电站锅炉飞灰含碳量的优化控制研究

韦斌

摘 要 飞灰含碳量过高会严重影响锅炉的运行效率，影响锅炉的热能传递，优化锅炉燃烧的经济性能。在锅炉运行过程中，管理人员需明确锅炉飞灰含碳量过高的原因，采取针对性的优化控制措施。本文基于电站锅炉飞灰含碳量问题，阐述了锅炉飞灰含碳量过高的原因，并提出了含碳量优化控制的措施，旨在为相关部门提供经验借鉴。

关键词 电站锅炉；飞灰含碳量；煤粉细度；优化控制

前言

锅炉电力发电是优化我国电力能源的主要形式，受燃烧材料、排烟系统影响，锅炉燃料燃烧会造成大量的热损失，甚至会增加锅炉内部飞灰的含碳量，导致其出现能源浪费的情况。基于电站锅炉飞灰含量过高的问题，有关部门需从材料角度、燃烧空间角度，对其进行优化控制，使含碳量能够稳定在指定系数之下，实现锅炉能源燃烧效率的最大化。

1 电站锅炉飞灰含碳量过高原因

煤粉在燃烧作用下，会产生大量的燃烧废物，其中就包括飞灰，飞灰是煤粉无法充分燃烧所残留的废弃物，若其含碳量过高，会导致燃烧空间内的燃烧效率较低，若其含碳量过高，甚至会降低热能的传递效率。基于此，对含碳量过高的原因进行分析，具有以下几点因素，一是煤种，挥发分高、含灰量较低的煤炭种类会造成含碳量过高情况。二是煤粉细度，若煤粉越细，则燃烧时间越短，飞灰含碳量则会越低。三是排风系统，风速过高、过低均会对煤炭燃烧造成影响，若风速过低，会导致管道堵塞。若风速过高，会产生延迟着火，均会对飞灰含碳量造成影响。四是过量空气系数，较大的过量空气系数会导致其出现严重的排烟损失。五是锅炉机组质量，质量较差的锅炉机组是造成飞灰含碳量过高的主要原因[1]。

2 电站锅炉飞灰含碳量优化控制措施

2.1 优化煤炭材料质量

在锅炉飞灰含碳量检测过程中，不同煤种的燃烧会产生不同的燃烧效应，其含碳量也会有所不同。结合试验结果，并利用神经元系统对其进行模型构建，将六个厂家的煤种进行对比，在保障给煤量、系统运行状况一致的前提下，对其参数进行了考虑，结合试验分析结构，不同煤种飞灰的数量大不相同，含碳量也有所差异。基于此试验结果，对飞灰含碳量进行优化控制，具有适应性特征。以某电站锅炉厂为例，其煤种为混合的燃用型煤炭，在具体应用过程中需要参考一定的比例，使其在混合过程中能够与高燃烧效率的煤种达到平衡，使其能够接近设计煤种。在对其燃烧特性进行判别过程中，该部门采用Fz法，对不同煤炭的着火情况、燃烧稳定性进行了分析，通过合理配比的方式，控制煤炭的质量，减少煤炭燃烧飞灰中的含碳量。此外，含碳量优化控制时，相关部门需要加大资金投入，引进高质量的煤炭资源，优化控制措施，进而减少煤炭材料燃烧过程中所产生飞灰的含碳量[2]。

2.2 优化煤粉细度

优化煤粉细度是指在保障煤炭质量的基础上，能够增加煤粉的燃烧效率，使其在炉膛之内能够充分燃烧。某锅炉发电站对此进行试验对比，考虑在相同条件下，不同细度的煤炭所产生飞灰的含碳量。在此试验中，保障运行系统相同，燃烧时间相同、煤炭种类相同，唯一的变量因素为飞灰细度，经过试验对比之后，细度比较优质的煤粉燃烧效率较大，燃烧时间较短，能够在相同的条件下充分燃烧，其飞灰的含碳量也比较少。该锅炉厂在优化控制过程中，对煤粉的细度进行了控制，采取系统调节的方法，在能保障资源节约的基础上，适当的扩大煤粉的燃烧面积，使得飞灰中的含碳量得到了有效控制，燃烧热能提升，热能传递效率也得到了优化。

2.3 优化通风系统

在电站锅炉煤炭燃烧过程中，基于常规锅炉工况考虑，通风系统是影响煤炭燃烧效率的重要内容。在具体燃烧时，需要对锅炉内的氧气进行监控，并适当对其进行调整，保障氧气能够支持煤炭资源的充分燃烧，并可以对其效率进行控制，维系电站发电的稳定性，避免出现燃烧不足导致的含碳量过大，燃烧过盛造成的资源浪费。在此过程中，某发电站对应用煤炭品种的氧气需求量进行了控制，并在具体应用过程中通过智能系统，传感设备，对煤炭在锅炉燃烧中的含氧量进行了控制，保障锅炉系统的排烟量、通风量均在允许的范围之内[3]。

2.4 磨煤机联合运作

磨煤机是出力系统，对整个锅炉运行效率具有重要影响。若锅炉处于低负荷情况下，可利用上层磨系统，实现对煤粉细度的控制。在试验对比中，保持总风量不变，降低锅炉内的燃尽风，能够实现提前燃烧现象的目标，使火焰中心能够降低，进而使燃烧的效率、速度均有所提升，可有效降低锅炉内飞灰的含碳量。磨煤机与锅炉系統进行联合运行，通过磨煤机优化锅炉的燃烧条件，使其在燃烧速度上能够有所增加，对于强化整体系统、提高资源利用效率、减少飞灰含碳量具有重要作用。此方法只适用于强度比较低的煤种，在控制上具有一定的优势。

2.5 降低风煤比措施

经过完全燃烧试验之后，确定锅炉燃烧的最佳风煤比，通常情况下，最优风煤比值应为2.0。在锅炉具体运行过程中，需维系风煤比的稳定性，若锅炉的运行环境比较复杂，风粉速率会受到风管的影响，甚至会对锅炉内的着火点造成一定的影响，甚至可能造成风管堵塞，使其无法充分燃烧，导致其含碳量增加，进而产生一系列的连锁反应。基于此，适当减少风煤比，限制系统中的风速、风量，使其能够保持在每小时50吨，能够避免此类情况的发生，具有很强的优化效果。

3 结束语

总而言之，煤炭资源燃烧会产生大量的飞灰，其会附着在锅炉膛内，对锅炉热能传递、效率燃烧造成了巨大的影响。本文从燃烧材料、负荷状态等角度考虑，阐述了电站锅炉飞灰含碳量的控制措施，具有重要的借鉴意义。基于锅炉电站飞灰含碳量过高的现状，相关人士需要强化技术研究，针对自身发展状况，采取具有针对性的控制措施，实现节能减排的最终目标。

参考文献

[1] 章琪，杨文虎，刘建全，等.煤粉孔隙率对四角切圆燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响[J].科学技术与工程，2018，18（17）：174-180.

[2] 解海龙，张帅.锅炉飞灰含碳量监测的必要性及其技术的发展[J].科学技术与工程，2016，16（07）：115-121.

[3] 霍振国.浅析影响锅炉飞灰含碳量的因素及应对措施——以吉林石化公司动力一厂为例[J].中国培训，2015，（18）：223.