摘要：降低飞灰含碳量，不但对控制锅炉煤粉气流的燃烧非常必要，而且可大大提高锅炉机组的经济性，从而降低锅炉烟尘排放量，减少环境污染。
关键词：飞灰含碳量；煤粉细度
1飞灰含碳量偏高的原因分析
煤粉在锅炉内燃烧基本分为加热干燥、挥发份析出着火、燃烧、燃烬四个阶段。要使煤粉燃烧完全，首先要保证迅速而稳定的着火。煤粉在着火阶段，其周围被一次风包围，具有足够氧气，由于煤粉气流温度较低，所以这个阶段的关键是迅速将煤粉加热到其着火温度。只有实现了迅速而稳定的着火，燃烧和燃烬才能迅速进行，如果着火过迟，就会推迟整个燃烧过程，致使煤粉来不及烧完就离开炉膛。随着燃烧的进行，煤粉温度逐步升高，而其周围氧气也逐步耗尽，此时需要及时供给充足的氧气促使煤粉燃烧完全。
当煤粉气流在炉膛内的燃烧和燃尽过程不充分时，势必造成机械未完全燃烧热损失增大，表现为飞灰含碳量升高。影响飞灰含碳量变化的因素主要有:煤粉细度、煤种特性、燃烧器的结构特性、热风温度、炉内空气动力场和锅炉负荷等。
1.1 煤粉细度的影响
煤粉细度对其煤粉的燃烧和燃尽性能有较大影响。煤粉细度越大，即煤粉颗粒粒径越大，其燃尽性能较小粒径颗粒越差，势必造成煤粉燃尽时间延长，不完全燃烧损失增大，飞灰含碳量升高，从而降低锅炉效率。细煤粉虽然容易着火和燃烧，但煤粉颗粒过细将会增加制粉系统的耗电量和加大磨煤机的磨损量。因此，在锅炉设备运行中，应综合考虑不完全燃烧损失和制粉能耗的要求，使之达到最小，即寻找煤粉经济细度或最佳细度，以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量。
1.2 煤种特性的影响
目前，国内大多数电厂存在锅炉燃烧实际煤种与设计煤种不符的情况，这是因为电厂用煤来源比较复杂，大矿煤与小窑煤混用的情况非常普遍，造成煤质成分如挥发分、水分、灰分和发热量等主要指标不稳定，从而对煤粉的完全燃烧产生很大的影响，导致飞灰含碳量发生显著变化。煤粉燃烧过程是在挥发成份燃烧完之后才开始焦炭的燃烧。因此，燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响最为重要。对于高挥发分燃煤，挥发分燃烧释放出大量热量，形成炉内高温氛围，有利于焦炭的迅速着火和燃尽，机械未完全燃烧损失减小，飞灰含碳量较低;相反，对于低挥发分燃煤，则容易引起飞灰含碳量的升高。对于高水分燃煤，由于燃烧时放出的有效热量相对减少，则会降低炉内燃烧温度，并增加着火热，不利于焦炭的燃尽，造成飞灰含碳量的升高。
1.3一次风速的影响。
对于直吹式制粉系统，一次风速宜选下限，我公司机组一次风速一般为35m/s，风速稍偏高，一次风速过高带来的危害如下：
a)这直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短。既不利于稳燃，又影响了燃烬。
b)一次风中较大的煤粉颗粒获得动能过大，飞出煤粉气流，落到周围的缺氧区，影响燃烬。
c)火焰不能均匀的充满炉膛，会发生偏移，炉膛中心烟气流速过快，缩短了煤粉在炉内停留时间。造成炉内温度分布不均匀和烟气流速不均匀。不利于稳定着火和燃烧。
d)加剧了管道和喷嘴的磨损。
1.4磨煤机运行方式的影响。
合理的磨煤机运行方式直接影响到炉膛温度，炉膛内的火焰集中程度，火焰中心位置。低负荷时再热汽温偏低，为保证机组再热蒸汽参数在规定范围内运行，运行调整时改变磨煤机的运行方式，四台磨运行时，会选用一套最上层的制粉系统，同时选较大数值的氧量，这样导致炉膛火焰中心上移，在配风不合理的情况下，部分燃料未燃烬便随烟气离开炉膛，这样就导致了飞灰含碳量的增加。
1.5二次风量的影响
锅炉燃烧所需的氧量供应主要来自二次风，如果二次风量偏小，势必影响炉内的燃烧工况，使炉内易出现缺氧燃烧现象，导致飞灰含碳量增大。
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1.6热风温度的影响
热风温度的高低直接关系到煤粉气流的初温和炉内的燃烧工况。对于同一台燃煤锅炉，当其它条件相同时，通过提高热风温度可以提高煤粉气流的初温，使燃烧室壁面温度增加，从而减少把煤粉气流加热到着火温度所需的着火热，有利于降低飞灰含碳量。相反，如果热风温度较低，则会降低炉膛温度，影响煤粉的着火和燃尽，使得飞灰含碳量增大。
2飞灰含碳量偏高造成的影响
机械未完全燃烧损失增大，其根本原因就是由于飞灰含碳量偏高所造成的。在锅炉各项热损失中，机械不完全燃烧热损失仅次于排烟热损失，约占锅炉热效率的0.5 %～5 %。因此，飞灰含碳量的升高，将在很大程度上降低锅炉的热效率。
3降低飞灰含碳量的措施
由上述分析可知，要降低飞灰含碳量，就是要使煤粉的燃烧尽量接近完全燃烧，也就是在保证炉内不结渣的前提下，燃烧速度要快而且要燃烧完全，以得到最高的燃烧效率。根据飞灰含碳量的影响因素，可从以下几个方面来组织良好的燃烧过程，降低飞灰含碳量。
3.1控制合适的煤粉细度。
煤粉细度降低，单个颗粒燃烬所需时间减少，同时增加了煤粉和空气的接触面，加快了燃烧速度。所以通过合理的调节制粉系统的运行方式，尽可能维持理想的煤粉细度。
3.2加强空预器吹灰
防止空预器堵灰 ，提高传热效果，提高一、二次风温度，同时也防止由于空预器差压大而造成引风机出力不足，从而限制锅炉总风量。锅炉负压不能过高，炉膛负压适当，控制在±50 Pa之内，使煤粉在炉膛内有足够的燃烧时间。严密关闭各孔、门，保持水封正常。减小锅炉漏风。
3.3 保证煤粉的稳定性
严格把关燃煤来源渠道，借助配煤和成分分析等手段尽量使实际煤种的特性与设计煤种相符，保证电站燃煤的稳定性，并根据煤种特性，选择合适的煤粉细度。
3.3 提供合适的空气量
供应充足而又适量的空气是保证燃料完全燃烧的必要条件，最佳过量空气系数取决于炉型、燃料特性以及炉内工况和运行经验等因素， 一般通过燃烧调整实验确定。当燃用无烟煤、贫煤或劣质煤时，在额定负荷下，最佳过量空气系数为1.20～1.25 。
3.4保证适当高的炉温
选择适当高的炉温，可使煤粉着火加快，燃烧过程进行得也快，燃烧容易趋于完全燃烧，有利于降低飞灰含碳量，提高锅炉效率。炉温范围取决于燃料性质、预热空气温度、炉膛积热强度和炉膛断面热强度等因素。
3.5具有足够的燃烧时间
在一定炉温下，一定细度的煤粉要有一定时间才能燃尽。合适的炉内停留时间，是指煤粉从燃烧器出口到炉膛出口的运动过程中，煤粉应完成着火、燃烧以至燃尽过程，这样才能使得煤粉燃烧完全。煤粉在炉内的停留时间，主要取决于炉膛容积和单位时间内炉膛产生的烟气量。
4结论
从煤粉细度、煤种特性、一次风速、燃烧器的结构特性、热风温度、炉内空气动力场和锅炉负荷等方面对飞灰含碳量变化的影响规律看出在锅炉运行时，必须全面考虑各种措施间的紧密联系和互相依赖性，并根据实际锅炉机组特性和现场具体条件正确处理，从而达到降低飞灰含碳量、节约能源的目的，保障燃煤电厂锅炉的安全、高效运行。
参考文献
[1]电站锅炉运行与燃烧调整黄占元;120.
作者简介
姓名：原戎燕，出生年月：1982年8月15日。
论文作者:原戎燕
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：煤粉论文; 炉膛论文; 锅炉论文; 温度论文; 细度论文; 气流论文; 风速论文; 《电力设备》2020年第1期论文;