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锅炉飞灰含碳量偏高的运行分析
发布时间:2011/11/14  阅读次数:8077  字体大小: 【】 【】【
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刘国生 刘占伟 (张家口热电公司    河北 张家口     075000)  
【摘 要】 飞灰含碳量一直为影响锅炉效率的重要因素之一,本文针对我公司锅炉飞灰含碳量偏高的实际情况,分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析,查找影响飞灰含碳量高的因素。主要有:煤粉细度、一次风速、磨煤机出口风粉混合物温度、配风方式、炉膛氧量、磨煤机运行方式、负荷及煤种变化等。并针对以上影响因素,提出合理应对方案,通过改造及精心运行调整,降低飞灰含碳量取得明显成效。
【关键词】   锅炉;飞灰含碳量;煤质;原因分析;燃烧过程;降低
中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:ISSN1004-1621(2010)08-018-02
               1 引言
               飞灰含碳量是反映电站锅炉燃烧效率和粉煤灰质量的重要指标,飞灰含碳量的高低关系到粉煤灰的价格,直接影响电厂的综合效益.此外,飞灰中的碳对锅炉尾部受热面有磨损作用,可降低设备的使用寿命,飞灰含碳量增加不仅增加燃料消耗量, 而且对锅炉的安全运行造成很大的威胁。很容易发生锅炉结焦和尾部烟道二次燃烧,还会降低电除尘器的效率,造成环境污染.因此,应尽量使锅炉飞灰含炭量控制在合理的范围内,以减少污染,提高电厂效益。
               2 设备概述
               我公司300MW机组锅炉为亚临界压力、一次再热自然循环汽包炉,采用中速磨直吹式制粉系统、单炉膛、四角切向燃烧,平衡通风,全钢架悬吊结构,固体排渣,燃用煤种为蔚县煤与锡盟煤按7:3掺混。锅炉采用四角布置,同心切圆燃烧方式。燃烧器喷嘴结构采用一次风口四周通以周界风,一二次风喷嘴间隔布置的型式,每只燃烧器共有17个风室,其中顶部燃烬风室3个,二次风室6个,煤粉周界风室5个,油风室3个。燃烧器的一次风喷嘴可上下摆动20°,二次风喷嘴可上下摆动30°,可通过改变燃烧器的角度,来改变火焰中心位置。机组自投运后整体运行情况稳定,但是,在最近的运行过程中却暴露出飞灰含碳量偏高的问题,这直接影响到机组运行的经济性。为了降低飞灰含碳量,提高运行经济性,发电部组织对这一课题开展分析。从燃烧的原理入手,结合设备系统状况和燃煤情况进行全面分析,找出影响飞灰含碳量的主要因素,制定相应的方案,然后在运行工作中进行逐步验证。
               3锅炉飞灰含碳量高的原因分析
               3.1煤粉燃烧过程
               煤粉在锅炉内燃烧基本分为4个阶段:加热干燥、挥发分析出着火、燃烧、燃烬。其中最重要的是着火和燃烬阶段,要使燃烧完全,首先要保证迅速而稳定的着火。只有实现了迅速而稳定的着火,燃烧和燃烬才能迅速进行,在煤粉的着火阶段,其周围被一次风包围,具有足够氧气,煤粉气流温度较低,这个阶段的关键是迅速将煤粉加热到其着火温度。随着燃烧的进行,煤粉温度逐步升高,而其周围氧气也逐步耗尽,此时制约燃烧的因素变为了能否及时供给充足的氧气。要使煤粉充分燃烧可以从两个方面入手,即:加快燃烧速度和增长燃烧时间。
               3.2影响飞灰含碳量的主要因素
               (1)煤种影响。我公司锅炉设计煤种为河北蔚县煤,校核煤种1为准格尔孔对沟煤,校核煤种2为70%蔚县煤+30%内蒙古锡林浩特胜利煤田露天矿原煤。三种煤的成分及煤质分析资料见表1。
                     表1 设计煤种和校核煤种的成分与煤质比较


               近几年,由于煤炭市场紧张及电煤价格的迅速上涨,我公司实际燃用煤种挥发分低、灰分大,且煤质变化频繁。燃煤的挥发分含量降低时,煤粉气流着火温度显著升高,着火热随之增大,着火困难,达到着火所需的时间变长,燃烧稳定性降低,火焰中心上移,炉膛辐射受热面吸收的热量减少,对流受热面吸收的热量增加,尾部排烟温度升高,排烟损失增大。煤的灰分在燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。灰分含量越大,发热量越低,容易导致着火困难和着火延迟,同时炉膛温度降低,煤的燃烬程度降低,造成的飞灰可燃物升高。灰分含量增大,碳粒燃烧过程中被灰层包裹,碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减小,造成燃烧不良,飞灰含碳量升高。
               (2)煤粉细度。合理的煤粉细度是保证锅炉飞灰含炭量在正常范围主要因素之一,降低煤粉细度是降低飞灰可燃物的有效措施。由于磨煤机存在振动现象,导致运行中分离器转速偏低,磨辊加载不能提高,影响了煤粉细度。近期煤可磨性较差,石子煤较多,大颗粒的石子煤在研磨件之间形成支撑,导致煤粉不能被磨细。煤粉过粗,单位质量的煤粉表面积越小,加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应速度越慢,因而着火越缓慢,煤粉燃烬所需时间越长,飞灰可燃物含量越大,燃烧不完全;另一方面提高煤粉的均匀性,也有利于煤粉的完全燃烧,较粗的煤粉若不能很好的与空气搅拌混合,将导致着火不好,燃烧时间较长,这也是影响飞灰可燃物的主要因素。

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