淺談降低鍋爐爐渣飛灰含碳量措施

李中輝

摘 ?要：爐渣飛灰含碳量一直為影響鍋爐效率的重要因素之一，也是鍋爐運行調整中的難點。該文研究鍋爐爐渣飛灰含碳量高低對鍋爐燃燒效率的影響，剖析其影響因素，探索降低鍋爐爐渣飛灰含碳量的有效措施，并通過對600MW超臨界鍋爐實踐，發現影響鍋爐爐渣飛灰含碳量的6個主要因素：一次風壓、煤粉分離器調整、配煤摻燒、磨組運行情況、配風方式和磨煤機調整。在實踐過程中通過運行分析探索出一系列有效措施，譬如，對幾臺磨煤機煤粉分離器進行優化，加強一次風壓調整跟蹤管理，合理控制不同煤種的摻燒配比，對運行磨組匹配優化。在保證安全的情況下，積極、主動地探索提高鍋爐效率措施，實現了可觀的經濟效益。

關鍵詞：煤粉鍋爐 ?爐渣飛灰含碳量 ?影響因素 ?有效措施 ?實施效果

中圖分類號：TK22 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（c）-0070-02

1 ?鍋爐效率主要影響因素

研究發現影響鍋爐效率發現其中固體未完全燃燒熱損失以及灰渣物理熱損失與該文研究爐渣飛灰含碳量密切相關。

1.1 影響鍋爐固體未完全燃燒損失的主要因素

影響鍋爐固體未完全燃燒損失的主要因素有燃料性質、燃燒器設計和布置、爐膛型式和結構、燃燒方式、爐膛溫度、鍋爐負荷工況、運行調整、燃料的充分燃燒情況。

入爐煤中灰分和水分越少，揮發分含量越高，煤粉顆粒越細，則固體未完全燃燒損失越小。鍋爐負荷工況的變化對煤粉的燃燒也有重要影響，負荷突升突降，容易造成煤粉的不充分燃燒，導致爐渣和飛灰含碳量升高，固體未完全燃燒損失增加，鍋爐效率降低。

1.2 影響鍋爐灰渣物理熱損失的主要因素

由灰渣物理熱損失的計算公司可以得出，鍋爐灰渣物理熱損失大小主要取決于煤中灰的含量以及爐渣、飛灰、沉降灰的相對含量和灰渣溫度。

如果入爐煤中灰分含量高，煤粉在燃燒過程中灰分所攜帶熱量損失增大。爐渣、飛灰相對含量高，所攜帶的熱量損失一定會增大，導致鍋爐熱效率降低。

2 ?實踐過程調查分析

中部地區某電廠為600MW超臨界火電燃煤機組，鍋爐是由上海鍋爐廠設計生產的超臨界參數、單爐膛、四角切圓燃燒方式、平衡通風露天布置的燃煤鍋爐，配備6臺中速磨煤機，燃燒系統采用分級燃燒技術，鍋爐排渣系統采用刮板式撈渣機。

自2016年1～9月，對2015年全年的經濟指標進行分析后發現，影響鍋爐效率因素之一是鍋爐爐渣飛灰含碳量，同時考慮到目前輔機運行方式及集控可控因素，發現對制粉系統，風煙系統運行方式進行優化，可有效地降低鍋爐爐渣飛灰含碳量。

3 ?影響鍋爐爐渣、飛灰原因分析

根據影響鍋爐效率的主要因素中固體未完全燃燒熱損失和灰渣物理熱損失，確定通過運行方式調整以及組織協調可改變鍋爐爐渣飛灰含碳量的方法，主要包括以下幾類方法：（1）優化一次風壓;（2）優化入爐煤粉細度;（3）優化配煤摻燒方式;（4）優化制粉系統運行方式;（5）優化二次風配風方式。

3.1 一次風壓

煤粉細度直接影響飛灰可燃物的變化，煤粉越細，越均勻，則與空氣接觸的單位質量的煤粉面積與體積增大，燃燒越充分，在爐膛中能燃盡。如果一次風壓力過高，進入爐膛的一次風比率增加，二次風比率下降，磨煤機一次風速過大，攜帶的煤粉顆粒過大，在爐膛中停留時間更短，燃燒時間不足，在爐膛中燃燒不充分，最終導致爐渣飛灰含碳量升高。

3.2 分離器調整

常見分離器有粗粉分離器和旋風分離器，該廠設計時采用粗粉分離器，運行中磨煤機分離器擋板不能在線調節，需要人為手動操作分離篩網大小，操作危險系數大，難度大，不利于煤粉細度調整，造成煤粉細度與鍋爐負荷及磨給煤量不相匹配，進入爐膛燃燒不充分，導致爐渣飛灰含碳量升高。

3.3 配煤摻燒

該廠鍋爐設計煤種為陜西黃陵煤和河南平頂山煤，校核煤種為淮南煤，由于動力煤價較高，在運行過程中摻燒印尼煤、澳煤以及當地煤質較差的汽車煤。在摻燒低劣質煤種時容易導致鍋爐層間燃燒不穩定，爐渣飛灰含碳量升高。

3.4 磨組運行情況

該廠鍋爐燃燒系統按中速磨冷一次風直吹式制粉系統設計，1臺鍋爐配備6臺中速磨煤機，5臺磨煤機可帶滿負荷，1臺磨煤機備用。由于磨組運行不合理，C/D磨出力不足，導致爐膛熱負荷分布不均，煤粉燃燒不完全，爐渣飛灰含碳量升高。

3.5 配風方式

由于鍋爐采用四角切圓燃燒方式，二次風門設計個數較多，存在故障點多，校驗工作量大，且燃燒器擺角存在單角脫落，二次風配風難度大，容易造成配風不合理，鍋爐燃燒組織不佳，煙氣溫度存在偏差，導致爐渣飛灰含碳量升高。

4 ?對策計劃及實施

4.1 一次風壓優化

運行過程中降低一次風壓，減少磨一次風量，合理調整風煤比，降低一次風壓至7.0kPa，保證機組出力情況下，降低磨一次風量。

4.2 分離器優化

大修時#1爐D、E磨已改造成動態分離器，根據磨煤機出力合理調整動態分離器頻率。不能將頻率設置過高，否則容易導致煤粉細度過小，磨煤機電耗增加，磨溫降低。也不能將頻率設置過低，使煤粉細度過大，煤粉進入爐膛后不容易充分燃燒，造成鍋爐效率降低以及氮氧化物的含量升高，且不利于低負荷鍋爐穩定燃燒。

4.3 摻燒鍋爐合適的煤種

根據機組負荷，合理配煤，高負荷時段減少入爐低劣質煤及低揮發份煤種，減少汽車煤等劣質煤摻燒，保證磨煤機出力充足，防止發生煤量過高造成磨煤機堵磨事故。低負荷時段合理配置一定量的劣質煤種，保證鍋爐總煤量，合理安排每臺磨煤機煤量，盡量在中上層摻燒，保證鍋爐穩定燃燒和煤粉在爐膛充分燃燒。通知化驗人員及時化驗入爐煤質情況。

4.4 運行磨組匹配優化

運行過程中，需合理安排磨檢修時間，根據檢修需要合理安排檢修時機，根據負荷情況安排合適的磨組運行方式。在高負荷時段不宜安排磨煤機檢修，容易導致磨煤機煤量過大，煤粉細度增大，燃燒不充分，爐渣飛灰含碳量升高。

5 ?實施效果

以該廠600MW超臨界機組，爐渣飛灰含碳量每變化1.0%影響機組煤耗1.43g/kWh。2016年鍋爐平均爐渣飛灰含碳量同比降低1.13%，綜合降低機組煤耗1.61g/kWh;截至11月公司機組發電量55億kWh，累計標煤單價按738元/t計。鍋爐灰渣可燃物指標的提升為公司節約了發電成本（55×1.61×738）×100 =653.5（萬元）。

6 ?結語

鍋爐爐渣、飛灰含碳量的高低不僅影響鍋爐燃燒效率，具有一定的經濟效益，而且關乎環保，涉及環保考核指標，意義重大。降低鍋爐爐渣、飛灰含碳量需要加強宣傳教育，制定節能目標，實行獎懲激勵機制，進一步提高人員的節能降耗意識。形成制度化管理，通過機組性能試驗等方法不斷摸索機組經濟運行方式和調整手段，并形成標準性文件，指導運行人員經濟調整，嚴格執行節能降耗技術性規定、規程，積極參與小指標競賽。

參考文獻

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