鍋爐燃燒穩定性影響因素分析探究

韓永亮 等

摘要：鍋爐已經成為了我國目前電力企業實際運行過程中經常

會用到的一類設備。穩定的運行一直是我們對鍋爐燃燒的最大期望，而在其運行的過程中，很多因素的存在則會對其穩定性產生一定的影響。在本文中，將就鍋爐燃燒穩定性影響因素進行一定的分析與探討。

關鍵詞：鍋爐 燃燒穩定性 影響因素

1 概述

鍋爐是我國目前各大企業、電廠生產的一項重要設備，其運行的高效、穩定將對整個電氣企業的安全運行具有非常大的影響。而隨著近年來我國科學技術的提升，鍋爐的系統結構也變得越來越復雜，這就使得鍋爐在企業運行過程中經常因為不同因素的影響而使其不能夠以穩定的方式開展工作。在鍋爐系統中，其燃燒系統是非常關鍵的一個組成部分，該系統內部燃料燃燒情況的良好與否將直接對整個企業鍋爐的運行以及企業的經濟效益都存在著非常大的影響。

鍋爐運行的安全性與否，其最直接就會表現在燃料燃燒的穩定上，目前，我國企業鍋爐所使用的煤類型變化較大、且煤質一般來說也較差，就直接造成了煤粉燃燒不穩定、著火困難等情況，并使得鍋爐的事故出現率得到了極大的增加，對于我們鍋爐的安全運行具有非常大的影響。而在部分電力企業中，其由于需要對電負荷的峰谷差進行調節，就很容易使其中很多的鍋爐設備都會一直處于高能耗的運行狀態中，因此使鍋爐的不穩定性得到了較大的提升。

對此，就需要我們能夠在對鍋爐燃燒不穩定情況發生原因進行查找的基礎上以更具針對性的方式對其進行解決。

2 對鍋爐燃燒穩定性產生影響的因素分析

2.1 煤質變化

煤是鍋爐燃燒的最基本物質，煤質的好壞將對鍋爐燃燒的穩定性產生非常大的影響：當煤質變差時，鍋爐中的煤粉氣流著火時間相比正常情況來說就會存在一定的推遲，并因此縮短了煤粉在鍋爐中燃燒的時間；而如果煤的灰分較高、熱值較低，就會使爐膛所具有的煙氣溫度降低，并隨之出現爐膛內燃燒不完全、不穩定的情況，甚至還會因此而出現熄火情況。

在鍋爐所使用的煤中，其對于鍋爐燃燒情況產生影響最大的就是揮發分。如果該值出現了減小的情況，爐內煤粉氣流所具有的初燃溫度就會得到提升。而根據上述研究，我們則可以認識到對于具有揮發分因素的煤來說，其著火所需條件更高，即當著火之后所具有的時間也更長。

同時，由于一部分燃燒的熱消耗會施加在水分的過熱以及汽化方面，而正是這部分能源的浪費也會使爐膛中的煙氣溫度不能夠達到我們的期望值。雖然這種情況的存在對于爐膛中燃料的燃燒存在很大的不利情況，但是煤粉卻會因為此過程中水分的析出而使爐膛中的煤呈現出更大的孔隙度，并使自身所具有的活性得到了增強，反而更有利于著火。而在兩者結合分析看來，則可以看出煤中所具有水分對于煤燃燒的穩定性存在著積極的作用。再看灰分方面，灰分含量的大小將會對燃料的著火速度產生一定的影響。同時，如果兩者具有同樣的揮發分，那么當燃料自身灰分比例較高時，其著火速度就會因此變低。另外，如果爐膛中灰分較多，也會使整個爐膛在燃燒過程中所具有的溫度降低。之所以出現這種情況，是因為當爐膛中的灰分溫度提升時，會使其所具有的熱量消耗加大，并因此使爐膛燃燒的溫度降低、對燃燒的穩定性產生不利的影響。

2.2 煤粉細度

煤粉細度也會對鍋爐的穩定運行產生較大的影響，更細一步說，是對于鍋爐燃燒所具有的特性存在影響。如果我們運行中所使用的煤粉細度較小，那么燃燒所具有的物理結構以及燃燒特性就會得到一定的提升，尤其是對于燃燒所具有的貧煤以及無煙煤來說，煤粉細度的大小更是會對其產生更大的影響。同時，對于煤粉著火溫度來說，其也會隨著我們所使用煤粉細度的降低而降低，究其原因，就是由于煤粉自身粒子體積減小而使燃燒反應的表面積得到增加，并因此使煤粉顆粒所具有的活化能也隨之降低。通過這種方式，就能夠較好的在幫助自身導熱阻力降低的前提下使其能夠在鍋爐中以更快的速度產生反應、并在吸收外界熱量之后達到著火條件。而當我們所使用的煤粉顆粒增大時，其也會對鍋爐燃燒的穩定性產生一定不利的影響。

2.3 鍋爐負荷

如果鍋爐在實際運行中其負荷出現了一定的變化，就會使爐膛中燃燒器以及平均煙溫等也會因此出現一定的變化，并進一步對鍋爐的燃燒穩定性產生一定的影響。如果鍋爐整體負荷降低，那么爐內燃料的消耗量也會減小，并會使鍋爐內水冷壁的吸熱量因此降低。但是在這個降低的過程中，其減少的幅度也很小，在每公斤燃料方面其所具有的水冷壁的吸熱量也會得到一定的提升，并以此使得燃燒器周圍的煙溫會隨之降低，并因此會使煤粉氣流所具有的燃燒穩定性發生一定的變化。同時，其負荷也具有一個最低極限值，當鍋爐負荷達到這個最低極限值時，甚至會使鍋爐出現熄火的情況。另外，對于燃燒穩定性下降這種情況來說，其根本原因就是在自身負荷下降之后，在保持鍋爐所具有的燃燒條件以及設備等都能夠保持恒定之后其對于空氣配比失調以及燃料配比失調的抵抗力就會逐漸降低，并在其額定負荷下所存在的燃燒擾動也不會對整個燃燒過程產生影響。而當我們對其所具有負荷降低之后，也會燃燒的穩定性會產生一定的擾動。

2.4 煤粉濃度

在鍋爐煤粉氣流著火以及燃燒特性方面，煤粉濃度可以說是關鍵的一項因素，當煤粉氣流出現著火現象之后，其會對使整個鍋爐在燃燒的過程中都會受到影響。而隨著鍋爐內部煤粉濃度的變化，也會使鍋爐所具有的著火溫度以及著火熱量得到一定的改變：當爐膛中煤粉濃度加大時，其中的著火溫度就會突然降低，并在達到一個最低溫度點時出現了溫度的提升，即在鍋爐實際燃燒的過程中，存在一個最佳煤粉濃度，而這個濃度值煤的類型也存在一定的聯系，如果煤所具有的揮發分含量高，那么該煤粉的濃度值就會隨之減小；而當煤粉濃度降低時，煤粉的著火熱量也會隨之減小。在這種情況下，鍋爐內部所具有的煤粉氣流溫度就很容易在熱量的引動下升至著火臨界點，并隨之出現起火現象，但是由于煤粉濃度低、且放出熱量少，就會使鍋爐內部在燃燒時不能夠形成連續的火焰，所具有的溫度也就很低。即當鍋爐中煤粉濃度提升時，其著火所需的熱量也會隨之提升，并使其所具有的溫度不斷接近鍋爐供給熱量。

2.5 一次風速

一次風速也是對鍋爐燃燒情況具有較大影響的一項因素，如果鍋爐一次風速出現變化，就會使爐內煤粉氣流的著火以及溫度水平會因此發生變化，且會使燃燒穩定性也會因此受到影響。當一次風速加大時，就會使鍋爐內部單位面積內通過的氣流量增大，煤粉的加熱速度也會變快，并在這個過程中使著火距離得到加長。而如果一次風速減小，則可能會使燃燒器出現堵粉的情況。對此，就需要我們能夠根據鍋爐實際情況調整最佳的一次風速。

2.6 二次風速

對于二次風速來說，我們應當在煤粉起火之后將一次風中所含有的氧氣在耗盡后再以分批的方式加入，并對混入的時間進行嚴格的控制，確保新加入的二次風同燃燒煤粉氣流融合之后不低于著火溫度，避免出現中途熄火的情況。同時，在煤粉氣流出現著火情況之后，往往會存在較大的粘度，這就需要我們要保障二次風的強度，以此來使兩者混合的更加強烈、更加利于燃燒。

3 結束語

總的來說，鍋爐的穩定性將對我們電力企業工作高效、穩定的開展具有非常積極的意義，需要我們能夠對影響燃燒穩定性的因素引起充分的重視。在上文中，我們對鍋爐燃燒穩定性影響因素進行了一定的分析與探究，而在實際工作開展的過程中，也需要我們在對不同影響因素科學規劃、合理制約的前提下保障鍋爐得以更為穩定的燃燒。

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