锅炉飞灰可燃物调整实践

锅炉飞灰可燃物调整实践

Application Exp erience s from Combustible Contents Control of Boiler Fly Ash

刘进山

(马头发电总厂,河北　邯郸　056044)

摘要:文章通过对影响锅炉飞灰可燃物各项因素的全面分

析,归纳出飞灰可燃物的调整方法。

关键词:锅炉;飞灰;可燃物;调整

Abstract:Through general analysis of various factors which af2

fect combustible contents in boiler fly ash,a method to control

combustible contents in fly ash is concluded.

K eywords:boilers;fly ash;combustible material;control

中图分类号:TM7

文献标识码:B

文章编号:1001-9898(2001)02-0018-03

1　前言

在锅炉的5项热损失中,机械不完全燃烧热损

失(q4)占第2位,约为2%,仅次于排烟热损失

(q2)。在锅炉正常运行调整中,提高锅炉热效率,只

有降低q4的主要特征值———飞灰可燃物含量存在

着很大潜力。对于现代火力发电机组,锅炉热效率

每提高1%,将使整套机组的热效率提高

0.3%～0.4%,标准煤耗可降低3～4g/(kW・h)。

q4的简化计算公式为:

q4=32892A y

Q r

(

a fh C fh

100-C fh

+

a lz C lz

100-C lz

)×100%

式中　q4———机械不完全燃烧热损失,%

Q r———入炉煤低位发热量,kJ/kg

A y———入炉煤灰分,%

a fh———飞灰份额

a lz———炉渣份额

C fh———飞灰中残碳值,%

C lz———炉渣中的残碳值,%

32892kJ/kg———残碳的发热量

在锅炉的正常运行中,在煤质保持稳定的情况下,对于固态排渣锅炉,a fh约占0.9～0.95,因此可以忽略炉渣可燃物C lz对q4的影响,这样q4与飞灰残碳值C fh有单值对应关系,见图1:q4=f(C fh)

。

图1　锅炉正常运行中,q4与C fh的关系

以马头发电厂#7炉设计煤种A y=28.85%, Q yd=21194kJ/kg为基准,C fh与q4的对应值为:

q4=

32892×28.85%

21194C fh

=0.448C fh。二者关系曲线为一斜直线,斜率为0.448。一般,C fh在2%～5%之间。保持锅炉在C fh值较低水平下运行,可使锅炉获得较高的燃烧热效率,显著降低供电煤耗。

2　影响锅炉飞灰可燃物的因素

2.1　煤质变化对q4及C fh的影响

a.在煤的发热量Q yd不变,C fh相同时,灰分A y 越大,q4越大;随着发热量Q yd的增加,在相同的C fh下,q4反而降低。在燃用低灰分、高发热量的煤质时,保持稳定的C fh值,相应的q4将下降。

b.灰分含量高会使火焰的传播速度减慢,着火推迟,燃烧温度下降,燃烧的稳定性变差。煤中灰分含量愈多,可燃物质的成分相对减少,发热量Q yd降低,理论燃烧温度降低,煤的燃烧程度差,q4增加。灰分增加使煤的可燃物组分相对减少,因此飞灰中的可燃物质含量C fh随之略有降低。

c.煤中挥发分V r的含量对煤粉的燃尽程度有很大影响:V r愈大,煤着火迅速,燃烧完全,C fh降低,q4就愈小;反之V r愈低,q4愈高,见图2。

收稿日期:2000-11-10

作者简介:刘进山(1959-),男,工程师,主要从事锅炉运行管理工作。

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图2　1997年7月#5炉C fh 随V r 变化情况

2.2　煤粉细度对C fh 的影响

煤粉细度的特征值R 90的大小直接影响飞灰可燃物C fh 的变化。煤粉愈细,与空气的接触面积及空间增大,易于燃尽。反映煤粉均匀度的R 200越小,表明煤粉粗细均匀性好,C fh 可达佳值。由图3可见,#8炉(D G -670/13.7-8型)在R 90由30%降至20%左右时,飞灰可燃物C fh 由11.2%降至6%,但随着R 90进一步降低,C fh 下降趋势趋于平缓,表明R 90对C fh 的影响逐步减小

。

图3　#8炉C fh 随R 90的变化情况

2.3　过剩空气系数α对C fh 的影响

一般当炉膛出口过剩空气系数在设计值1.25

(O 2含量在5%)时,煤粉在炉膛内的燃烧有充足的空气供应,C fh 能保持在相对稳定的范围内。但若炉内严重缺氧燃烧,α值在1.15(O 2含量在4%)以下时,C fh 将变得非常紊乱,甚至达到极值(10%以上)。通过试验基本证实了这一点。由于该炉的氧量表采样点装在省煤器烟道处,显示数值不准确,所以改用送风机入口挡板开度方法进行试验。试验表明:当该炉的送风压力由1.3kPa 增至2kPa 时,C fh 大幅度下降,说明该炉在运行中严重缺氧燃烧,在增至2kPa 以后,C fh 值降低不明显。2.4　机组负荷对C fh 的影响

机组负荷的变化,直接引起燃煤量的变化,最终

导致C fh 的变化。在锅炉的经济负荷(75%～80%额定负荷)以上时,增加负荷(即增加燃煤量)会使炉膛的容积热负荷增加,缩短煤粉在炉内的停留时间,使C fh 上升。对于投入遥调(A GC )的机组,负荷频繁变动,对飞灰可燃物的调整极为不利。此项影响会使C fh 上升1%。2.5　制粉系统开停对C fh 影响

中储式热风送粉锅炉,制粉系统的开停使三次风量发生变化时,引起燃烧工况变化,对C fh 值产生影响。由于三次风吹入喷燃器的上部,且三次风中含有一定量的残存煤粉(10%左右),2套制粉系统并列运行时,C fh 值比单套运行时高。中储式乏气送粉锅炉,制粉系统的开停将引起对应的一次风温和一次风量的变化,对燃烧工况影响较大,C fh 值肯定要发生明显变化。2.6　燃烧工况对C fh 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C fh 产生影响。当炉温较低,火焰中心抬高时,煤粉燃尽程度差,C fh 将增加;当炉温较高,火焰中心适宜时,C fh 将降低。燃烧动力工况对C fh 影响重大。喷燃器的投停方式,各层、角二次风压的配比,一次风率的大小,三次风的角度都将影响炉内的燃烧工况,C fh 随之而变化。在喷燃器周围敷设卫燃带后,使炉温升高,火焰中心相对下移,可降低C fh ,但也可使炉内结焦。2.7　气候的变化对C fh 的影响

表1　#5炉1992～1996年各季度C fh 及其平均值　%

年度

1季度2季度3季度4季度1996 6.18 5.937.69 6.431995

5.78

6.35

7.14 6.161994 4.66 6.21 6.31 5.211993 5.69 6.147.46 5.081992

8.329.409.67 6.00平均值

6.126

6.806

7.654

5.776

由表1的C fh 平均值看出,季节的变化也就是空气温度的变化对C fh 影响很大,4季度C fh 平均值最小为5.776%,3季度C fh 平均值最大为7.654%,相差1.878%。分析其原因为:气温升高,

空气密度下降,在送风机工作条件不变时,入炉风量将大大降低,炉内相对缺氧;凝汽器真空随汽温升高而降低,使机组的汽耗增加,在相同的电负荷下,锅炉蒸发量增加。同时,3季度机组负荷率较高,锅炉超出力情况严重,导致C fh 较冬季大幅度升高。3　飞灰可燃物的调整方法3.1　煤粉细度的调整

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