通過(guò)燃燒調(diào)整降低飛灰含碳量

張家口發(fā)電廠 河北張家口 075100

摘要：在正常的鍋爐運(yùn)行中，如何進(jìn)行燃燒調(diào)整是維護(hù)鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵因素。通過(guò)燃燒調(diào)整降低飛灰含碳量有助于提高鍋爐效率。文章首先分析了燃燒調(diào)整的主要技術(shù)，然后通過(guò)實(shí)例分析，提出了通過(guò)燃燒調(diào)整降低飛灰含碳量的具體措施。

關(guān)鍵詞：燃燒調(diào)整；鍋爐；飛灰含碳量

一、前言

對(duì)于鍋爐運(yùn)行來(lái)說(shuō)，降低飛灰含碳量是實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行效率最大化的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。針對(duì)一二三次風(fēng)風(fēng)速以及調(diào)整煤粉細(xì)度等進(jìn)行燃燒調(diào)整，改變鍋爐燃燒的控制方式，能夠節(jié)約能源，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求

二、鍋爐燃燒調(diào)整的主要技術(shù)

1.鍋爐燃燒調(diào)整

所謂電站鍋爐燃燒調(diào)整就是通過(guò)合理調(diào)整鍋爐燃料的供給以及配風(fēng)參數(shù)，同時(shí)改變鍋爐燃燒的控制方式，促進(jìn)爐膛內(nèi)的燃料能夠及時(shí)穩(wěn)定持續(xù)地燃燒同時(shí)能夠承載機(jī)組負(fù)荷的變動(dòng)并保證燃料燃燒達(dá)到最優(yōu)。調(diào)整燃燒調(diào)整的目的是在滿足外界電負(fù)荷所需要的蒸汽量的基礎(chǔ)上，保證電站鍋爐運(yùn)行的安全性以及經(jīng)濟(jì)性，具體目的如下：第一，保證電站鍋爐設(shè)備內(nèi)穩(wěn)定的汽壓以及汽溫，保證鍋爐工作時(shí)有足夠的蒸發(fā)量。第二，電站鍋爐爐膛內(nèi)的燃料著火穩(wěn)定燃料燃燒要安全，燃燒的火焰能夠均勻地充滿爐膛內(nèi)，確保不會(huì)出現(xiàn)結(jié)渣，在燃燒的過(guò)程中不會(huì)燒毀燃燒器以及鍋爐的水冷壁，鍋爐內(nèi)的過(guò)熱器也不會(huì)超溫。第三，使電站鍋爐整體的機(jī)組在運(yùn)行中能夠保持最高的經(jīng)濟(jì)性。第四，在燃燒的過(guò)程中能夠減少污染物的排放。

2.鍋爐燃燒調(diào)整主要技術(shù)

（一）通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整調(diào)整鍋爐燃燒的技術(shù)

在鍋爐燃燒運(yùn)行中，科學(xué)的鍋爐燃燒調(diào)整的調(diào)整試驗(yàn)，可以找到最合理的風(fēng)煤比例，在實(shí)驗(yàn)中確定鍋爐燃燒設(shè)備應(yīng)該設(shè)置的運(yùn)行最佳參數(shù)，同時(shí)制定合理科學(xué)的計(jì)算機(jī)控制曲線，這樣就可以采用這個(gè)控制曲線來(lái)指導(dǎo)鍋爐燃燒的運(yùn)行與操作。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，專業(yè)人員要保證大量正交以及單因素等的實(shí)驗(yàn)，這種調(diào)整實(shí)驗(yàn)消耗大量的時(shí)間與精力，所以這種實(shí)驗(yàn)一般就是應(yīng)用在新機(jī)組的試運(yùn)行以及舊機(jī)組的燃燒設(shè)備以及所用燃料的種類和機(jī)組的操作方式的改變時(shí)。

（二）基于燃燒理論的鍋爐燃燒建模調(diào)整技術(shù)

進(jìn)行鍋爐燃燒調(diào)整中，在燃燒理論的基礎(chǔ)上的建模技術(shù)的運(yùn)用，主要是深入理解燃燒理論，并根據(jù)這個(gè)理論建立模型探討求解的方法，數(shù)值模擬鍋爐的燃燒情況，以實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒調(diào)整，近兩年我國(guó)這種研究技術(shù)取得了非?？上驳某晒?。但是這種方法的計(jì)算比較復(fù)雜，所需要的時(shí)間也比較長(zhǎng)，在一些燃燒機(jī)理不夠明確的情況下無(wú)法建立完善比較正確地鍋爐模型。在燃燒過(guò)程中，進(jìn)行在線建模和燃燒調(diào)整還存在很大的問(wèn)題，所以說(shuō)這種方法主要應(yīng)用在離線分析以及高仿真研究上。

（三）基于燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)改造的燃燒調(diào)整技術(shù)

通過(guò)對(duì)于燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)與改造，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒調(diào)整的技術(shù)，主要是通關(guān)過(guò)在燃燒理論研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電站鍋爐燃燒器等的調(diào)整設(shè)計(jì)和改造，以實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒調(diào)整的一種技術(shù)方式。在鍋爐燃燒運(yùn)行中，燃燒設(shè)備也是影響燃燒效率的重要原因，提高燃燒設(shè)備的水平能夠保證燃燒效率的提高，這種技術(shù)取得了良好的成果，已經(jīng)進(jìn)入了比較穩(wěn)定的階段。但是，需要注意的是燃燒器的設(shè)計(jì)以及改造等，還會(huì)受到煤種以及燃燒制粉系統(tǒng)的影響。

三、實(shí)例分析

林西熱電公司4#爐是臺(tái)130t/h中溫中壓煤粉鍋爐，鍋爐為Ⅱ型布置的自然循環(huán)鍋爐，制粉系統(tǒng)采用鋼球磨煤機(jī)中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，四角切圓燃燒，直流燃燒器。

近段時(shí)間4#鍋爐運(yùn)行暴露出一些問(wèn)題，燃燒不穩(wěn)、負(fù)荷變化大，飛灰、灰渣可燃物含量偏高，平均值分別在6.84%和8.76%，低負(fù)荷穩(wěn)燃能力差，使鍋爐燃燒效率下降，發(fā)電煤耗上升，嚴(yán)重影響了鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也給設(shè)備安全、人身安全帶來(lái)了許多隱患。

四、原因分析及對(duì)策

鍋爐燃燒工況的好壞對(duì)鍋爐機(jī)組和整個(gè)發(fā)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性有很大的影響。燃燒調(diào)節(jié)的任務(wù)是：適應(yīng)外界負(fù)荷的要求，在滿足必須的蒸汽量和合格的蒸汽量的前提下，保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于一般固態(tài)排渣煤粉爐，進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)的目的可具體歸納為以下幾方面：保證正常穩(wěn)定的汽壓、汽溫和蒸發(fā)量。著火穩(wěn)定、燃燒中心適當(dāng)，火焰分布均勻，不燒損燃燒器、過(guò)熱器等設(shè)備，避免結(jié)渣。使機(jī)組運(yùn)行保證最高的經(jīng)濟(jì)性。減少燃燒污染物的排放。

鍋爐運(yùn)行中經(jīng)常碰到的工況改變是負(fù)荷變化，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，必須及時(shí)調(diào)節(jié)送入爐內(nèi)的燃料量和風(fēng)量，使燃燒工況相應(yīng)改變。在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于爐膛溫度高，著火與混合條件比較好，故燃燒一般是穩(wěn)定的，但這時(shí)排煙損失比較大。為了提高鍋爐效率，可以根據(jù)煤質(zhì)等具體條件，考慮適當(dāng)降低過(guò)量空氣系數(shù)運(yùn)行，使排煙熱損失降低。

1.鍋爐使用煤種與設(shè)計(jì)煤種的偏差

原鍋爐設(shè)計(jì)煤種為林西礦洗混煤，但因情況變化，現(xiàn)在為范礦洗煤、呂中礦煤、錢營(yíng)礦煤，有時(shí)還摻燒洗矸對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒影響極大，為此對(duì)來(lái)煤情況進(jìn)行了調(diào)查。

根據(jù)分析表明，煤燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種相差很大，使鍋爐燃燒強(qiáng)度下降，煤粉燃燒不完全，是造成鍋爐燃燒不穩(wěn)及飛灰、灰渣可燃物含量高的重要原因之一。

2.煤粉過(guò)粗

原設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度R90=18%，鍋爐對(duì)煤粉細(xì)度要求較高，由于運(yùn)行人員責(zé)任心不強(qiáng)、粗粉分離器擋板開(kāi)度不當(dāng)，造成煤粉過(guò)粗且不均勻。由于煤粉過(guò)粗使鍋爐燃燒不完全，導(dǎo)致飛灰、灰渣可燃物含量較高。

3.燃燒調(diào)整

運(yùn)行調(diào)整是燃燒好壞的重要因素，要組織起良好的燃燒工況，必須控制好風(fēng)量及一、二次風(fēng)率的配比，但在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)：高負(fù)荷時(shí)，氧量控制過(guò)小，低負(fù)荷時(shí)，氧量控制過(guò)大對(duì)燃燒的穩(wěn)定性有較大影響，這也是造成飛灰、灰渣可燃物含量高的一個(gè)重要原因。

五、改進(jìn)措施

1.煤粉細(xì)度的調(diào)整

結(jié)合鍋爐大修，對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行徹底修整，為解決煤粉粗的問(wèn)題：1）重新調(diào)整粗粉分離器擋板開(kāi)度，這是降低煤粉細(xì)度的主要環(huán)節(jié)，根據(jù)制粉量及分離器的特性，確定最佳擋板開(kāi)度為50℃；2）控制制粉風(fēng)量，因?yàn)槊悍鄞值闹饕蚴侵品埏L(fēng)量偏大，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，在保證制粉系統(tǒng)出力和正常運(yùn)行情況下，排粉風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度由100%下調(diào)到75%，再循環(huán)風(fēng)門開(kāi)度為50%，冷風(fēng)門盡量關(guān)閉。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行調(diào)整，煤粉細(xì)度由R90=18%調(diào)整到R90=16%左右，完全滿足實(shí)際運(yùn)行要求。

2..一次風(fēng)速調(diào)整

用高溫測(cè)溫儀在石灰石噴入口處測(cè)得的爐膛溫度接近1 200℃，對(duì)石灰石的煅燒已無(wú)大礙，如繼續(xù)提高爐膛溫度反而會(huì)使石灰石粉燒結(jié)，因此沒(méi)有必要再提高爐膛溫度，而且提高爐膛溫度對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行不利。溫度對(duì)含碳量大小比較敏感，溫度低時(shí)煤中的飛灰含碳量分析出率也低，固飛灰含碳量反應(yīng)速度相對(duì)較小，但溫度過(guò)高時(shí)，由于氧化鈣的高溫?zé)Y(jié)而降低活性，而且溫度大于1200℃后，固飛灰含碳量產(chǎn)物CaSO4開(kāi)始分解，降低飛灰含碳量率也就不高。故有學(xué)者認(rèn)為吸收劑的噴入點(diǎn)最佳溫度一般在1050～1250℃之間。

2.一次風(fēng)粉混合物溫度調(diào)整

通過(guò)調(diào)節(jié)壓力冷風(fēng)門的開(kāi)度，來(lái)調(diào)節(jié)一次風(fēng)粉混合物溫度。并不是隨著一次風(fēng)粉混合物溫度的降低而使降低飛灰含碳量效率提高。有可能是一次風(fēng)粉混合物溫度降低后，造成煤粉著火延遲，反而在噴鈣區(qū)域溫度很高，造成氧化鈣燒結(jié)，使降低飛灰含碳量產(chǎn)率下降。

3.鍋爐排煙溫度的調(diào)整

通過(guò)調(diào)整熱風(fēng)再循環(huán)風(fēng)門的開(kāi)度和投運(yùn)暖風(fēng)器，使鍋爐排煙溫度增加，當(dāng)排煙溫度從112℃增到122℃時(shí)，脫飛灰含碳量率從47%增到52%；當(dāng)排煙溫度從120℃降到110℃時(shí)，脫飛灰含碳量率從61.5%降到58.5%。原因是排煙溫度增加后，活化塔噴水量增加，使得活化塔的降低飛灰含碳量效果提高。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)燃燒調(diào)整降低飛灰含碳量是降低飛灰含碳量的一個(gè)有效措施。在實(shí)際的操作中，運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)爐膛運(yùn)行情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，從而確保燃燒調(diào)整的可行性。

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