魯 寧

（國家能源集團(tuán)寧夏電力鴛鴦湖電廠，寧夏銀川 750409）

0 引言

火電廠作為電力供給的主要單位，約占總發(fā)電量的70%作用，依然占據(jù)著主導(dǎo)地位。然而火電廠在發(fā)電時會出現(xiàn)大量飛灰，飛灰中含碳量越高，表示煤炭利用率越低，不僅影響火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，還給生態(tài)環(huán)境帶來影響，所以火電廠需要做好相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整工作，有效地控制飛灰品質(zhì)。

1 減小飛灰碳含量的作用

1.1 提高發(fā)電效率

一般而言，如果飛灰碳含量越小，則表示燃燒率越大，與此同時發(fā)電效率也越大，對飛灰碳含量進(jìn)行檢測的實質(zhì)是檢測鍋爐燃燒率。采取技術(shù)調(diào)整的方式，可以有效減小飛灰的碳含量，提高鍋爐的燃燒效率，確保發(fā)電效率得到有力提升。

1.2 保護(hù)環(huán)境

當(dāng)代社會非常重視環(huán)保問題，國家對于工業(yè)生產(chǎn)等方面都制定了相應(yīng)的環(huán)保指標(biāo)，因此企業(yè)在運(yùn)行中需要秉承環(huán)保原則。就火電廠而言，飛灰品質(zhì)的碳含量是很重要的環(huán)保指標(biāo)，碳含量越低表明燃燒率越大，排放的有害物質(zhì)越少；相反，碳含量大表明排放了很多的有害氣體。

1.3 保障經(jīng)濟(jì)效益

飛灰品質(zhì)還反映了經(jīng)濟(jì)價值?；痣姀S的發(fā)電成本主要是燃煤，節(jié)約燃煤可以在很大程度上提升火電廠的經(jīng)濟(jì)效益，而飛灰品質(zhì)恰好能夠體現(xiàn)燃煤效率。若火電廠飛灰品質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，表明給環(huán)境帶來了污染，不但會引起行政處罰，還會提高員工職業(yè)病的概率，導(dǎo)致火電廠經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生巨大損失。因此，強(qiáng)化對于飛灰質(zhì)量的掌控，有利于保障火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2 運(yùn)行調(diào)整及鍋爐燃燒調(diào)整對飛灰品質(zhì)的影響

2.1 燃煤品種

煤炭屬于不可再生資源，隨著煤炭資源的不斷減少，火電廠在選擇煤炭種類的時候開始脫離掌控，導(dǎo)致飛灰品質(zhì)問題更加突出，影響火電廠的可持續(xù)發(fā)展。比較普遍的低品質(zhì)燃煤煤種有貧煤和煙煤，火電廠應(yīng)用這兩種燃煤時很可能出現(xiàn)飛灰碳含量過大的情況。

2.2 燃煤細(xì)度

在火電廠運(yùn)行過程中，燃煤細(xì)度也與飛灰品質(zhì)息息相關(guān)。燃煤發(fā)電過程中，煤粉粒徑與單位質(zhì)量的煤粉表面積成反比，在煤粉粒徑不斷減小的過程中，煤粉表面積逐漸增加，導(dǎo)致可供燃燒的面積增加，燃燒效果提高；煤粉粒徑越大，則飛灰品質(zhì)越低（圖1）。

圖1 300 MW 工況煙煤煤粉細(xì)度與飛灰品質(zhì)關(guān)系

2.3 熱風(fēng)溫度條件

熱風(fēng)溫度給飛灰品質(zhì)帶來的影響主要表現(xiàn)在飛灰含碳量方面?；痣姀S在運(yùn)行時，如果熱風(fēng)的溫度很高，會在一定程度上減小飛灰的含碳量。為了提高飛灰品質(zhì)，可以通過增大熱風(fēng)溫度的方式減小飛灰中的碳含量，以提高飛灰品質(zhì)，保障火電廠運(yùn)行的高效性和經(jīng)濟(jì)性。

2.4 過量空氣系數(shù)對于飛灰品質(zhì)構(gòu)成的影響

飛灰品質(zhì)與過量空氣系數(shù)有非常緊密、復(fù)雜的聯(lián)系，例如爐膛出口的氧氣含量達(dá)到過量空氣系數(shù)的臨界值前，飛灰中的含碳量逐漸下降，達(dá)到之后，含碳量逐漸增加。因此，必須要將過量空氣系數(shù)控制在合適的范圍內(nèi)。而在實際的運(yùn)行過程中，由于各種因素的影響，過量空氣系數(shù)出現(xiàn)較為明顯的變化，會影響到火電廠系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 提高飛灰品質(zhì)、降低飛灰含碳量的措施

3.1 調(diào)整火電廠的運(yùn)行

火電廠運(yùn)行調(diào)整需要根據(jù)燃燒器來進(jìn)行選擇，依據(jù)火電廠選擇的煤種選擇燃燒器，同時火電廠所選擇的煤炭類型也決定了該使用什么樣的磨煤機(jī)，根據(jù)火電廠的實際運(yùn)行狀況來搭配處理是最優(yōu)選擇。如果火電廠在發(fā)電的過程中，燃燒器出現(xiàn)問題就需要立刻進(jìn)行調(diào)整，通過提升火電廠燃煤的燃燒效率來提升飛灰質(zhì)量，飛灰的含碳量是動態(tài)變化的。如果在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)煤炭質(zhì)量不合格或是燃煤機(jī)器都不合格的話，就需要立刻進(jìn)行處理，只有確?；痣姀S的煤炭質(zhì)量適配相應(yīng)的燃燒器，才能夠進(jìn)行后續(xù)處理。

3.2 對煤種質(zhì)量和配置進(jìn)行優(yōu)化

如果火電廠在運(yùn)行過程中，鍋爐內(nèi)煤的燃燒質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，就會影響到飛灰品質(zhì)。煤炭的質(zhì)量必須加強(qiáng)控制，以提升燃燒過程中所產(chǎn)生飛灰的質(zhì)量。購買燃煤的時候要嚴(yán)格控制購買流程，對于煤炭的購買配置等多項內(nèi)容需要精確規(guī)劃，要以煤炭質(zhì)量為基準(zhǔn)，確保進(jìn)入火電廠的煤炭質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對于不同煤種的合理搭配也需要強(qiáng)化管理，根據(jù)火電廠鍋爐的實際運(yùn)行特點來進(jìn)行判斷，如果鍋爐兩邊的溫度較低而中間溫度較高，就需要重新配置煤種。特別是部分廠家，如果采用的煤炭質(zhì)量較差，無法保證充分燃燒，就需要將質(zhì)量較差的煤炭放置在鍋爐的中間部位，這樣能夠使一些質(zhì)量較差的煤炭也得到充分燃燒。

3.3 對鍋爐燃燒進(jìn)行調(diào)整

對于火電廠的鍋爐燃燒運(yùn)行，運(yùn)行方式的調(diào)整需要從含氧量和熱風(fēng)溫度的控制等多方面進(jìn)行把控。根據(jù)含氧量來控制飛灰品質(zhì)，主要是將含氧量控制在適合的范圍內(nèi)，使其能夠充分燃燒[1]：如果含氧量不足，會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的煤炭無法充分燃燒，產(chǎn)生的飛灰質(zhì)量下降，其中的含碳量較高，影響火電廠周圍的環(huán)境；如果含氧量過高的話，會使排煙的損失加大，導(dǎo)致火電廠的經(jīng)濟(jì)效益受到影響，必須重視對于含氧量的全面控制。在實際的工作過程中，工作人員需要把控?zé)犸L(fēng)溫度，而熱風(fēng)溫度需要根據(jù)鍋爐內(nèi)煤的實際狀況進(jìn)行控制，如果鍋爐內(nèi)的煤質(zhì)量較差，可以采取加強(qiáng)鍋爐通風(fēng)的方法增強(qiáng)熱風(fēng)的溫度，以保證鍋爐內(nèi)的煤充分燃燒，而且飛灰的品質(zhì)也較高。

4 工業(yè)燃煤鍋爐降低飛灰含碳量的燃燒調(diào)整試驗

4.1 安裝空預(yù)器，提高進(jìn)風(fēng)溫度

鍋爐安裝空預(yù)器能夠有效降低排煙損失，提升進(jìn)風(fēng)的溫度（表1）。溫度因素會對飛灰含碳量產(chǎn)生較為明顯的影響，如果進(jìn)風(fēng)的溫度提升，含碳量就會下降，這個時候燃盡率就符合了標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。為了有效提升飛灰品質(zhì)，工作人員必須安裝相應(yīng)的空預(yù)器，在實際的工作過程中嚴(yán)格把控進(jìn)出口空氣的溫度從而降低飛灰含碳量。

表1 安裝空預(yù)器前后的灰樣分析

4.2 調(diào)整空氣過量系數(shù)

確保鍋爐運(yùn)行方式不變的基礎(chǔ)上，調(diào)整鍋爐燃燒過程中的送風(fēng)量。這個時候鍋爐內(nèi)的煙氣含量2%～5%，需要對鍋爐內(nèi)的燃燒狀況進(jìn)行分析，隨著氧氣含量的逐步升高，鍋爐中飛灰含碳量的平均值，呈現(xiàn)先低后高的趨勢（表2）。如果氧氣的含量比較低，空氣中的過量空氣系數(shù)較小，會導(dǎo)致氧氣濃度逐步下降，在燃燒的過程中氧氣和碳無法充分反應(yīng)，鍋爐內(nèi)的物質(zhì)無法充分燃燒，進(jìn)而導(dǎo)致飛灰中的含碳量急劇上升。但是如果煙氣中的氧氣含量過高的話，會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)的溫度下降，顆粒依舊無法正常燃燒。對不同煙氣氧含量的灰樣分析可知，煙氣氧含量控制在3%～4%時，煙氣灰分品質(zhì)最佳。

表2 不同煙氣氧含量的灰樣分析 %

4.3 試驗結(jié)果分析

火電廠通過安裝空預(yù)器合理調(diào)整鍋爐燃燒過程中的空氣過量系數(shù)，能夠?qū)︼w灰的燃盡率進(jìn)行調(diào)整，同時通過細(xì)化煤粉的粒度也能調(diào)整飛灰的品質(zhì)[3]。但是在實際的應(yīng)用過程中，這些影響因素都需要進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化，因此在具體的操作過程中，可以按照以下的方式來降低鍋爐飛灰含量：①定期檢查煤粉的粒度，確保進(jìn)入鍋爐中的煤粉質(zhì)量達(dá)到鍋爐燃燒的標(biāo)準(zhǔn)要求；②根據(jù)不同燃燒負(fù)荷確定最合適的空氣過量系數(shù)，確保燃燒過程中的進(jìn)風(fēng)溫度，通過這種方式可以有效避免燃燒區(qū)出現(xiàn)缺氧問題。

5 結(jié)束語

對于火電廠的日常運(yùn)行，飛灰品質(zhì)是評價火電廠鍋爐燃燒效率的標(biāo)準(zhǔn)，也是提升火電廠運(yùn)行環(huán)境的重要內(nèi)容?；痣姀S鍋爐在燃燒的過程中，煤粉和熱風(fēng)溫度等多項因素，都會影響飛灰的品質(zhì)。為了提升火電廠鍋爐的燃燒質(zhì)量，必須加強(qiáng)鍋爐燃燒模式的調(diào)整來提升燃燒中飛灰的質(zhì)量，通過這種方式增強(qiáng)鍋爐燃燒效率，提升整個火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。