中二次风的风量，风速有助于提高燃烬度，降低炉渣可燃物。

在燃烧劣质煤的实际运行调整中，电负荷在140~160MW时，第四层火嘴全停运，投一、二、三层火嘴情况下，保持上上二次风较小，上下二次风较大的配风方式较好，其上下二次风率约为上上二次风率的两倍，分析认为，由于第四层火嘴停运，使得上下喷口的二次风到

一次风的距离增加较多，在上下均等配风工况下，该喷口风量、风速相应减少，其动量较弱，使一、二次风混合过迟，当采用上小下大的配风方式时，随着上下层喷口风量、风速的提高，将使着火后的煤粉气流及时同二次风相混合，加速扩散燃烧，提高燃烬度，飞灰炉渣可燃物下降，因此，在140~160MW时，上排二次风采用上下下大的配风方式有利燃烧稳定和燃烧完全。

对于四层火嘴全部投运，满负荷运行中，应采用上下二次风均等配风或上大下小的风量分配方式为宜，分析认为，由于第四层火嘴投运，此时上下二次风到一次风气流的距离相应减少较多，因此上下二次风量不宜过大，否则将导致一次风中混入二次风量过多，影响着火燃烧特别是燃用高灰份低挥发份的劣质煤时影响更大。

6对于中间储仓热风送粉制粉系统，在燃烧劣质煤时，应采取的措施

燃用劣质煤时，由于水份和灰份较高，制粉系统有漏风较大，使得三次风量和风速往往比设计值高得多，大量的三次风喷入对燃烧的影响主要有：

(1) 使炉膛火焰温度降低，着火推迟，燃烧不稳定。

(2) 大量高速、低温的三次风穿入火焰，扰乱了炉内正常的空气动力场，易引起气流贴壁结焦现象。

(3) 降低了火焰温度，恶化了燃烧条件，使飞灰可燃物增加。

(4) 当三次风中细粉较多时，会使火焰拖长，使炉膛出口烟温及过热蒸汽温度均偏高。