高喜成 馮金洋 苗永生

摘要：通過分析和研究220T燃煤鍋爐飛灰含碳量高的原因，總結(jié)了220T燃煤鍋爐飛灰含碳量高對燃燒的經(jīng)濟性及220T燃煤鍋爐設(shè)備的安全健康運行及鍋爐長周期運行所產(chǎn)生的影響，針對存在的問題提出了相應(yīng)解決方案，使鍋爐飛灰含碳量高的問題得到解決，延長鍋爐的運行周期，提高鍋爐經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐;飛灰含碳量;運行周期;經(jīng)濟效益

1? 鍋爐飛灰含碳量高的原因分析

220T燃煤鍋爐裝置近年來，在運行過程中通過對鍋爐灰樣分析發(fā)現(xiàn)，飛灰中的含碳量偏高，最高可達(dá)8.36%，這直接影響到鍋爐運行的經(jīng)濟性。為了降低飛灰含碳量，延長鍋爐運行周期，提高鍋爐燃燒經(jīng)濟性，我們從燃燒的原理入手，結(jié)合設(shè)備運行狀況、鍋爐配風(fēng)狀況和燃煤情況進(jìn)行全面分析，找出影響飛灰含碳量的主要因素，制定相應(yīng)的方案，然后在運行工作中進(jìn)行逐步驗證。

1.1? 原煤品質(zhì)較差

燃煤的揮發(fā)分含量降低時，煤粉氣流著火溫度顯著升高，著火熱隨之增大，著火困難，達(dá)到著火所需的時間變長，燃燒穩(wěn)定性降低，火焰中心上移，爐膛輻射受熱面吸收的熱量減少，對流受熱面吸收的熱量增加，尾部排煙溫度升高，排煙損失增大。煤的灰分在燃燒過程中不但不會發(fā)出熱量，而且還要吸收熱量。灰分含量越大，發(fā)熱量越低，容易導(dǎo)致著火困難和著火延遲，同時爐膛溫度降低，煤的燃燼程度降低，造成的飛灰可燃物升高。灰分含量增大，碳粒燃燒過程中被灰層包裹，碳粒表面燃燒速度降低，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p小，造成燃燒不良，飛灰含碳量升高。

1.2? 煤粉過粗

合理的煤粉細(xì)度是保證鍋爐飛灰含碳量在正常范圍主要因素之一，降低煤粉細(xì)度是降低飛灰可燃物的有效措施。目前220T燃煤鍋爐磨煤機出口煤粉細(xì)度已達(dá)不到設(shè)計要求200目75%通過率。煤粉過粗，單位質(zhì)量的煤粉表面積越小，加熱升溫、揮發(fā)分的析出著火及燃燒反應(yīng)速度越慢，因而著火越緩慢，煤粉燃燼所需時間越長，飛灰可燃物含量越大，燃燒不完全;加之較粗的煤粉不能很好的與空氣攪拌混合，將導(dǎo)致著火不好，燃燒時間較長，因此煤粉過粗是造成飛灰含碳量高的主要因素。

1.3? 鍋爐燃燒器和燃燒配風(fēng)方式發(fā)生變化

2014年因環(huán)保管控升級，220T燃煤鍋爐進(jìn)行了脫硝脫硝除塵系統(tǒng)改造，采用分級配風(fēng)低氮燃燒器。將燃料的燃燒過程分段進(jìn)行，在著火初期減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量，以降低燃料型NOx的生成。在燃燒的后期再補充足夠的氧量，使燃料再燃燒。改造后，由于改變了燃燒器及燃燒配風(fēng)方式，同時又缺乏操作經(jīng)驗，使燃燒區(qū)火焰強度下降，造成煤粉不能完全燃盡，導(dǎo)致飛灰中的含碳量升高。

1.4? 磨煤機出口溫度較低

220T燃煤鍋爐磨煤機出口溫度運行指標(biāo)是67～88℃，由于我車間室內(nèi)煤庫空間有限，大部分煤存放于庫外，雨水較多，煤質(zhì)變化頻繁，燃煤水分含量高，加之冷風(fēng)擋板關(guān)不到位，常處于半開狀態(tài)。磨煤機出口溫度經(jīng)常在60-70℃之間擺動，制粉系統(tǒng)負(fù)荷高于20t/h以上時，曾多次低于60℃運行，風(fēng)粉混合物溫度降低必將導(dǎo)致煤粉著火推遲，煤粉燃燼程度差，導(dǎo)致飛灰含碳量上升。

1.5? 鍋爐負(fù)荷波動頻繁，且低負(fù)荷運行時間較多

220T燃煤鍋爐為公司化工裝置生產(chǎn)提供不能壓力、溫度等級的蒸汽，鍋爐負(fù)荷要隨時根據(jù)化工生產(chǎn)裝置的用汽量進(jìn)行調(diào)整，負(fù)荷波動較為頻繁。加之近年來，化工裝置的不斷升級淘汰，化工裝置用汽量明顯減少，220T燃煤鍋爐負(fù)荷常處于130t/h左右，遠(yuǎn)低于經(jīng)濟負(fù)荷187t/h。

2? 處理措施

針對上述原因分析，特制定如下處理措施：

2.1? 提高原煤品質(zhì)

嚴(yán)格把控原煤質(zhì)量，借助配煤和成分分析等手段盡量使實際煤種的特性與設(shè)計煤種相符，根據(jù)原煤分析數(shù)據(jù)，及時反映上級部門，協(xié)調(diào)公司物采部。當(dāng)煤質(zhì)變好時，著火迅速，反應(yīng)速度快，易于燃燼。對于燃煤揮發(fā)分較高的原煤，飛灰含碳量可以很容易的控制在2%左右。要從源頭上加以控制，盡量使用設(shè)計煤種或與設(shè)計煤種接近的煤種，以確保燃燒穩(wěn)定。

2.2? 控制合適的煤粉細(xì)度

煤粉細(xì)度降低，單個顆粒燃燼所需時間減少，同時增加了煤粉和空氣的接觸面，加快了燃燒速度。所以通過合理的調(diào)節(jié)制粉系統(tǒng)的運行方式，盡可能維持理想的煤粉細(xì)度。

2.3? 優(yōu)化工藝操作

（1）開車前，試驗各風(fēng)門、擋板運行狀況，發(fā)現(xiàn)故障及時處理，保證各風(fēng)門調(diào)節(jié)靈敏、準(zhǔn)確;

（2）開車時，根據(jù)氣體專燒、煤氣混燒、煤粉專燒工況變化，及時調(diào)整ROFA、SOFA、噴燃器配風(fēng)，在保證煙氣NOX及氨逃逸達(dá)標(biāo)排放前提下，盡量將煤粉燃盡;

（3）運行中，根據(jù)飛灰殘?zhí)糠治鰯?shù)據(jù)，及時調(diào)整鍋爐配風(fēng)，采取適當(dāng)關(guān)小ROFA、SOFA風(fēng)擋板，適當(dāng)開大噴燃器下、中二次風(fēng)配風(fēng)，保證煤粉完全燃燒。

2.4? 提高磨煤機出口溫度

加強煤運工段的操作管理，制定了相應(yīng)的上煤管理措施，根據(jù)對煤粉的含水量進(jìn)行分析，確定是上室內(nèi)煤還是室外煤，并對冷風(fēng)擋板執(zhí)行桿進(jìn)行改造，改造為可伸縮桿，可根據(jù)制粉系統(tǒng)負(fù)荷需要，實現(xiàn)冷風(fēng)擋板的全開全關(guān)操作?，F(xiàn)磨煤機出口溫度明顯提高，可以有限的控制在75～88℃之間。

2.5? 合理分配鍋爐負(fù)荷，降低鍋爐負(fù)荷波動頻率

通過對蒸汽用戶用汽量的統(tǒng)計分析，現(xiàn)將我車間A、B、C三臺鍋爐，施行A、C爐運行或B、C爐運行模式，將220T燃煤鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定提升至160t/h左右，實現(xiàn)煤粉專燒運行模式，A鍋爐（B鍋爐）實現(xiàn)煤氣混燒，根據(jù)干氣壓力、干氣量和用戶蒸汽用量，動態(tài)調(diào)整鍋爐負(fù)荷，保證蒸汽母管壓力穩(wěn)定，滿足用戶需求。

3? 結(jié)論

通過以上原因分析和處理措施，220T燃煤鍋爐飛灰含碳量穩(wěn)步降至0.325%，噸汽耗煤由0.142t/t下降至0.133t/t，2020年220T燃煤鍋爐熱效率平均值達(dá)到了92.2%，2020年鍋爐用煤244823t，節(jié)約用煤約2203t，1噸煤價格為420元，可節(jié)約費用92.5萬元，取得了良好的社會及經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)

[1]中國石油蘭州石化分公司《220T燃煤鍋爐裝置操作規(guī)程》Q/SY LS（CG）02-02-2017.

[2]榮鑾恩，袁振幅，劉志敏，等. 電站鍋爐原理[M]. 中國電力出版社，1997.