煤質(zhì)變化對(duì)鍋爐運(yùn)行燃燒影響及應(yīng)對(duì)措施

一、煤炭的燃燒過程

煤從進(jìn)入爐膛到燃燒完畢，一般經(jīng)歷四個(gè)階段：一是水分蒸發(fā)階段，當(dāng)溫度達(dá)到105℃左右時(shí)，水分全部被蒸發(fā)；二是揮發(fā)分著火階段，煤不斷吸收熱量，溫度繼續(xù)上升，揮發(fā)分隨之析出，當(dāng)溫度達(dá)到著火點(diǎn)時(shí)，揮發(fā)分開始燃燒，揮發(fā)分燃燒速度快，一般只占煤整個(gè)燃燒時(shí)間的1／10左右；三是焦炭燃燒階段，煤中的揮發(fā)分著火燃燒后，余下的炭和灰組成的固體物便是焦炭，此時(shí)焦炭溫度上升很快，固體炭劇烈燃燒，放出大量的熱量，煤的燃燒速度和燃燼程度主要取決于這個(gè)階段；四是燃燼階段，這個(gè)階段使灰渣中的焦炭盡量燒完，以降低不完全燃燒熱損失，提高效率。

良好燃燒必須具備三個(gè)條件：一是溫度。溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速度快，燃燒就愈徹底。層燃爐溫度通常在1100～1300℃。二是空氣?？諝鉀_刷碳表面的速度愈快，碳和氧接觸越好，燃燒就愈快。三是時(shí)間。要使煤在爐膛內(nèi)有足夠的燃燒時(shí)間。

炭燃燒時(shí)在其周圍包上一層灰殼，炭燃燒形成的一氧化碳和二氧化碳往往透過灰殼向外四周擴(kuò)散，其中一氧化碳遇到氧后又繼續(xù)燃燒形成二氧化碳。也就是說，炭粒燃燒時(shí)，灰殼外包圍著一氧化碳和二氧化碳兩層氣體，空氣中的氧必須穿過外殼才能與炭接觸。因此，加大送風(fēng)，增加空氣沖刷炭粒的速度，就容易把外包層的氣體帶走；同時(shí)加強(qiáng)機(jī)械撥動(dòng)，就可破壞灰殼，促使氧氣與炭直接接觸，加快燃燒速度。

二、鏈條爐排的燃燒特點(diǎn)

鏈條爐排著火條件較差，主要依靠爐膛火焰和爐拱的輻射熱。煤的上面先著火，然后逐步向下燃燒，在爐排上就出現(xiàn)了明顯的分層區(qū)域，共分五個(gè)區(qū)。燃料在新燃燒區(qū)①中預(yù)熱干燥，在爐排上占有相當(dāng)長的區(qū)域。在區(qū)域②中燃料釋放出揮發(fā)成分，并著火燃燒。燃燒進(jìn)行得很激烈，來自爐排下部空氣中的氧氣在氧化區(qū)③中迅速耗盡，燃燒產(chǎn)物CO2和水蒸氣上升到還原區(qū)④后，立即被熾熱的焦碳所還原。最后在鏈條爐排尾部形成灰渣區(qū)⑤。

在燃燒準(zhǔn)備區(qū)①和燃燼區(qū)⑤都不需要很多空氣，而在燃燒區(qū)②、③必須保證有足夠的空氣，否則會(huì)出現(xiàn)空氣在中部不足，而在爐膛前后過剩的現(xiàn)象。為改善以上燃燒狀況，常常采用以下三個(gè)措施：合理布置爐拱、采取分段送風(fēng)、增加二次風(fēng)。

三、鏈條爐排對(duì)煤種的要求

鏈條爐排對(duì)煤種有一定的選擇性，以揮發(fā)分15%以上，灰熔點(diǎn)高于1250℃以上的弱黏結(jié)、粒度適中，熱值在18800～21000kJ／kg以上的煙煤最為適宜。

煤中含有灰分應(yīng)控制在10%～30%。粉煤（0～6mm）應(yīng)不超過50%～55%，0～3mm的煤粉不超過30%，塊煤尺寸不超過40mm。

煤質(zhì)存在的問題有：一是煤炭灰分較多，二是煤炭顆粒不均，三是煤炭中含有大量的雜質(zhì)，四是煤炭的發(fā)熱值較低，五是燃燒時(shí)不易引燃著火，六是煤炭中水分含量不定，七是煤炭不好燒，爐渣含碳量高。

一般情況下，鍋爐最好使用設(shè)計(jì)煤種或與設(shè)計(jì)煤種接近的煤種，以確保燃燒穩(wěn)定。

四、煤質(zhì)對(duì)鍋爐及其輔助設(shè)備運(yùn)行的影響

第一，煤質(zhì)較差時(shí)，鍋爐點(diǎn)火和運(yùn)行調(diào)節(jié)困難，難以燃燒，容易滅火，嚴(yán)重影響了鍋爐出口溫度達(dá)標(biāo)。

第二，爐膛容易結(jié)焦，對(duì)流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面處磨損嚴(yán)重，且容易積灰，鍋爐送風(fēng)阻力增大，影響鍋爐熱效率。

第三，煤塊較大時(shí)容易卡住分層給煤器和爐排，影響了煤炭的穩(wěn)定燃燒和鍋爐的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

第四，煤質(zhì)不好時(shí)，鍋爐耗煤量相對(duì)增加，爐渣的含碳量也增大，輸煤、除渣系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷大大增加，輸煤機(jī)、除渣機(jī)、抓渣行吊等設(shè)備故障增多，煤炭拉運(yùn)和爐渣拉運(yùn)成本加大。

第五，灰分大的煤燃燒后，不僅影響了除塵器的除塵效果，而且增加了除灰、排灰系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，容易出現(xiàn)運(yùn)行故障，對(duì)工作環(huán)境和外部環(huán)保都造成了不良影響。

第六，煤質(zhì)含硫量大時(shí)，容易引起水冷壁高溫腐蝕，鍋爐尾部煙道、省煤器、空氣預(yù)熱器等處的低溫腐蝕，造成鍋爐爆管，影響鍋爐安全運(yùn)行。

五、建議采取的應(yīng)對(duì)措施

第一，加強(qiáng)司爐工的技術(shù)操作水平，使司爐人員及時(shí)掌握入爐煤的煤質(zhì)分析情況，特別是煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、灰分、顆粒度大小等，以便針對(duì)不同煤質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的燃燒調(diào)整。

第二，加強(qiáng)各煤種的混燒、摻燒和配煤技術(shù)工作。通過不斷進(jìn)行燃燒調(diào)整試驗(yàn)，探索出不同煤種燃燒時(shí)，鍋爐的煤層厚度、爐排運(yùn)行速度、鼓引風(fēng)量、各風(fēng)室的配風(fēng)等運(yùn)行參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上試驗(yàn)摸索不同煤種的混燒、摻燒和配煤技術(shù)，以提高各種煤質(zhì)，特別是劣質(zhì)煤的利用率，降低供熱運(yùn)行成本。

第三，加強(qiáng)對(duì)鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)工作。保證煤與空氣量要相配合適，并且要充分混合接觸，爐膛應(yīng)盡量保持高溫，以利于燃燒，調(diào)整鍋爐負(fù)荷按規(guī)定操作，監(jiān)視爐膛負(fù)壓、排煙溫度、氧氣、二氧化碳等含量，使鍋爐運(yùn)行參數(shù)保持到最佳數(shù)值。由煤炭顆粒度不均勻、爐排不平整等原因引起的燃燒不完全、燃燒不均，操作者要對(duì)爐排上的火口或黑帶進(jìn)行人工撥火。

（作者單位：黑龍江省牡丹江市佳日熱電廠）