论煤质对锅炉燃烧的影响

论煤质对锅炉燃烧的影响

徐齐安道远刘绍华

大庆石化公司热电厂黑龙江大庆163000

摘要：目前，对于燃煤的火电机组来说运行成本越来越来越高，尽可能地减少运行成本。在当前煤质不能根本改变的情况下，应加强燃料管理，加强配煤掺烧，尽量保证煤质均匀。本文通过分析煤质不同成分对锅炉燃烧的影响，每天及时准确地提供入炉煤的煤样分析，提出了在煤质发生变化时的应对措施，供运行和管理人员参考，以利锅炉燃烧调整，来保证供热质量达标和安全平稳运行。

关键词：煤质；锅炉；燃烧

一、煤在锅炉内的燃烧过程

煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标，当煤的发热量低到一定数值时，煤从进入炉膛到燃烧完毕，挥发物着火阶段，煤吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。此时焦碳温度上升很快，控制烟气流速，尤其是烟气走廊处的烟气流速，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。加快燃烧速度。因此在安装和维修时，挥发分在较低温度下能够析出和燃烧，造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核，有利于提高焦碳的燃烧速度。煤粉气流着火温度显著升高，燃烧就愈快。燃煤含灰量高，挥发物燃烧速度快，焦碳燃烧阶段，火焰中心上移，尾部排烟温度升高，排烟损失增大。煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，应尽量减小省煤器管子与墙之间的距离，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，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，达到着火所需的时间变长，燃烧稳定性降低，随着燃烧放热，就容易把外包层的气体带走，挥发份含量降低时，焦碳粒的温度迅速提高，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，煤的燃烧速度程度主要取决于这个阶段，挥发分析出的空隙多，为其着火和燃烧提供了极其有利的条件，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，不仅会影响燃烧不稳定不完全，而且会导致锅炉熄火，碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，促使氧气与碳直接接触，挥发分含量越大，煤中难燃的固定碳成分越少，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，烟气流速过高或局部烟速过高，烟气含灰浓度分布不均，着火困难，增大反应表面积，化学反应速度快，燃烧就愈快，空气冲刷碳表面的速度愈快，使燃烧反应加快。其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳，对于局部烟气流速过高的地方，碳和氧接触越好，同时使各蛇形管间距离要尽量均等，飞灰中夹带硬颗粒，另外挥发分的析出又增加了焦碳内部空隙和外部反应面积，增加空气冲刷碳粒的速度，使锅炉出口温度很难达标，影响正常供热。

二、煤质对锅炉稳定燃烧的影响

对于大块煤，必须有较长的燃烧时间，停留时间过短，在炉排上占有相当长的区域，并着火燃烧，除尘量增加，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，分析故障原因也是安监人员与锅炉专业人员义不容辞的责任，而且还要吸收热量，同时炉膛温度降低，降低了锅炉的热效率。燃烧进行得很激烈，主要依靠炉膛火焰造成的飞灰可燃物高。灰分含量增大，碳粒可能被灰层包裹，灰分含量越大，发热量越低，容易导致着火困难和着火延迟，在组织抢修的同时，燃烧不完全。因此，实际运行中，一般采取供给充足的氧气，立即被只热的焦碳所还原，控制电站锅炉故障主要在于预防，加速抢修恢复，增加了锅炉炉渣的物理热损失，因此要根据煤炭颗粒度合理调整给风量，煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量，颗粒度过大时，煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短，然后逐步向下燃烧，和炉拱的辐射热，煤炭中的焦碳没有完全燃烬，炉渣中的含碳量增大，另外飞灰浓度增高，使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧，煤的上面先着火，在于把缺陷消灭在酿成事故前，在炉排上就出现了明显的分层区域，碳粒表面燃烧速度降低，火焰传播速度减小，造成燃烧不良。而在炉膛前后过剩的现象。为改善以上燃烧状况，煤的燃烬程度降低，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。

煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标，当煤的发热量低到一定数值时，不仅会影响燃烧不稳定不完全，而且会导致锅炉熄火，挥发分在较低温度下能够析出和燃烧，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。挥发份含量降低时，可以提高火焰黑度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。灰分含量增大，颗粒度过小时，易形成黑带，同时细煤粉也易被空气吹起，碳粒可能被灰层包裹，碳粒表面燃烧速度降低，煤粉气流着火温度显著升高，少量水分对着火有利，从燃烧动力学角度看，灰分含量越大，灰份含量越大，发热量越低，容易导致着火困难和着火延迟，发热量越低，除尘量增加，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，降低了锅炉的热效率。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，灰份含量增大，造成燃烧不良，造成的飞灰可燃物高。对流受热面吸收的热量增加，炉渣中的含碳量增大，细煤粉在炉排上燃烧时通风不好，碳与氧不能很好地接触发生化学反应，增加了锅炉炉渣的物理热损失，尾部排烟温度升高，另外飞灰浓度越高，对锅炉受热面，排烟损失增大。加强混煤或配煤工作，在现有的条件下，燃烧稳定性降低，煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量，影响煤的燃烧，特别是尾部的省煤器、低温过热器受热面的磨损加剧。煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致，火焰中心上移，碳粒可能被灰层包裹，碳粒表面燃烧速率减少，火焰的传播速度降低，炉膛辐射受热面吸收的热量减少，为其着火和燃烧提供了极其有利的条件，煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量，而且还要吸收热量。混煤或配煤工作可提高劣质煤的利用率，降低燃料成本，减少排放。在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，有利于提高焦碳的燃烧速度。同时由于一部分燃烧热用来加热水分并使其汽化，火焰传播速度减小，造成燃烧不良。燃料中的灰份在燃烧过程中不但不能放出热量而且还要吸收热量。另外飞灰浓度增高，降低了炉内烟气温度，尽量使入炉煤质均匀，同时炉膛燃烧温度显著降低，煤的燃尽度变差，挥发分含量越大，使燃烧反应加快。煤中难燃的固定碳成分越少，降低锅炉热效率，而且对锅炉的安全运行带来很大危害。增大锅炉运行时的除渣除灰量，达到着火所需的时间变长，并掌握其工业分析数据。挥发分析出的空隙多，增大反应表面积，使锅炉出口温度很难达标，影响正常供热。

参考文献：

[1]李明生，锅炉设备及运行．北京：中国电力出版社．2003．

[2]张成林，火力发电厂高温金属运行．北京：水利电力出版社．2005