如何降低锅炉飞灰可燃物

浅谈如何降低锅炉飞灰可燃物

【摘要】在火力发电厂中，由于锅炉的不完全燃烧，使锅炉的飞灰可燃物含量增加，导致锅炉效率降低，发电成本增加。通过深入探讨锅炉飞灰可燃物含量的影响因素，提出了维持锅炉稳定燃烧、降低飞灰可燃物含量、提高锅炉效率的有效措施，为锅炉高效经济运行提供参考。

【关键词】燃煤发电厂；煤粉炉；飞灰可燃物；锅炉效率；稳定燃烧

对于现代化火电厂的发电机组来说，不仅要保证生产运行的安全性，还要着重考虑生产过程的经济性。燃煤锅炉飞灰可燃物主要是未燃尽的碳粒，它的含量直接反映了燃烧调整及锅炉经济运行情况，对于环境保护、提高飞灰综合利用价值等有间接的影响。飞灰可燃物含量每降低1%，锅炉热效率可提高0.3%左右，供电标煤耗可降低0.9～1.2g/(kwh)。

１．影响飞灰可燃物含量因素分析

1.1燃料的性质对飞灰可燃物含量的影响

燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响最为重要。当燃用挥发分较多的煤时，容易着火，燃烧也易于完全。这是因为挥发分是气体可燃物，其着火温度较低，着火容易；挥发分多，相对来说，煤中难燃的固定炭含量便少些，使煤易于燃烧；挥发分从煤粉颗粒内部析出后使煤粉颗粒具有孔隙性，挥发分越多，煤粉颗粒的孔隙越多，与助燃空气接触面积越大，因而易于燃尽，燃烧损失较少，

反之亦然。燃煤中灰分含量也会对燃烧产生影响，燃煤中的灰分不但不能燃烧，而且会降低燃煤的发热量，灰分较多会使理论燃烧温度降低，而且煤粒表面往往形成灰分外壳，妨碍煤中可燃质和氧气接触，使煤不易燃尽，飞灰可燃物含量增加。

1.2煤粉细度对飞灰可燃物含量的影响

煤粉越细，单位质量的煤粉表面积越大，加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应速度越快，因而着火越迅速，燃烧所需时间越短，燃烧越充分，飞灰可燃物含量越低。另外，若煤粉很细，颗粒外面的焦炭燃烧后，不易形成较大扩散阻力的灰壳。但煤粉过细，又会使得制粉电耗增加，因此，在锅炉运行中，应综合考虑不完全燃烧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可燃物含量。另外，煤粉颗粒比较均匀时，飞灰可燃物含量也会相对减少。

1.3锅炉负荷对飞灰可燃物含量的影响

锅炉运行负荷降低时，燃料消耗量减少，水冷壁的吸热量随之也要减少，但相对每公斤燃料而言，水冷壁的吸热量反而有所增加，从而使得炉膛平均温度降低，挥发分释放速度变慢，此时一次风量和总风量往往也偏低，燃烧过程在极为不利的条件下进行，影响煤粉的着火，造成飞灰可燃物含量上升；反之，同样的煤粉在高负荷时，供风量增大，虽然煤粒在炉内停留时间有所缩短，但会使炉膛的容积热负荷增加，有更高的炉膛温度水平，则容易燃尽，有利于降低飞灰可燃物含量。

1.4过量空气系数对飞灰可燃物含量的影响

过量空气系数的调整与控制是降低 nox 排放浓度的有效措施。低氧燃烧能降低炉内燃烧温度，抑制 nox 的生成，降低 nox 排放。但若过量空气系数较小，则煤粉在贫氧条件下燃烧，煤粉的燃尽度相应较小，造成炉膛出口处飞灰可燃物含量较大。随着过量空气系数的增加，逐渐达到煤粉完全燃烧所需要的氧量值，炉膛出口处的飞灰可燃物含量逐渐降低。

1.5配风方式对飞灰可燃物含量的影响

在保证一、二次风良好汇合的条件下，只有合理分配一、二次风的风量，才能组织良好的燃烧过程。一次风速不能过大，若风速过大，其中的大颗粒可能因为动能过大而穿过燃烧区不能燃尽，造成飞灰可燃物含量增加；风速太小会使气流无刚性，造成偏转，破坏炉内动力场，并且其卷吸高温烟气的能力下降，这都会造成不完全燃烧。

1.6炉内空气动力场对飞灰可燃物含量的影响

炉内保证良好的空气动力场，不仅可以加强高温烟气回流，强化煤粉气流的加热，而且还可以使煤粉和空气良好混合，保证煤粉的充分燃烧。这不仅对着火后的燃烧阶段非常重要，而且对于燃尽阶段也很重要。因为在燃尽阶段，可燃质和氧气的数量已减少，而且煤粉表面可能包裹有一层灰渣，通过加强混合扰动，可增加煤粉和空气的接触机会，有利于煤粉的完全燃烧，降低飞灰可燃物含量。

1.7热风温度对飞灰可燃物含量的影响

热风温度的高低直接关系到煤粉气流的初温和炉内的燃烧工况。对于同一台燃煤锅炉，当其它条件相同时，通过提高热风温度可以提高煤粉气流的初温，使燃烧室壁面温度增加，从而减少把煤粉气流加热到着火温度所需的着火热，有利于降低飞灰可燃物含量。相反，如果热风温度较低，会增加煤粉燃烧的着火热，同时也会使炉膛的温度相应降低，则会降低炉膛温度，影响煤粉的着火和燃尽，使得飞灰可燃物含量增加。

1.8燃烧器的投运方式对飞灰可燃物含量的影响燃烧器的投运方式会影响

煤粉在炉膛中的停留时间，从而影响其燃尽率。当投运下部燃烧器时，煤粉在炉膛中的停留时间延长，故燃烧较充分，飞灰可燃物含量就相应减少；反之，飞灰可燃物含量就会增加。

1.9燃烧工况对飞灰可燃物的影响炉膛温度和火焰中心的变化，改变了煤粉燃烧的外部条件，必然对飞灰可燃物产生影响。当炉温较低，火焰中心抬高时，煤粉燃尽程度差，飞灰可燃物将增加；当炉温较高，火焰中心适宜时，飞灰可燃物将降低。

2.降低飞灰可燃物含量的措施

（1）保证燃用煤的煤质。针对现在华能运河电厂锅炉燃用混煤的情况，应该按照煤质情况进行合理的配比掺烧。另外根据所用煤种，选择合适的煤粉细度。

（2）提供最佳的过量空气。应综合考虑排烟损失和机械不完全燃烧损失，使锅炉在最佳过量空气系数下进行燃烧。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，最佳过量空气系数取决于炉型、燃料特性以及炉内工况和运行经验等因素，一般通过燃烧调整试验来确定。

（3）尽量提高炉膛温度。通过提高送风温度来提高炉膛温度。较高的炉温，可使煤粉着火加快，燃烧过程加快，燃烧容易趋于完全燃烧，有利于降低飞灰可燃物含量提高锅炉效率。

（4）保证具有足够的停留时间。在一定炉温下，一定细度的煤粉要有一定时间才能燃尽。煤粉在炉内的停留时间，主要取决于炉膛容积和单位时间内炉膛产生的烟气量。适当地提高停留时间的措施有：投运下层燃烧器，选择合适的过量空气系数。

（5）保证炉内良好的空气动力场。选择合适的一、二次风率、风速，使炉内形成良好的空气动力场，使得煤粉和空气良好混合，燃烧充分。

（6）不同的煤种配比，可以采用不同的配风方式。

（7）强化空气和煤粉的良好扰动和混合。煤粉燃烧作为多相燃烧反应，反应过程主要在煤粉表面进行，燃烧反应速度主要取决于煤粉的燃烧反应速度和空气扩散到煤粉表面的扩散速度。因此，要做到完全燃烧，在保证足够高的炉温和合适空气量的前提下，还必须使煤粉和空气能充分扰动、混合，及时将空气输送到煤粉燃烧表面上去，这要求燃烧器结构特性及其一、二次风必须良好配合，以及具备良好的炉内空气动力场。

（8）燃烧工况的调整。增加锅炉负荷时应遵循先增加风量后增