如何降低鍋爐飛灰可燃物

盧曉颯

摘要：當煤粉無法完全燃燒時必然會導致飛灰可燃物升高，損失大量的燃燒熱。引發(fā)此種現(xiàn)象的原因包括煤粉細度過大、配風不合理、鍋爐負荷偏高或偏低，同時也受到煤質(zhì)、揮發(fā)份、灰分等因素的影響，因此當前需要將空氣系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，采用科學合理的配風方式，并盡可能地降低煤粉細度，從而實現(xiàn)煤粉的充分燃燒。本文就對此問題進行了詳細探討。

關鍵詞：火電廠；飛回可燃物；降低措施

引言：

飛灰可燃物的升高會引發(fā)多種負面影響。如管壁溫度過高，極有可能引發(fā)爆管事故，并且會嚴重影響鍋爐效率。此外，如果煙道內(nèi)飛灰含量過高，則增大了燃燒致事故發(fā)生的可能性，并且飛灰處理不干凈會嚴重污染環(huán)境。因此不論是從經(jīng)濟、環(huán)境還是安全角度考慮，都應明確飛灰升高的原因，然后進行針對性處理。本文就對此進行了具體分析。

一、影響因素

（一）煤種特性

煤炭市場所供應的燃煤性質(zhì)并非處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且火電廠通常情況下會想方設法縮減燃料投資成本，導致火電廠所采用的燃煤來源不一，與設計煤種偏差過大，水分、灰分等指標始終處于不穩(wěn)定狀態(tài)，不利于煤粉的徹底燃燒[1]，從而增加了飛灰可燃物的含量。

（二）揮發(fā)份

煤粉燃燒時揮發(fā)成份先于焦炭，如果燃煤性質(zhì)為高揮發(fā)份，則有利于爐內(nèi)溫度快速升高，最終到達高溫狀態(tài)，從而促使焦炭燃盡，這樣自然不會產(chǎn)生過多的飛灰可燃物，但如果燃煤的性質(zhì)為低揮發(fā)份則剛好相反。

（三）水分

燃煤中水分含量過高不利于爐內(nèi)燃燒溫度的升高，從而影響焦炭的燃燒，使其無法燃盡，進而導致殘留碳過多。

（四）灰分

灰分的特點在于需要吸收熱量并且無法放熱，導致燃燒溫度無法升高，直接影響燃燒效果，使得燃燒強度過低。此外，煤在燃燒過程中碳與氧氣會發(fā)生反應，有利于煤粉的燃燒[2]。但如果其中灰分含量過高，則代表煤的質(zhì)量較差，在燃燒時會大量吸熱，導致火焰無法處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而影響燃燒效果。

（五）煤粉細度

煤粉細度是一項較為關鍵的影響因素，粒徑越大，越不利于燃燒，并且會延長燃盡時間，導致燃燒損失量過大。但如果粒徑較小，則可增大表面積，從而促使煤粉充分燃燒。但同時也需考慮經(jīng)濟因素，因為在煤粉細度超過一定界限時會增加耗電成本，因此需要綜合考慮這兩項因素。此外，應確保煤粉顆粒足夠均勻，有利于提高燃燒效率。

（六）過量空氣系數(shù)

二次風是燃燒所需氧量的主要來源，風量過小時容易出現(xiàn)缺氧燃燒的不良現(xiàn)象。在此種狀況下，氧化與還原反應均處于不充分狀態(tài)，從而明顯增加飛灰含碳量。

（七）配風方式

煤粉的燃燒需要經(jīng)歷多個階段且具有特定的順序。首先是著火，在此階段需要通入一次風，并將其加熱，而后通入煤粉，實現(xiàn)煤粉與風的初步混合。其次是燃燒，該階段需要通入二次風，可增加氧氣含量，確保煤粉與氧氣能夠充分反應，并且該階段的反應十分劇烈。最后是燃盡，主要燃燒對象是碳粒。在這幾個燃燒階段中最為關鍵的是合理進行配風，即掌握好二次風的通入時間，過早與過遲均會造成不良影響，主要體現(xiàn)在會延遲著火及縮短燃盡時間，因此必須嚴加控制。

（八）鍋爐負荷

當鍋爐處于低負荷狀態(tài)時會明顯降低爐膛溫度，不利于煤粉順利進入著火階段，難以實現(xiàn)充分燃燒。負荷過高時盡管有利于煤粉的燃燒，但同時也會因煙氣含量的急劇增加而加快氣流的流速，難以實現(xiàn)煤粉在爐內(nèi)的長期停留，同樣會影響燃燒效果。另外，電網(wǎng)要求負荷定期調(diào)整，導致負荷調(diào)整過于頻繁。并且在調(diào)整過程中牽連范圍較廣，使得風量處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)，進而直接影響鍋爐的運行工況，明顯增加可燃物含量。

（九）其他因素

第一是一次風速，偏高時會推遲著火，無法實現(xiàn)煤粉的穩(wěn)定燃燒，同時也無法燃盡。主要是因為風速過高時會導致煤粉飛出氣流，擴散到氧氣含量較少的區(qū)域，并且風速過高時會導致爐膛內(nèi)火焰不夠均勻，偏移問題較為嚴重，進而加快煙氣流速，不利于煤粉的長期停留[3]。第二是磨煤機。如果該設備的運行方式不當，則不利于火焰的集中，主要問題體現(xiàn)在多臺此種設備運行時通常會配置制粉系統(tǒng)，并將氧氣含量控制在較高狀態(tài)，進而使得爐膛內(nèi)部的火焰中心位置偏上。在此種狀況下如果二次風通入時間不合理，則會導致未燃盡的煤粉與煙氣同時飛出，進而使得飛灰含碳量超出規(guī)定范圍。第三是熱風溫度，會直接影響燃燒工況，過高時有利于煤粉氣流的升溫?？煽焖偌訜岜诿?，從而降低著火點。較低時則不利于爐膛溫度的升高，無法順利著火，從而影響燃燒效果。第四是爐膛負壓，過高時會加快氣流速度，從而縮短氣流在爐膛內(nèi)的停留時間，難以達到充分燃燒的狀態(tài)，增加熱損失量。第五是設備缺陷，主要包括擋板開度不合理機節(jié)流縮孔在長期運行的過程中內(nèi)部受損，從而難以實現(xiàn)風速及風量的有效控制。導致這兩項因素處于不平衡、不穩(wěn)定狀態(tài)。不利于火焰的集中，進而導致飛灰可燃物含量超出規(guī)定范圍。第六是燃燒器擺角，功能在于調(diào)節(jié)汽溫，如果擺角與燃燒要求偏差過大，出現(xiàn)上擺問題時會使得火焰朝上移動，進而使得煙氣與處于半燃燒狀態(tài)的燃料同時流出，無法實現(xiàn)燃料的充分燃燒。

二、降低措施

燃燒器結構、電網(wǎng)負荷盡管會增加飛灰可燃物含量，但屬于不可控因素。因此需要從除此之外的其他影響因素入手，主要包括以下幾個方面。第一是過?？諝庀禂?shù)。煤粉能否充分燃燒取決于空氣的通入量是否處于合理的范圍內(nèi)，過少會降低氧氣含量，出現(xiàn)供氧不足的情況，在影響燃燒效果的同時也會導致爐膛結焦，容易引發(fā)安全事故。如果氧氣含量過高，則會損失大量的煙氣與氮氧化物，因此通入的空氣應充足且適量。第二，根據(jù)煤粉的質(zhì)地制定出科學的配比摻燒方案，并將煤粉細度的控制作為一項要點，在具體選擇時應以煤種作為依據(jù)。第三，爐膛溫度與燃燒質(zhì)量直接相關，因此應確保爐膛內(nèi)溫度較高，從而加快燃燒速度，并達到完全燃燒的狀態(tài)，可采取升高送風溫度的措施。第四，煤粉的燃燒需要一定的時間，因此應確保其在爐內(nèi)的停留時間與燃燒要求相符。針對此問題，可增設下層燃燒器，促使煤粉在爐內(nèi)停留足夠的時間。第五，在通入一、二次風時應控制好風量及風速，進而促使爐內(nèi)空氣動力場更為合理，這樣有利于煤粉與氧氣發(fā)生反應，促使燃燒更加徹底。第六，在具體選擇配風方式的過程中應以煤種的配比方案作為基本依據(jù)；煤的燃燒多處于煤粉表面，因此為了達到充分燃燒的狀態(tài)，需要合理控制爐溫，并將煤粉與空氣均勻混合。第七，負荷的增加應依次按照風量、粉量的順序調(diào)整，從而避免出現(xiàn)缺氧燃燒的狀況，促使煤粉快速著火，確?；鹧娌粫霈F(xiàn)偏斜的問題。第八，為降低煤粉細度，可將小鋼球置于磨煤機中，設備啟動后發(fā)揮鋼球的研磨作用，達到降低煤粉細度的目的[4]，但此種方式監(jiān)控難度較大，因此在應用時必須控制好鋼球直徑等因素。此外，還可調(diào)整分離器，要點在于將通風速度控制在最佳范圍內(nèi)。第九，檢查燃燒器角度及磨損狀況，發(fā)現(xiàn)問題時及時進行設備維修，保障燃燒質(zhì)量。

三、結束語

總而言之，社會經(jīng)濟的發(fā)展必須基于環(huán)境質(zhì)量達標這一前提條件，如果發(fā)展的代價是污染環(huán)境，則違背了可持續(xù)發(fā)展的理念。因此火電廠必須將飛灰可燃物升高這一問題重視起來，從煤質(zhì)、配風方式等多個方面加以調(diào)整，提高鍋爐運行效率。同時，鍋爐的合理運行也有利于降低發(fā)電成本，減少安全事故，從而保障職工的生命安全。

參考文獻：

[1]仝愛民，郭鴻斌，郭起旺.670t/h鍋爐飛灰可燃物偏高的原因及對策[J].節(jié)能與環(huán)保，2013，（5）：44-45.

[2]李小崗，劉瑞，賀榮.鍋爐飛灰可燃物高的原因及對策[J].山東工業(yè)技術，2017，（12）：66-68.

[3]趙威.鍋爐飛灰可燃物含量影響因素分析及解決措施[J].山東工業(yè)技術，2013，（6）：46-47.

[4]郭金良.降低鍋爐飛灰可燃物技術的研究與應用[J].能源技術與管理，2014，39（6）：133-134.