飞灰含碳量高的原因分析与对策

张宗军

中铝山东有限公司热电厂 山东淄博 255051

从燃煤锅炉的运行效率考虑，锅炉中产生不完全燃烧导致的热损失以及排烟损失是锅炉运行的两大能量损失。排烟损失是受多种因素制约的，如果排烟损失降低过多，会造成锅炉尾部受热面出现低温腐蚀状况。因此，要从机械不完全燃烧造成的损失这部分下手，寻找节能降耗的突破口，而降低飞灰含碳量是其重要的指标。燃煤锅炉的飞灰含碳量下降1%，则锅炉燃烧效应可上升0．52%，供电煤耗可下降1g/kwh。

1 燃煤锅炉飞灰含碳量现状调查

部分发电厂为了降低成本，燃煤锅炉使用的煤种和锅炉设计要求的煤种不同，甚至特性相差较大。电厂燃用的部分煤种灰份大、热值高、水分大、挥发份低，导致飞灰含碳量高的问题变得严重。近年来，很多电厂成立了研究组，制定实验方案，通过实验，发现问题，降低飞灰含碳量。部分电厂要求飞灰含碳量降低到2%以下。

2 飞灰含碳量高的不良影响

燃煤锅炉的飞灰含碳量高会导致以下问题：燃煤锅炉燃烧效率明显降低，整个机组的运行经济性会受到影响；飞灰含碳量高导致飞灰变得更粗，颗粒更大，锅炉尾部受热面的磨损程度提高，导致锅炉使用寿命下降；燃煤锅炉内部飞灰的熔点降低，导致锅炉内部的受热面出现结焦，使得锅炉运行的安全性收到影响；锅炉的电除尘效率因飞灰含碳量高而降低，环境污染严重；飞灰含碳量高造成锅炉的壁温和气温频繁越限，运行的维护调整难度越来越大，甚至导致锅炉尾部受热面再度燃烧，引发锅炉安全事故。

3 燃煤锅炉飞灰含碳量高的原因

3.1 锅炉问题

部分电厂的燃煤锅炉是改造完成，由全烧油改造为全烧煤，炉膛内部材料结构都没改动。因炉膛深度不足，高度不足导致了烧煤后的飞灰含碳量较高。属于先天不足的问题。

3.2 煤种问题

燃煤锅炉设计要求对煤种有所限制，不同煤种的燃用特性如果与设计要求的煤种差别较大，则容易产生燃烧不完全问题，导致飞灰含碳量增加。其增加幅度不同，说明煤种选择与运行磨煤机的组合方式，配煤状况等也有关系。当煤种具备灰份高、水分高、热值低、干挥发份低等特点时，或者这几个指标中有一个指标很差时，飞灰含碳量较高[1]。

3.3 煤粉细度因素

对燃煤锅炉的磨煤机的煤粉细度进行测试，煤粉细度值与设计值之间的差别，容易对飞灰含碳量造成影响。

3.4 磨煤机问题

部分磨煤机的下煤管道与分离器的接口位置间隙较大，导致部分原煤颗粒直接落入一次风管，进入炉膛的煤粉颗粒超出标准的大，导致炉内燃烧不完全。从炉膛后墙的观察孔处可见较多的粗粉粒堆积在炉中[2]。

3.5 燃烧调整因素

大多数燃烧器的旋流风导叶关部件不够到位，漏风率很高。燃煤锅炉的炉体密封性差，观察孔等孔洞位置关闭密封性差，炉膛内的负压过大等问题大量存在。为了控制磨煤机的分离器部分的出口位置烟温，磨煤机的冷风门敞开程度加大，导致冷风进入炉膛过度，炉膛温度降低，燃烧过程被延长。为了避免炉膛内部的大量结焦问题，氧气量较高，炉膛温度也会下降，可燃部分和烟气的流速过快；磨煤机的渣斗中有积渣导致密封环被磨损，一次风压变得过高，煤粉着火太晚，也缩短了煤粉燃烧过程。整个燃煤锅炉的运行调整出现各种问题，则燃烧过程变短，造成飞灰含碳量高。

4 飞灰含碳量高的对策

4.1 燃管部可采取措施

燃管部对煤质煤种的要求做好把关，燃煤低位发热量须控制在13．3MJ/kg 到15．5MJ/kg 之间。燃管部每班需要将上一班的飞灰含碳量记录并通知台炉运行工作人员，供工作人员参考。同时运行工作人员要在司炉日志上做好记录，根据煤质情况进行调整。燃管部门的飞灰取样必须和锅炉运行人员一起就地取样，保证试验数据准确[3]。

4.2 料分厂的应对措施

对煤场加强管理，放置驻煤发生自燃情况，降低贮煤的损耗，要按照要求对新老煤场的煤定期置换，每月置换量要求在万吨以上。原煤仓配煤工作，要将煤通过刮板机分配到哥哥煤仓中，且分布在不同的高度上。各种煤种的混配比例须严格依照燃煤锅炉设计要求进行混配。

4.3 热试组的应对措施

热试组须定期做煤粉细度试验，根据试验情况和实际情况通知运行人员检修磨煤机的旋流导叶开度。热试组需要对锅炉的氧量进行调整校验。每台磨煤机的检修需要完成平衡通风实验，风管间的空气流速差不能高于1m/s。热试组定期对燃煤锅炉的飞灰可燃物含量做好统计和记录，并将记录传递给发电部。

4.4 发电部的应对措施

发电部在燃煤锅炉运行过程中应做到如下措施：保持炉膛负压在-10Pa 到-20Pa 之间，不可低于-20Pa。磨煤机分离器的出口位置烟温要控制在80℃一下，并且尽量减少磨煤机的冷风开度，避免锅炉温度降低。锅炉在任何负载下的氧量需要保持在4%到5．6%之间。一次风总管道的风压须保持在6．6kPa 到7．2kPa 之间，二次风管道的总风压需要保持在2．7kPa 到3．3kPa 之间。锅炉的负荷低于120MW 则应该对锅炉进行投油稳燃，避免锅炉长时间在低负荷情况下运行。

5 结语

由此可见，对燃煤锅炉的运行现状进行调查和分析，找出飞灰含碳量高的问题所在，对飞灰含碳量的影响因数进行控制和调整，降低燃煤锅炉的飞灰含碳量。燃煤锅炉的运行要保持动态平衡，影响飞灰含碳量的因素较多，并且互相联系，彼此制约，因此在实际运行燃煤锅炉过程中，需要全面综合考虑各项因数，进行分析和调整，最终达到降低飞灰含碳量的目的，保证燃煤锅炉稳定高效安全运行。