尚迪 SHANG Di
（大唐鲁北发电公司，滨州 251909）
（Datang Lubei Power Generation Co.，Ltd.，Binzhou 251909，China）
摘要： 飞灰含碳量对火电厂经济运行有重要影响。本文主要研究通过对电厂锅炉燃烧方式的运行调整提高锅炉的效率和经济性的措施和方法。
Abstract: Unburned carbon in flue dust has important influence on the economic operation of the heat-engine plant. This paper adjusts the measures and methods to improve the efficiency and fuel economy of the boiler by analyzing the operation of combustion mode of boiler in heat-engine plant.
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关键词 ： 燃烧调整；飞灰含碳量；火电厂
Key words: combustion adjustment；unburned carbon in flue dust；heat-engine plant
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）02-0027-02
0 引言
降低飞灰含碳量可提高电厂的安全经济性，减少污染物排放，提高粉煤灰综合利用率。
1 飞灰可燃物形成的原因
煤粉达到完全燃烧的基本条件有：①煤粉细度适当；②充足的氧量；③足够的燃烧时间。
飞灰中未燃尽碳是煤粉在炉膛内燃烧不完全的结果。燃烧不完全的原因有很多：①煤粉过粗，不易燃尽，煤粉过细又增加磨煤机单耗；②风粉配比不当，风量过小时会引起飞灰可燃物升高，过大时会使排烟损失增加，降低锅炉效率。过剩空气量增加，还会使NOx排放量增大。
2 飞灰含碳量过高的危害
飞灰含碳量过高，会降低电厂锅炉的燃烧效率，还会引起锅炉管壁腐蚀，当飞灰含碳量过高时，欠氧区域的水冷壁管遇还原性气氛，容易产生高温腐蚀，易造成炉内管壁结焦；灰的熔点在还原性气氛中比氧化性气氛中低，因而易在水冷壁管或过热器管结焦，易造成电除尘效率降低和除尘器着火，会降低飞灰在建筑材料中的利用性能。
保持最优的锅炉燃烧效率，需全面衡量排烟热损失与飞灰可燃物对锅炉效率的影响。同时调整飞灰可燃物也会对NOx的排放量造成影响。
3 设备型号
鲁北电厂锅炉是由哈尔滨锅炉厂HG-1020/18.58-YM23型亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角切圆燃烧方式，设计燃料为烟煤。
燃烧器采用水平浓淡燃烧器，可以上下摆动，最大摆动角度为±30度。
4 降低飞灰含碳量措施
4.1 合理配置一次风量
为使煤粉完全燃烧，针对不同的煤质，提供不同的一次风量。磨煤机的一次风量影响煤粉细度的大小，因此燃煤煤质发生变化后，必须相应地调整磨煤机一次风量，使煤粉细度达到完全燃烧要求。另外还需要根据风煤比调整进入磨煤机的一次风量的大小。根据煤质不同，提供不同的风煤比。一次风量对煤粉着火快慢和着火稳定性影响很大。一次风量越大，煤粉气流加热至着火温度所需吸收的能量就越多，着火越慢，煤粉的着火点离燃烧器就越远。过多的一次风量，会导致煤粉在锅炉内的燃烧时间减少，导致燃烧不完全，飞灰含碳量增大，影响锅炉安全经济运行。
煤质变差时，为使煤粉完全稳定燃烧，应保持较低的一次风量，但一次风量不要过低，否则会导致煤粉在一次风管内沉积，发生一次风管堵塞事故。因此磨煤机一次风量既不能控制得太高，又不能控制过低。
4.2 保持合适一次风温
磨煤机一次风温对煤粉的着火、燃烧速度有很大影响。提高一次风温，可以降低煤粉着火从炉内吸收的热量，使煤粉提前着火。在低负荷时提高一次风温还能保持燃烧的稳定。出口温度过低会影响磨煤机的干燥出力。但磨煤机出口温度过高，又易造成制粉系统着火和爆炸。所以磨煤机出口一次风温必须控制在一定范围内。大唐鲁北发电厂运行磨煤机的出口一次风温一般控制在75℃～9O℃。
4.3 控制合适二次风压
进入炉膛的二次风量与燃煤量也要相对应。二次风量应随锅炉负荷的变化而变化。二次风的投入方式对煤粉气流着火稳定性和完全燃烧影响很大，要保证送风通过燃烧器后具有足够的二次风速，使高温空气与煤粉气流能够充分混合，二次风进入炉膛后能迅速参与燃烧，使燃烧的煤粉气流在炉内形成完好切圆，充满度合适。二次风为在煤粉气流着火至完全燃烧提供充足的氧量，高温煤粉气流的粘度大，二次风必须以很高的速度才能穿透火焰，使空气与焦碳颗粒表面接触和混合。所以应严格控制炉膛二次风压达到规定的数值以保证完全燃烧所需的足够的二次风速。
因此二次风压随着锅炉蒸发量的变化而变化，目前大多数机组采用的是通过控制二次风箱与炉膛之间的压差的方式来控制二次风压。运行当中要严格控制二次风箱与炉膛之间的压差，如果压差太低，会降低二次风速，导致燃烧恶化；如果压差太高，会造成炉内过剩空气量增大，锅炉排烟温度升高，并使送风机单耗增加，机组运行经济性下降。大唐鲁北发电厂高负荷一般控制在500-600Pa，低负荷是控制在300Pa左右。
4.4 调整合适二次风配比
二次风小风门最上层燃尽风对于飞灰含碳量和氮氧化物排放浓度的大小影响较大。最上层燃尽风开得过大，氮氧化物下降会明显，但飞灰含碳量上升也会较大，反之亦然，所以二次风小风门最上层燃尽风的开度需考虑煤粉的完全燃烧和氮氧化物的生成量。
4.5 减少炉膛漏风
在调整过程中，发现运行中锅炉底部和炉膛的漏风对飞灰可燃物的影响也比较大。锅炉底部和炉膛的漏风无组织性、不具可调性，既增加了炉膛出口烟气量，增加了锅炉的排烟热损失；同时它又不能与燃烧着的高温气流在燃烧区域内充分混合，为此应对炉膛底部和本体的漏风点进行查找和封堵，及时消除漏风。
4.6 合理调整磨煤机出力
有效降低飞灰含碳量，必须维持进入炉膛的煤粉的细度合适。这就要保持磨煤机的出力在正常水平。若磨煤机工作状态不正常，磨制的煤粉过粗，则必然会引起飞灰含碳量的上升。同时磨煤机在运行一段时间后，要适时地调整磨煤机出口分离器的开度，以保证其出口煤粉细度合适。另外必须根据磨煤机研磨部件磨损的规律，加强对磨煤机的定期检修与维护，及时安排磨煤机磨辊的堆焊，保证磨煤机间隙正常。
4.7 减少制粉系统的启停次数
粉仓必须保持较高粉位，尽量减少制粉系统的启停次数，发现棚煤，必须及时敲打清理，避免风量、氧量大幅波动。
4.8 控制合适的氧量
热一次风携带煤粉进入炉膛后，在高温烟气的对流加热作用和高温火焰的辐射作用下，煤粉快速燃烧，初始时氧气充足，燃烧迅速，到燃烧后期，由于氧气不充足，燃烧速度由氧气的混合速度控制。在缺氧状态下，碳粒发生不完全氧化反应和还原反应，造成碳粒不完全燃烧，加大了不完全燃烧热损失。因此，通过性能试验确定合适的过量空气系数是必需的。
5 小结
通过锅炉燃烧调整方式的优化，加强对制粉系统、风烟系统的监管、查漏，运行调整方式的正确优化，使飞灰含碳量明显下降，同时兼顾降低排烟损失，提高了发电经济性，使煤粉灰得到充分利用的同时，降低了NOx，减少了污染，获得了更多经济和环境效益。
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参考文献：
[1]孙学信.燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M].北京：中国电力出版社，2002．
[2]李青，高山，薛彦廷.火力发电厂节能技术及其应用[M].北京：中国电力出版社，2007．
[3]韩才元，袁建伟.火焰稳定和有限空间内煤粉预热[J].燃烧科学与技术，1995（1）：1．
[4]霍卫民，梅东升，常晨.通过燃烧调整降低飞灰含碳量[J].华北电力技术，2009，04.
[5]杨会谷.优化锅炉燃烧，降低飞灰含碳量[J].电力环境保护，1991，3（7）.
[6]沈全宏.锅炉飞灰含碳量偏高的原因及处理[J].环球市场信息导报，2011，07.