灰含碳量偏高的原因分析与解决措施

景德镇发电厂#5炉飞灰含碳量偏高

的原因分析与解决措施

摘要：随着人们对能源需求量的日益扩大以及对环境质量要求的不断提高，循环流化床锅炉具有高效、低污染、煤种适应性广等优点,在我国得到大力发展,但目前国内流化床锅炉,尤其是大容量的流化床锅炉,普遍存在着飞灰可燃物高,锅炉燃烧效率达不到设计值的问题。对于循环流化床锅炉,在投运初期,飞灰可燃物相对同容量的煤粉炉偏高,从而影响电厂的经济性。本文通过对景德镇发电厂#5炉（475t/h）循环流化床锅炉飞灰可燃物含量偏高的原因进行分析,并在运行中采用加强对床压、床温、给煤粒度、氧量等参数的监控,在降低锅炉飞灰可燃物方面取得了显著的效果,获得了良好的经济效益。

关键词: 循环流化床锅炉飞灰可燃物床压床温给煤粒度氧量分析调整一、锅炉设备概况

景德镇发电厂#5炉是由上海锅炉厂设计制造的SG—475/13.7—M567型超高压中间再热，单汽包自然循环，循环流化床锅炉。锅炉主要由汽包、悬吊式全膜式水冷壁炉膛（炉膛的高度×宽度×深度为34180mm×13373.1mm×7683.4mm），绝热式旋风分离器，U型返料回路以及后烟井对流受热面组成。锅炉采用两次配风，一次风从炉膛底部布风板、风帽进入炉膛，二次风从燃烧室锥体部分进入炉膛。锅炉共设有四个给煤口，均匀地布置在炉前。炉膛底部设有钢板式一次风室，悬挂在炉膛水冷壁下集箱上。本锅炉采用床上启动点火方式，床上共布置4支大功率的点火油枪（左、右侧墙各2支）。同时在炉膛燃烧室左右两侧各布置一台水冷滚筒式冷渣器。

1.锅炉主要设计参数

1.1锅炉技术参数

1.2设计及校核煤种参数

二、锅炉飞灰可燃物偏高的原因分析

景德镇发电厂1台475 t/h循环流化床锅炉投产后发现飞灰可燃物偏高，一般在7%—9%之间，最高达到11%。经过进一步的锅炉运行调试，分析原因主要有如下几个方面：

1.煤种与飞灰含碳量的关系

循环流化床锅炉煤种适应性广，但对于已设计好的CFB锅炉，只有燃烧的特定的煤种，才能达到较高的燃烧效率，由于煤的结构特性、挥发份含量、水份、灰分、发热量的影响，CFB锅炉的燃烧效率有很大差别。我厂入厂煤的煤种繁多、煤质变化辐度大，是景电锅炉飞灰可燃物偏高的主要原因：一般来说，燃用挥发份较高的煤种飞灰含碳量较低，燃用挥发份低的煤飞灰含碳量较高。原因是挥发份含量较高的煤组织结构比较松散易于燃尽，如烟煤、褐煤等燃料，其燃烧速率较高，飞灰可燃物含量较小，而对于挥发分含量低的煤，因其组织结构密实，如无烟煤、石煤等，相同条件下飞灰可燃物含量要高出很多。通过对景电锅炉燃煤取样分析、化验，发现其干燥基挥发份可从7％变化至近16.3％，加之煤场较小，无法充分混煤配煤，导致锅炉入炉煤质变化频繁，达不到设计要求。由此造成飞灰可燃物的含量偏高，具体情况见下表：

煤种与飞灰含碳量的关系

2.入炉煤粒径的影响

入炉煤粒径控制不当是飞灰可燃物偏高的又一主要原因：一般来说碳颗粒的燃烬时间随粒径的增大而延长，对单位质量燃料而言，粒径减小，粒子数增加，燃烬时间将缩短。但如果颗粒过细，由于其在炉内停留时间过小，反而会导致飞灰可燃物增加。因些需保持入炉煤粒径在一个合理的范围内，才能有效降低飞灰可燃物。具体情况如下：

3、运行中氧量的影响

运行中氧量不足是飞灰可燃物偏高的重要原因: 锅炉在额定负荷运行时氧量过小（约2%左右），此时即使将二次风调节门开至最大 ,仍达不到所需风量和风压，炉内处于缺氧燃烧状态 , 这是目前飞灰可燃物含量较高的重要原因。而此时如果为了提高氧量而采用增加一次风量的方法，由于一次风速偏高将导致煤粉着火推迟，火焰中心上移，煤粉在炉内停留时间减少，降低了煤粉的燃烬程度，反而使飞灰可燃物含量进一步上升。

4、床温的影响

床层温度变化直接影响飞灰可燃物含量高低:因为床温增加,碳粒的燃烬时间缩短，可降低飞灰可燃物。但流化床床层运行温度上限受灰分的变形温度限制，否则易造成锅炉结焦，及综合考虑脱硫效果，一般认为流化床最佳运行温度为850℃了-950℃。因此为了降低飞灰可燃物，床温应根据运行情况确定合理的运

行上限，具体情况如下：

5、布煤均匀的影响：

景德镇发电厂锅炉采用前墙给煤方式，煤通过皮带式给煤机送入前墙4个落煤口中，这种给煤方式如果某一落煤管堵煤会造成布煤不均，容易造成部分给煤口附近煤量过于集中，形成缺氧区，从而增加了飞灰可燃物。

6、床层高度影响：

床层高度影响CFB锅炉稳定运行和燃烧效率，维持一定厚度的料层是运行中必不可少的。要尽量维持恰当的料层高度，如果料层过高，不仅会增大风机电耗，而且会增大气泡尺寸和扬析损失，料层过薄，又会导到燃烧工况不稳定，燃料在床内的停留时间缩短，造成飞灰可燃物偏高。

三、降低飞灰可燃物的措施

针对上面的飞灰可燃物偏高的原因,我们在运行中采取了相应的措施,具体如下:

1.选配煤种,合理掺烧

景电公司煤种来源主要是淮南、淮北煤、山西潞安煤、川煤、本省、本地小火车煤及汽车煤等，进行掺烧时，一般取外省煤与本省、本地煤3：7掺配，为了控制#5炉含硫量，川煤一般不入#5炉。由于入炉煤煤质变化很大,经常偏离设计值,为了稳定燃烧,在配煤掺烧的同时,我们加强煤质的取样化验,加强燃储部与发电部的联系，若掺烧煤种燃烧不稳，及时通知燃储部调整上煤方式，以保证锅炉经济运行。

2.控制入炉煤粒度

为了保证锅炉入炉煤煤质煤粒度，采用在煤仓入口加装筛子进行过滤。为此化学每天做筛分试验，如果颗粒度偏大，对细碎机进行开盖清煤，并定期检查更换碎煤机环锤，控制入炉煤粒度100%＜8mm，为运行人员的经济调整提供了技术保障。

3．控制风量控制氧量

为了保证高负荷时锅炉氧量，景德镇发电厂将4个油枪风由二次风改成一次风。这样在高负荷时既提高了氧量又减少了一次风速，同时运行中控控制如下几个方面：

3.1严格控制好锅炉总风量，保证锅炉过剩空气系数，将锅炉氧量控制在3.5%~6.0%之间，不低于3.5%。既保证碳粒的完全燃烧，又防止截面流速过大。

3.2一次风流化风量在高负荷时控制在27 KNm3/h左右，保证燃煤进入炉膛后与床料的掺混，并注意保证床温在900℃~950℃之间，床温的调节可由二次风来实现。在条件允许的情部下，床温尽量保持上限，一次流化风量在低负荷时控制在18 KNm3/h，当发现煤质变化时及时调整，防止床温出现大的波动，发生结焦现象。根据运行经验来看,一、二次风比直接影响飞灰可燃物,当一、二次风比由1.175降低到 0.908时，飞灰含碳量降低了 1.25％。可见适当降低一次风量，增加二次风量,有助于降低飞灰含碳量。

3.3二次风量的调整原则:循环硫化床锅炉的二次风主要是在运行情况下起到助燃作用，要求二次风具有足够的速度进入炉膛，足够的动量使得二次风具有良好的穿透能力，从而能够进入远离水冷壁壁面的区域辅助燃烧，并使得炉内烟气和固体颗粒混合均匀。二次风量不够，则会导致穿透力下降，二次风与烟气和固体颗粒混合不均匀，稀相区温度梯度情况加剧，此时不仅仅降低锅炉整体效率，而且会使得燃烧过程污染物排放量增大。高负荷时，为了保证氧量，二次风调门处于全开状态。这样既增加锅炉燃烧区的横向扰动，又可以防止锅炉燃烧区出现局部缺氧的现象。低负荷时，根据运行经验来看，在煤质较好的情况下，即使用高挥发份的煤适合采用风压较低而风量充足的二次风，这样可以使得燃料燃烧更为充分，提高受热面的换热强度，利于提高负荷量，此时通过调节总门和分风阀开度调节使得入炉风速达到15-20M/S为宜；而对于低挥发份的、高热量的煤种，二次风调节的目的是强化料层的储热效果，因此风量不易过大，可以用分风阀开度调节获得25-30M/S的风速提高扰动，优化了燃烧环境。

3.4上下二次风量的配比:通过长期运行实践发现控制上二次风量大一些有助于降低飞灰含碳量。无论总风量是大还是小，在一、二次风比大的情况下，下、上二次风比小的飞灰含碳量低；一、二次风比小时,情况正相反,下、上二次风比大的飞灰含碳量低。因此一、二次风比和下、上二次风比间存在较大的相互影响。

3.5锅炉炉膛负压的调整:锅炉炉膛负压保持太小，燃烧烟气进入旋风分离器后