锅炉飞灰含碳量偏高的原因分析和对策

锅炉飞灰含碳量偏高的原因分析和对策

刘文

(广州中电荔新电力实业有限公司，广东增城

51

1340)

脯要j电站锅炉运行中飞灰舍碳量偏高，严重影响锅炉效率。分析飞友含碳量偏高的原因，提出改造燃烧器，加装敛．体和浓淡分离器。

改造后，锅炉燃烧状况得到明显改善，飞灰合碟量显著降低，提高了锅炉的效率。

鹾搀枣词飞灰含碳量；燃烧器；钝体；浓淡分离器

飞灰含碳量升高对锅炉的经济性有很大影响。首先，它是造成锅炉机械不完全燃烧损失增加的主要因素，而机械不完全燃烧损失是锅炉热损失中仅次于排烟损失的第二大损失。对于现代火力发电机组，锅炉

热效率每降1％，将使整套机组的热效率刚氏0：3—04％，标准煤耗增

加3—49／kWho其次，飞灰含碳量上升，飞灰品质下降，将影响干灰的综合利用，增加污染物排放量。因此，电厂应尽量降低飞灰含碳量，减少损失，增加电厂效益。

近年来，由于煤炭市场等多方面原因的影响，电厂的实际燃煤发生了较大变化，燃用大量的较低挥发份煤，造成锅炉不完全燃烧，损失增大，灰飞含碳量偏高，效率降低等问题，影响了锅炉运行的经济性。通过对锅炉进行改造，燃用较低挥发份的贵港煤时，燃烧显著改善，飞灰含碳量大幅度下降，解决了锅炉飞灰含碳量偏高的问题。

1锅炉设备概况1．1锅炉设计参数

某电厂锅炉为额定蒸发量220t／h高压自然循环锅炉，呈兀型露天布置，炉膛断面尺寸为7570mm×7570mm，燃烧器为正四角切向布置的直流燃烧器，每组燃烧器喷口按3—2—1—2—1—2的顺序排列，三次风喷口下倾约5℃，为典型的烟煤型燃烧器。炉内四角形成的假想切圆直径@800mm，配有两套中间仓储式钢球磨制粉系统，热风送粉。

12锅炉燃煤情况

由表1可知，贵港煤挥发份明显比设计煤种低，但发热量高，根据热力计算，这可能导致排姻温度升高约1a℃阳比设计煤种)，引起飞

灰含碳量上升，从而刚氐了锅炉效率。

表1煤质参数

Car0ar煤样H”N舯S盯

Aar

M口Var

Qar％

％

％％

％％

％

％

kJ／kg

设计煤45．662．793．891．14O．9836．3l9．2331．3817107贵港煤

60．96

3．53

1．22

0．95

O．83

26．22

6．29

24．22

22654

2飞灰含碳置偏高的原因分析

经过对锅炉的实际工况及运行情况等方面进行分析，并采用锅炉燃烧调整试验、常规分析法、着火指数炉法和热天平法等来分析煤样的

燃烧特性，总结出该电厂飞灰含碳量过高的原因：

1)贵港煤相比诵寸煤种，有着火难、燃尽性差的特点，这将导致

飞灰含碳量上晰噶炉效率的刚氏o

2)四角切圆燃烧锅炉由其结构布置特点，必然存在两个角的一次

风浓相在火焰的向火面，淡相在火焰的背火面，另外2个角的情况恰

恰相反，在炉内形成背火墙，不利于煤粉与空气的良好混合。

因此要想降低飞灰可燃物的含量，只能是使燃烧工况尽可能接近理想燃烧条件，得到最高的燃烧效率。而要做到完全燃烧，其原则性条件为：供应充足而又合适的空气量，主要通过对燃烧器喷口的调整解

决；适当高的炉温，主要通i勘口装钝体产生的高温回流热加热部分煤粉

解决；空气和煤粉的良好扰动和混合，主要通过甲乙角加装浓淡分离器

解决；在炉内要有足够的停留时间，主要通过加装钝体保证稳定燃烧解

决，钝体的稳燃作用如图1所示。

由于空气与煤粉混合物离开喷口到达着火点处的时间很短，来不及吸收大量的辐射热。而可燃混合物与高温烟气直接接触，强烈混合，这种对流传热的效果比辐射热更为强烈，即依靠热烟气的回流来加热空气与煤粉的混合物更为有效。

X

图1钝体稳燃示意图

图1为钝体稳燃示意图，当气粉混合物绕过钝体时，钝体后形成一个稳定的回流区，在回流区内充满炉膛中心回流来的高温烟气，使回流区成为巨大的蓄热体，在回流区外侧与主流之间的区域，是新鲜可燃

气粉混合物和热回流烟气湍流混合区，由于在边界上有较大的径向速度

梯度，可燃混合物和高温烟气之间发生强烈的质量、动量和能量交换，可燃混合物不断被加熟而升温，并达到着火温度而开始着火。火焰由内向外传播，并把热量又传给回流的烟气，使之带往上游，再把热量传给新鲜的可燃混合物，如此周而复始地循环，但是这部分循环气体并非都是原来的回流气体，而是不断的进行着燃烧和回流的新陈代谢。由此可知，钝体稳燃是由炽热燃烧产物从回流区连续不断向气流供给它们所携带的热量而实现的。

3降低飞灰舍碳量的措施和效果3．1燃烧设备改造

基于上述分析，为保证4个角的一次风浓相都在火焰的向火面，

淡相都在火焰的背火面，使得高温烟气回流加强，煤粉和空气良好混

合，保证煤粉的充分燃烧，刚氏炉膛出口的飞灰含碳量。对燃烧器进行

改造，燃烧器各喷口中，晰高与改造前保持一致，在下一次风喷嘴内加

装钝体，甲、乙角的下一次风管内加装浓淡分离器，燃烧器的安装切圆

与原设计一致。

32改造效果

从锅炉改造前后的入炉煤质及飞灰含碳量来看，在燃用相同煤种

的情况下，改造后锅炉的飞灰含碳量明显降低，降低幅度达到6～7％，

说明通过9Ⅱ装钝体和利用浓淡燃烧，使炉内燃烧状况得到明显改善，体

现出了改造的效果。

对比改造过的锅炉与未改造的锅炉的运行数据，在入炉煤质完全

相同的情况下，发现改造过的锅炉燃烧状况明显好于未经改造的锅炉，

飞灰含碳量同期低1-3％，更加说明燃烧条件得到改善，改造是成功

的。

4结论

采用钝体燃烧器和水平浓淡分离器，可以有效地组织燃烧，保证了可燃物跟高温烟气充分接触和强烈混合，强化了煤粉进入炉膛的着

火初期，增强了锅炉着火的稳燃性能，有利于煤粉颗粒的燃尽，较明

显地降低了锅炉飞灰含碳量。

[参考文献]

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20133．

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