5#高压锅炉飞灰含碳量偏高原因分析及解决措施

刘振宏

摘 要：我厂5#高压锅炉由杭州锅炉厂制造，型号为：NG-220/9.8-M22。自投运以来，5#锅炉飞灰含碳量含量一直在10%以上，使锅炉热效率大为降低。为有效改变这种状况，经过认真分析原因，采取正确改进措施，已将5#炉飞灰降至目前的5%左右。

关键词：飞灰含碳量；运行控制；措施

1 飞灰含碳量偏高原因分析

（1）热风温度

热风温度偏低是导致飞灰含碳量偏高原因之一。热风温度偏低，使煤粉气流的初温较低，增加了把煤粉气流加热到着火温度的着火热，煤粉气流在离开燃烧器喷口较远处才能着火燃烧，使着火推迟，将会推迟整个燃烧过程，致使煤粉来不及完全燃烧就离开炉膛，造成飞灰含碳量偏大，增加了机械不完全燃烧热损失。

5#炉热风温度设计值为376℃，正常运行时在374℃-380℃之间，与设计值相差不大，热风温度能够满足着火要求。

（2）炉膛温度

5#锅炉因结焦严重，由武汉锅炉有限公司对燃烧器部分进行重新设计、改造。燃烧器采用哈工大研制的百叶窗水平浓淡燃烧器；在一次风口浓侧增加钝体，进一步提高着火稳定性；减少燃烧器的高宽比，增加气流的刚性；增加一次风侧边风，防止气流刷墙结焦；在两一次风之间增加一狹窄可调的二次风，即夹心风，提高煤种的适应性；在三次风喷口上增加稳燃齿；减小燃烧器的切圆角，使切圆内φ700mm减小到φ513mm；改变燃烧器的工作点，布置在燃烧器喷口处；同时卫燃带去掉25㎡左右。卫燃带面积减少，炉膛下部水冷壁吸热增加，降低了燃烧器区域烟气的温度，对煤粉气流的着火不利，火焰中心温度降低，煤粉燃烧速度较慢，燃尽阶段的温度也较低，致使煤粉在离开炉膛之前来不及完全燃烧，必然造成飞灰含碳量偏大。

通过看火孔，用远红外高温测温仪对4#、5#炉12-15m层主燃烧区域进行测温，结果如下：

4#炉：最高：1549℃；最低：1460℃；平均：1495℃；炉膛出口显示：775℃；

5#炉：最高：1548℃；最低：1414℃；平均：1473℃；炉膛出口显示：766℃；

从中可以看出4#炉、5#炉，炉膛温度相差不大，作为同型号的锅炉，4#炉飞灰5%左右，说明炉膛温度对5#炉飞灰影响不是主要原因。

（3）燃烧器状况

5#锅炉燃烧器经过多年运行，多个喷口因过热变形、钝体磨损或脱落而出现不同程度损坏。燃烧器的损坏，致使风粉混合不均匀，破坏了炉内良好的空气动力工况，影响煤粉浓淡分离、风粉混合，使煤粉气流发生偏斜，脱离高温区域，燃烧不完全，造成飞灰含碳量偏大。

（4）给粉机来粉均匀性

给粉机来粉量过大，喷口煤粉浓度较大，低温煤粉吸热较多，区域温度降低，燃烧推迟，煤粉燃烧不充分，飞灰含碳量偏大。

5#锅炉由于种种原因，经常出现多个给粉机来粉不均，是造成飞灰含碳量偏高的主要原因之一。

（5）煤粉细度

煤粉细度越低，越利于煤粉在炉膛内迅速而完全燃烧，并且燃尽程度越高。经过对5#锅炉较长一段时间的煤粉细度进行统计，煤粉细度较稳定，并与同型号的4#锅炉相比较，煤粉细度相当。

（6）运行控制

①一次风速

5#锅炉经过投运前的空气动力场试验，多年的运行调整，一次风速维持在22m/s至25 m/s左右，喷口火焰燃烧距离正常，锅炉运行稳定。

②二次风配风

5#锅炉二次风布置上，与4#炉相比，在两个一次风之间，增加了一个夹心风。这是05年改造时，武汉锅炉厂针对5#炉的实际情况，所做出的改进。改造后5#炉运行稳定，但夹心风一直没有投用。

③一次风侧边风

5#炉一次风侧边风原设计没有，后锅炉防结焦改造时增加，但5#炉改造后，结焦很少，也就没有投用。

④制粉系统三次风

5#炉制粉系统自投运以来，一直是甲侧制粉系统出力大，三次风带粉量大。单独甲侧制粉系统运行，能保证90%负荷旳煤粉需求。出于降低制粉电耗考虑，5#炉大多时间运行甲制。这样一来，大出力制粉系统的三次风对锅炉飞灰含碳量的影响，是显而易见的。

（7）煤质

和其他锅炉相比，煤种一样，影响因素可忽略。

2 解决措施

经过分析可以发现，影响5#炉飞灰含碳量主要因素有给粉机来粉不均、夹心风未投用、甲侧制粉系统三次风带粉量大。

我们在实际工作中采取了相应的改进措施：

（1）减少给粉机来粉不均的影响

坚持做好定期降粉工作。每次降粉在能够保证锅炉稳定运行的前提下，尽可能的将粉位降得低些，一般降到1.5m—1.0m之间。择机对煤粉仓进行清理，消除粉仓内结块及吸潮的煤粉。停炉过程中将煤粉烧完。运行中，出现来粉不正常，及时进行调整，并使四角燃烧器均匀给粉。

（2）适当使用夹心风

经过多次投用发现，汽机投高加，给水温度正常时，夹心风不可过大，各角投20%以下；汽机退高加，给水温度低，可适当开大夹心风。经过分析，在汽机切除高加时，给水温度降低，在锅炉出口同样参数的情况下，需要投入更多的煤粉放热，来补充给水的欠焓。这样，一次风喷口煤粉浓度增加，燃烧所需的氧亦须增加，此时，应适当增加夹心二次风的使用量。

（3）减轻甲侧制粉系统运行的影响

甲侧制粉系统三次风对2#、4#角影响大，可通过调整，降低2#、4#角下二次风风速，比其他两个角下二次风速低3m/s-5m/s即可，延长两个角的燃烧时间，使其尽可能完全燃烧。

3 结束语

实践证明，采取以上措施后，5#炉飞灰含碳量由10%以上降至5%左右，提高了锅炉热效率，企业也取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1] 樊泉桂，阎维平，闫顺林，王军.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2] 叶涛.热力发电厂[M].北京：中国电力出版社，2008.