降低锅炉炉渣含碳量问题的研究

降低锅炉炉渣含碳量问题的研究

朱玉麒

平顶山姚孟发电有限公司河南平顶山 467000

摘要：炉渣飞灰含碳量一直是影响锅炉效率的重要因素之一，也是锅炉运行调整的难点。锅炉飞灰含碳量是火力发电厂反映锅炉燃烧效率的重要指标，也是锅炉运行中的重要参数，常被运行人员忽视。但是，锅炉飞灰含碳量的增加会大大增加锅炉的煤耗，严重影响锅炉效率，同时也在很大程度上危及锅炉的运行安全，还会造成锅炉结焦程度加剧，甚至造成锅炉尾部烟道再燃烧、锅炉受热面低温腐蚀和金属管壁磨损，对锅炉的经济性影响很大，因此在日常运行中必须引起重视。

关键词：锅炉炉渣；飞灰含碳量

引言：

目前，由于煤炭市场供应紧张，火电厂锅炉用煤多变，煤质持续下降。由于实际煤质偏离锅炉设计要求，相当一部分锅炉存在锅炉中心温度低、燃烧稳定性差、锅炉飞灰和炉渣含碳量高、运行中容易灭火等问题。特别是煤质变差后，飞灰和炉渣中碳含量增加，严重影响锅炉运行的经济性和安全性。

1影响锅炉飞灰含碳量的原因具体分析

1.1煤种对含碳量的影响

目前，由于工业快速发展带来的能源短缺形势，特别是煤炭价格的上涨，世界上各种能源的价格都在飙升，这使得国内电厂不得不采用不同地区的配煤来降低成本。问题是掺烧煤种与设计的原煤种差别较大，对锅炉燃烧影响较大，使飞灰含碳量容易超标。今年由于煤价过高，兄弟公司各单位采用了优、劣质煤配煤，大大增加了劣质煤的燃烧比例，燃料实际热值与设计值的偏差更大。当锅炉燃烧挥发分含量较大的煤时，锅炉内的燃烧接近完全燃烧，因为煤中的挥发分含量属于气体可燃物，由于不同煤种所处的区域不同，必然会导致不同煤种的含水量偏差较大。水分含量大的煤所需要的热量会增加，释放的有效热量也会相应减少，从而延迟着火；同时，过多的水分也会影响炉内的空气动力场，使着火更加困难。以上问题都会不同程度造成燃烧不完全，飞灰含碳量会大幅增加。高灰分的煤容易在煤颗粒表面形成灰壳，降低炉内燃烧温度，防止煤中可燃物质与氧气大面积接触，对煤的燃尽有副作用，间接增加飞灰含碳量。

1.2煤粉细度对含碳量的影响

合理的煤粉细度是保证锅炉飞灰含碳量在正常范围内的主要因素之一，降低煤粉细度是降低飞灰可燃物的有效措施。由于现场制粉系统运行过程中制粉管道磨损严重，直接加剧了制粉系统的漏风率，使各系统制粉产量不一致，煤粉细度变大。

1.3煤量变化对含碳量的影响

近年来，由于煤炭市场供求关系的变化，电厂不得不在保证机组安全运行的前提下，尽可能提高经济性。在日常配煤中，大量劣质煤在设计煤种的基础上混合燃烧，导致炉内燃烧稳定性严重恶化。为了保证炉内有一定的热负荷，在相同的发电功率下，锅炉的总煤量明显增加，甚至需要启动备用磨煤机来维持锅炉所带的负荷，相应的飞灰含碳量也增加。

1.4风量的影响

当燃料在炉中完全燃烧时，必须提供足够的空气。如果空气量不足，必然会导致炉内燃烧不充分，燃料和空气混合不均匀会使飞灰含碳量大大增加。特别是锅炉低负荷运行时，由于烟气在烟道内流速较慢，煤粉停留时间较长，锅炉烟道漏风严重，锅炉高负荷运行时风量不足甚至缺氧，不同程度地增加了飞灰含碳量。

1.5炉膛负压的影响

运行过程中，由于锅炉的不精确，会有更多的冷风漏进来，缩短煤粉颗粒在炉膛辐射区的停留时间，使煤粉着火滞后，飞灰含碳量增加。

1.6制粉系统的影响

在外部负荷的影响下，锅炉必须启停磨煤机，制粉系统风量和煤量波动大，飞灰含碳量会发生变化。

1.7氧量不均影响飞灰含碳量

燃烧温度低，燃烧室中氧气分布不均匀，燃烧室中心区域缺氧也是飞灰含碳量高的原因之一。

2解决飞灰含碳量高的措施

2.1根据锅炉负荷情况匹配合适的一次风速

循环流化床锅炉飞灰含碳量高的主要原因是细颗粒不能被分离器收集，细颗粒与烟气一起从锅炉排出，导致飞灰含碳量高。运行中，返料器运行不稳定或返料风压、风量过大会使烟气串串，严重影响分离器的分离效率。认真监测返料器的工作状态，合理调整返风量和压力，对降低飞灰含碳量有重要作用。

2.2合理控制合适的煤粉细度，优化磨煤机运行方式

锅炉运行中一次风负责输送和干燥煤粉，一次风速过低会造成磨煤机粉管堵塞的危险，我单位发生过多次磨煤机风量低导致磨煤机粉管堵塞的事故。因此，在锅炉运行过程中，一次风压降低，操作人员密切关注磨煤机风量，防止堵煤。磨煤机堵煤后，及时减少磨煤机的煤量，及时吹扫磨煤机的粉管。锅炉正常运行时，一次风主管压力随锅炉出力自动调节。运行人员可以在机组加负荷过程中，及时适当增加一次风主管压力，然后加煤，可以有效防止磨煤机制粉系统堵煤。

2.3锅炉尽量采用束腰式的方式

这种配风方式的好处是控制火焰的上升，增加煤粉在锅炉中的燃烧时间，使煤粉能够充分燃烧。同时要合理调节锅炉内的负压，即煤粉在锅炉内可以充分燃烧，同时飞灰不能留在锅炉内，阻止新喷入的煤粉燃烧，降低锅炉内的温度。因此，锅炉炉膛负压一般应控制在-40Pa至-90Pa之间。

2.4控制好磨煤机制粉系统出粉的温度

在一般操作中，磨煤机出口温度控制在75-80℃左右，适当增加炉膛风箱压差(比正常压差值高0.1-0.2千帕)，使煤粉与足够的空气粉充分混合，提高煤粉气流的温度，以增强燃烧阶段的燃烧。

2.5加强空预器吹灰

锅炉停炉检修时，空气预热器必须及时冲洗干净，以降低空气预热器压差，降低烟气流经空气预热器的阻力，加速烟气对流传热，减少空气预热器堵灰。同时，积极发现烟道漏风，及时堵塞，减少锅炉漏风。

2.6改善锅炉掺配煤工作

及时向操作人员报告进入磨煤机的煤的质量，并根据煤种的不同过程采取科学合理的配风方式。将不同入炉煤的不同热值、挥发分和灰分按科学比例混合，以满足锅炉经济运行的要求。实践表明，采用科学合理的配煤方式可以减少入炉煤与设计煤的差异，保证入炉煤的煤质稳定。磨煤机的煤种应尽可能接近设计煤种，以适应锅炉的充分燃烧。特别是要控制低水分、低挥发分、难磨、难着火的高硫煤的配煤比和配煤均匀度。建议中、下磨煤机掺烧高硫煤，以延长燃尽带，提高燃尽率。低负荷下，炉温较低，高硫煤更难着火，要避免燃烧高硫煤等劣质煤。

2.7氧量不均的措施

安装时选择风量和气压合适的二次风机。运行调整时，当一次风遇到流化时，应尽可能增加二次风量，并增加二次风的穿透深度，以改善燃烧室中心区域的燃烧效果。此外，在锅炉前、后壁的给煤机侧增加额外的二次风，提高了前壁和后壁的燃烧效果，适应了其对氧气的不同要求，从而降低了飞灰含碳量。

结束语：

通过研究分析，找出了影响飞灰含碳量高的原因，制定了针对性的调整措施，并在生产线上实施，降低了飞灰含碳量。飞灰含碳量的降低不仅减少了机械不完全燃烧损失，提高了炉膛效率，而且降低了相同负荷下的出灰量，从而降低了布袋除尘、脱硫系统的压力。粉煤灰中含碳颗粒的硬度较高，会加重布袋的磨损，影响布袋除尘效率。碳含量的降低从两个方面具有可观的经济效益。

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