浅析如何降低飞灰含碳量

方群峰

摘要：飞灰含碳量能够直接反映火力发电厂机组锅炉的燃烧效率和煤粉质量，是电厂的重要的经济指标和技术指标。控制好锅炉飞灰含碳量，对安全经济运行具有重要的意义。随着煤价的逐渐走高，火力发电厂的效益逐年下降，降低发电煤耗，提高经济性已显得日益重要和迫切。本文通过对徐州华鑫发电有限公司锅炉飞灰含碳量高的各种因素进行分析，为提高锅炉经济运行提供参考。

关键词：锅炉;飞灰含碳量;燃烧工况

1 飞灰含碳量高对安全文明生产的影响

①降低锅炉效率，影响锅炉的经济运行 ②降低炉膛内飞灰的熔点，从而引起锅炉受热面大面积结焦，从而导致汽温壁温超限，极易引起四管爆破等事故 ③飞灰残留的碳会磨损尾部烟道，损坏空预器等设备，降低使用年限④尾部受热面如果粘连含碳量高的飞灰，易引起尾部烟道再燃烧⑤降低电除尘效率，增加环境污染。

2 飞灰含碳量高的原因分析

我公司锅炉是由上海锅炉厂生产的型号为SG-1036/17.47-M874，型式为亚临界压力一次中间再热控制循环汽包炉，锅炉采用摆动燃烧器，四角布置，切向燃烧，正压式直吹系统，磨煤机为HP863型中速磨煤机，低氮燃烧器采用烟台龙源公司的双尺度低氮燃烧器。设计煤种为晋中烟煤。燃烧器上部有SOFA燃尽风，燃尽风喷口上下可摆±20度，左右可摆±10度。B层燃烧器加装等离子点火器，供锅炉启停炉和低负荷稳燃使用。

2.1 一次风的影响

煤粉细度直接影响飞灰含碳量的高低，煤粉越细，越均匀，与空气接触的面积就越大，燃烧越充分。降低一次风压可以很好的控制煤粉细度，可是一次风压过低容易导致粉管堵管和堵磨，或者燃烧提前使得喷燃器烧坏。而一次风压过高，容易造成煤粉颗粒过大，在炉膛停留时间短，使着火点推迟，燃烧不充分，造成飞灰含碳量增大。因此我们适当降低一次风压控制煤粉细度（前提是保证粉管不能堵管和磨煤机不能堵磨），尽量少用或者不用磨煤机的冷风调整门，提高磨煤机的出口温度至95℃。当燃烧低挥发分煤种时，应再提高磨煤机出口温度至100℃，适当增大二次风配风，及早补充燃烧所需要的氧量，使得燃烧提前。因而可以借由对一次风速参数的合理设置，提升煤粉物料在实际燃烧过程中的充分性，降低飞灰含碳量。

2.2 煤质的影响

煤的化学组分主要是碳、氢、氧、氮、硫五种元素，以及水分和灰分。其中，碳、氢、氧三者总和占95%以上。煤的工业分析主要是测定煤中水份（M）、挥发份（V）、固定碳（FC）和灰份（A）的含量。挥发份中主要是可燃性气体，当燃用挥发份较低的煤种时，煤粉气流的着火温度会显著提高，着火热也会升高，使得着火点推后，火焰中心上升，导致锅炉尾部排烟温度上升，飞灰含碳量升高。当燃用高水份的煤种时，煤粉进入炉膛后，会降低炉膛的温度，导致燃烧的稳定性变差，燃烧不完全，引起飞灰含碳量增高。

当燃用高灰份的煤种时，由于灰份不仅不发热，还会吸收煤粉周围的热量，导致煤粉碳粒表面的燃烧速度降低，火焰传播速度减慢，着火推迟，同时，灰份还会包裹碳粒，使得煤粉燃尽程度减弱，飞灰含碳量上升。综上分析，在锅炉总煤量稳定的情况下，燃用高挥发份、低水份、低灰份的入炉煤可以大大降低锅炉的飞灰含碳量。

2.3 锅炉氧量的影响

锅炉氧量过高，不仅会降低炉膛温度，对着火和燃烧都不利，增加飞灰含碳量，而且还会增加送、引风机的单耗以及锅炉的排烟热损失。对锅炉的整个经济性极为不利。同时，氧量过高还会引起氮氧化物的升高，这样就要求喷氨量提高，对锅炉设备和环保都有较大影响。

锅炉氧量过低，会导致锅炉缺氧燃烧，使得燃烧难以充分完全而使飞灰含碳量增加。因此，为确保氮氧化物排放合格和机组的稳定运行。锅炉应该在一个最佳氧量下运行。

2.4 煤粉细度的影响

通常认为，煤粉物料的细度越低，则在实际点火技术操作过程中其实际升温速度就越快，实际获取的燃烧程度就越充分。因此为切实降低和控制锅炉飞灰含碳量，应当采取有效措施切实降低煤粉物料的细度水平。

我公司采用的是五台HP863型中速磨煤机，由于煤量的变化会使得煤粉的细度和均匀度都发生变化。煤粉越细，单位质量的煤粉表面积越大，着火也越迅速，燃烧也越充分，飞灰含碳量越低。可是煤粉過细，也会使磨煤机电耗上升，金属磨损增大。若煤粉颗粒较粗，则燃烧必然不充分，飞灰含碳量必然较高，不完全燃烧损失也较大。因此，在实际的运行调整中，我们要寻求一个煤粉经济细度，使不完全燃烧损失和制粉单耗之和达到最小，以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量。

2.5 机组运行工况的影响

锅炉低负荷运行时，炉膛热负荷较低，受热面吸热量也随之下降，造成煤粉燃烧不完全，飞灰含碳量升高。反之，当机组负荷升高时，虽然煤粉在炉内时间短，但炉膛燃烧中心温度高，燃烧较为完全，有利于降低飞灰含碳量。由于给煤量的增加，磨煤机的出力就要增加，煤粉细度相对变大，煤粉相对较粗，此时煤粉细度成为影响飞灰含碳量的主因。所以在总煤量超过140t/h时，应开启五台磨煤机运行，以保证煤粉细度合格。另外，因为机组负荷受电网约束，所以还需在经济和安全中寻求最佳运行工况。

结束语

结合我公司锅炉运行现状，分析造成锅炉飞灰含碳量高的主要因素，同时对可调因素进行有效控制与调整，从而降低了锅炉飞灰含碳量。然而锅炉的安全运行属于动态的平衡，且飞灰含碳量影响因素较多，其中较多因数既相互联系又相互制约，故在锅炉运行实际操作中，应该全面综合考虑各影响因素，同时进行合理的分析调整，最终达到降低锅炉飞灰含碳量的目的，从而保证锅炉炉膛的稳定、安全、高效运行。

参考文献：

[1]徐州华鑫发电厂.锅炉运行规程，2017.

[2]姚文达.电厂锅炉运行及事故处理[M].中国电力出版社，2007.

[3]望亭发电厂.锅炉[M].中国电力出版社，2002.

[4]邹德普 飞灰含碳量高的原因分析及对策.东北电力技术，2005.