飞灰含碳量高原因分析

目前虽然锅炉飞灰、制粉单耗均已达较好水平，对飞灰、制粉单耗、煤粉细度也始终进行着跟踪调整，并已下达运行操作卡片。

然而飞灰偏大问题一直未能得到根本解决。

飞灰含碳量有所好转，但仍不能控制在国家规定标准以内。

我厂为节约用水而采用的干除灰系统即将全面投运，综合利用灰渣的粉煤灰砖厂即将投产，也面临无原料的问题。

为此我们重新组织在#5炉进行了燃烧调整试验，以期找出影响大渣含碳量大的主要因素及最佳运行方式，并相应进行了分析。

一、燃烧调整试验：
1. 利用配风装置按设计风速（一次风速30m/s）调平一次风。

2. 提高下排一次风速（一次风速35m/s）。

3. 调整风量，提高二次总风压，增加氧量。

改变二次风配比，采取上小，下大配风方式，增加下二次风刚性，增加下二次风的托粉能力。

4. 采取两头大，中间小配风方式。

5.
降低下排给粉机转速：在能够保持燃烧工况相对稳定的前提下，减少下排给粉机给粉量，下排给粉机转速控制在500—550rpm，降低下一次风煤粉浓度，以进一步相对提高下二次风的托粉能力。

6. 在各个工况下，测量炉膛温度，取灰样、煤样，化验其大、小灰百分数，及煤粉细度，记录各运行参数。

7. 改变煤粉细度。

通过运行调整，飞灰含碳量由原来的18.5%下降到13.8%。

在本次燃烧调整中发现#2、#3、#4角一层二次风风速偏低，无法托住下排一次风，联系锅炉分场进行了处理。

处理后，#2角一层二次风风速由原来的27m/s提高到37m/s，#2、#4角一层二次风风速也有所提高。

并在4月份利用停机机会进行了彻底处理。

目前#5炉的飞灰含碳量一般控制在10%以下。

二、分析：
通过燃烧调整可以降低飞灰含碳量，但其手段是有限的。

提高一次风速及降低下排给粉机转速均受到机组负荷的限制，负荷降低采用这种措施将影响燃烧的稳定性。

在低负荷时受总风压的限制提高一层二次风的幅度是有限的，并且提高一层二次风影响燃烧的稳定性。

降低煤粉细度将导致制粉单耗的增加，影响厂用电率。

而提高二次风压将导致风机单耗增加，同时增加了预热器漏风。

目前我厂#5、#6炉在高负荷时引风量不足，漏风率的增加将进一步加剧高负荷时缺风的问题。

但所有这些手段只能降低飞灰的含碳量，而不能根本解决飞灰含碳量不合格的问题。

导致飞灰含碳量高的根本原因是下排燃烧器的问题。

我厂锅炉设计的一次风射流为直流射流水平射出。

但我厂目前下排一次风所采用的富集型或开缝式钝体燃烧器射出的一次风气流并不是水平射流。

一次风经过富集器或开缝式钝体后，气流分成三股。

中间一部分气流为水平射流，上下两部分气流分别为斜上方、斜下方，然后经出口水平段定向后变为近似水平方向。

由于水平段较短，射出的气流仍不是水平的。

开缝式钝体燃烧器较富集型燃烧器的水平段更短，气流的下冲及上冲现象更为严重。

一层二次风无法完全下冲的气流，导致煤粉不能完全燃烧就落入冷灰斗。

同时，气流自这两种燃烧器喷出后，迅速扩容，流速下降，一次风的携带能力下降，导致风粉分离，部分煤粉几乎未经燃烧就落入冷灰斗。

这些原因导致飞灰含碳量明显增加，而采用开缝式钝体燃烧器的锅炉飞灰含碳量更高。

因此若使飞灰含碳量在整个负荷段均控制在合格范围内，必须进行燃烧器改造。

三、对策：
导致飞灰含碳量不合格的根本原因是下排燃烧器，因此必须进行燃烧器改造。

目前低负荷稳燃型燃烧器主要有船体燃烧器、钝体燃烧器、大速差燃烧器、偏置射流燃烧器、富集型燃烧器、开缝式钝体燃烧器、浓淡型燃烧器、浓稀相燃烧器、多重富集燃烧器等。

前面几种燃烧器由于稳燃能力较差，已逐渐被淘汰。

目前富集型燃烧器、开缝式钝体燃烧器、浓淡型燃烧器、浓稀相燃烧器、多
重富集燃烧器一般不投油负荷在50%。

清华大学设计的多重富集燃烧器是其为解决富集型燃烧器飞灰大问题而设计的燃烧器。

其原理根本上仍是浓淡型燃烧器，出口射流为水平射流。

目前应用在田家庵电厂。

由于该燃烧器装在中排，与我厂安装位置不一样，虽然飞灰含碳量不高，也不具有可比性。

在其他电厂还没有得到推广。

浓淡型燃烧器与浓稀相燃烧器根本原理相同。

主要就是利用一些特殊结构将一次风射流分为浓稀不同的两股射流。

由于浓股射流煤粉的着火热低而首先着火，然后引燃整个煤粉气流。

以前浓淡型燃烧器由于浓淡比例不合理，在高负荷时浓侧的一次风管容易堵塞而影响其推广，目前这个问题已经解决。

同时为提高浓淡型燃烧器对负荷及机组的适应性，目前已出现了煤粉浓度可连续调节双稳燃浓淡型燃烧器。

在高负荷时降低浓股气流的浓度防止堵管，低负荷时提高浓股气流的浓度以提高稳燃能力。

目前浓淡燃烧技术已十分成熟，该型燃烧器已全面推广，大部分电厂均采用浓淡型燃烧器。

目前有许多厂家生产浓淡型燃烧器。

徐州电厂采用的是清华大学的产品。

据徐州电厂介绍，其飞灰一般在2%左右，即使接近大修周期时也能控制在8%以内。

广州恒运电厂采用的是浙江大学技术，现场观察飞灰含碳量不超过4%，该厂飞灰、飞灰均全部外售。

西安普华燃烧工程公司生产的煤粉直接点火燃烧器主要功能是启动节油，稳燃能力有限。

综上所述，建议本次燃烧器改造中采用浓淡型燃烧器。

同时影响飞灰含碳量的另一个原因是二次风。

目前各角的二次风采用高位布置，由于沿途气流分流气压下降，到最下层时气压已经很低。

即使一层二次风门全开，也难以保证风速达到设计值，无法托住一层二次风。

因此在有条件的情况下，将各角二次风箱向下延伸至一层二次风处，采用由下向上逐步分流，以保证一层二次风在设计值。

炉渣含碳量的影响因素
1）在保证制粉出力的情况下尽量降低煤粉细度。

2）适当降低一次风压尽可能提高一次风温。

3）保证足够的二次风量。

在保持燃烧稳定的情况下适当开大中间二次风挡板开度使风粉充分混合。

4）在保证汽温、汽压及负荷的情况下适当降低上层给粉机转速，加大下层给粉机转速。

5）适当提高粉仓煤粉温度。

6）尽可能避免制粉系统堵煤及断煤情况发生，保证制粉系统运行的稳定，维持合理的通风量，减少三次风量。

7）不能一味追求再热气温而将上层磨煤机加的太多，火焰中心上移，导致煤粉在炉膛停留时间减少，不能燃尽；
8）合理控制炉膛氧量在4~6℃，使燃烧在炉膛充分燃烧；
9）降低煤粉细度，最好控制在煤粉经济细度，一般控制煤粉细度＜10%
10）合理控制二次风小风门的开度；保证合适的二次风压；
11）合理控制给煤机转速，即煤粉浓度
12）尽量减少给煤机断煤的次数，断煤后要及时组织人员处理，使来煤正常；
13）一个班中，启、停磨煤机的次数太多，也会使飞灰可燃物升高；
14）定期吹灰，保持锅炉在良好运行状态。

灰大、炉渣含碳量高的本质原因是煤粉在炉膛内没有充分的燃烧，原因有以下几点：1、风量不足：多数人只盯着氧量，而氧量计的可靠性是有局限的（新的一般在1~2年内比较准确）；2、风量虽足够但风粉没有充分混合，这与喷燃器的结构、二次风的搭配有关；3、燃烧时间不够：a、煤粉粗；b、煤种严重偏离设计，烧烟煤的炉子用来烧无烟煤就会出现这种情况；c、烟速过快，风烟系统的流通截面是固定的，大风量就需要大流速，所以风量过大或过小，都会造成飞灰大；d、炉底风太小，炉底风的作用相当于家用煤炉的“炉条”，为
保证燃烧稳定，一般底层喷燃器的出力较大，炉底风太小就起不到“炉条”，会造成炉渣含碳量高。