灰含碳量偏高的原因分析與解決措施

1、景德鎮(zhèn)發(fā)電廠#5爐飛灰含碳量偏高 的原因分析與解決措施摘要：隨著人們對(duì)能源需求量的日益擴(kuò)大以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，循環(huán)流化床鍋爐具有高效、低污染、煤種適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)得到大力發(fā)展,但目前國(guó)內(nèi)流化床鍋爐,尤其是大容量的流化床鍋爐,普遍存在著飛灰可燃物高,鍋爐燃燒效率達(dá)不到設(shè)計(jì)值的問(wèn)題。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐,在投運(yùn)初期,飛灰可燃物相對(duì)同容量的煤粉爐偏高,從而影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。本文通過(guò)對(duì)景德鎮(zhèn)發(fā)電廠#5爐（475t/h）循環(huán)流化床鍋爐飛灰可燃物含量偏高的原因進(jìn)行分析,并在運(yùn)行中采用加強(qiáng)對(duì)床壓、床溫、給煤粒度、氧量等參數(shù)的監(jiān)控,在降低鍋爐飛灰可燃物方面取得了顯著的效果,獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2、關(guān)鍵詞: 循環(huán)流化床鍋爐 飛灰可燃物 床壓 床溫 給煤粒度 氧量 分析調(diào)整一、鍋爐設(shè)備概況景德鎮(zhèn)發(fā)電廠#5爐是由上海鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的SG475/13.7M567型超高壓中間再熱，單汽包自然循環(huán)，循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐主要由汽包、懸吊式全膜式水冷壁爐膛（爐膛的高度×寬度×深度為34180mm×13373.1mm×7683.4mm），絕熱式旋風(fēng)分離器，U型返料回路以及后煙井對(duì)流受熱面組成。鍋爐采用兩次配風(fēng)，一次風(fēng)從爐膛底部布風(fēng)板、風(fēng)帽進(jìn)入爐膛，二次風(fēng)從燃燒室錐體部分進(jìn)入爐膛。鍋爐共設(shè)有四個(gè)給煤口，均勻地布置在爐前。爐膛底部設(shè)有鋼板式一次風(fēng)室，懸掛在爐膛水冷壁下

3、集箱上。本鍋爐采用床上啟動(dòng)點(diǎn)火方式，床上共布置4支大功率的點(diǎn)火油槍（左、右側(cè)墻各2支）。同時(shí)在爐膛燃燒室左右兩側(cè)各布置一臺(tái)水冷滾筒式冷渣器。1.鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)1.1鍋爐技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱單位 數(shù)值參數(shù)名稱單位 數(shù)值過(guò)熱蒸汽流量t/h475再熱蒸汽流量t/h403.47過(guò)熱蒸汽壓力MPa13.9再熱蒸汽進(jìn)/出口壓力MPa2.662/2.527過(guò)熱蒸汽溫度540再熱蒸汽進(jìn)/出口溫度314/540Ca:S摩爾比2.2排煙溫度136.7給水溫度247計(jì)算效率%91.361.2設(shè)計(jì)及校核煤種參數(shù)名稱符號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種校核應(yīng)用基碳Cy%48.4839.83應(yīng)用基氫Hy%2.011.81應(yīng)用基氧Oy%3.61

4、3.27應(yīng)用基氮Ny%0.620.91應(yīng)用基硫Sy%0.520.42應(yīng)用基灰份Ay%38.0144.24應(yīng)用基水份My%6.759.52可燃基揮發(fā)份Vy%18.7720.71應(yīng)用基低位發(fā)熱量KJ/Kg1788014680灰變形溫度DT>1500>1500灰軟化溫度ST>1500>1500灰熔化溫度FT>1500>1500二、鍋爐飛灰可燃物偏高的原因分析景德鎮(zhèn)發(fā)電廠1臺(tái)475 t/h循環(huán)流化床鍋爐投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)飛灰可燃物偏高，一般在7%9%之間，最高達(dá)到11%。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的鍋爐運(yùn)行調(diào)試，分析原因主要有如下幾個(gè)方面：1.煤種與飛灰含碳量的關(guān)系循環(huán)流化床鍋爐煤種適應(yīng)性

5、廣，但對(duì)于已設(shè)計(jì)好的CFB鍋爐，只有燃燒的特定的煤種，才能達(dá)到較高的燃燒效率，由于煤的結(jié)構(gòu)特性、揮發(fā)份含量、水份、灰分、發(fā)熱量的影響，CFB鍋爐的燃燒效率有很大差別。我廠入廠煤的煤種繁多、煤質(zhì)變化輻度大，是景電鍋爐飛灰可燃物偏高的主要原因：一般來(lái)說(shuō)，燃用揮發(fā)份較高的煤種飛灰含碳量較低，燃用揮發(fā)份低的煤飛灰含碳量較高。原因是揮發(fā)份含量較高的煤組織結(jié)構(gòu)比較松散易于燃盡，如煙煤、褐煤等燃料，其燃燒速率較高，飛灰可燃物含量較小，而對(duì)于揮發(fā)分含量低的煤，因其組織結(jié)構(gòu)密實(shí)，如無(wú)煙煤、石煤等，相同條件下飛灰可燃物含量要高出很多。通過(guò)對(duì)景電鍋爐燃煤取樣分析、化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其干燥基揮發(fā)份可從7變化至近16.3，加之

6、煤場(chǎng)較小，無(wú)法充分混煤配煤，導(dǎo)致鍋爐入爐煤質(zhì)變化頻繁，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。由此造成飛灰可燃物的含量偏高，具體情況見下表：煤種取樣1取樣2取樣3收到基水分7.86.89.7空氣干燥基水分0.961.130.95空氣干燥基灰分49.1442.7150.68空氣干燥基揮發(fā)份10.2916.317.01空氣干燥基固定碳39.6139.8541.36低位發(fā)熱量133351629412579綜合灰樣飛灰可燃物7.248.218.97煤種與飛灰含碳量的關(guān)系2.入爐煤粒徑的影響入爐煤粒徑控制不當(dāng)是飛灰可燃物偏高的又一主要原因：一般來(lái)說(shuō)碳顆粒的燃燼時(shí)間隨粒徑的增大而延長(zhǎng)，對(duì)單位質(zhì)量燃料而言，粒徑減小，粒子數(shù)增加，燃

7、燼時(shí)間將縮短。但如果顆粒過(guò)細(xì)，由于其在爐內(nèi)停留時(shí)間過(guò)小，反而會(huì)導(dǎo)致飛灰可燃物增加。因些需保持入爐煤粒徑在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，才能有效降低飛灰可燃物。具體情況如下：粒徑/mm6311飛灰可燃物取樣17.7226.750.7614828.21取樣28.229.3651.710747.36取樣314.930.7150.6837110.123、運(yùn)行中氧量的影響運(yùn)行中氧量不足是飛灰可燃物偏高的重要原因: 鍋爐在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)氧量過(guò)?。s2%左右），此時(shí)即使將二次風(fēng)調(diào)節(jié)門開至最大 ,仍達(dá)不到所需風(fēng)量和風(fēng)壓，爐內(nèi)處于缺氧燃燒狀態(tài) , 這是目前飛灰可燃物含量較高的重要原因。而此時(shí)如果為了提高氧量而采用增加一次風(fēng)

8、量的方法，由于一次風(fēng)速偏高將導(dǎo)致煤粉著火推遲，火焰中心上移，煤粉在爐內(nèi)停留時(shí)間減少，降低了煤粉的燃燼程度，反而使飛灰可燃物含量進(jìn)一步上升。4、床溫的影響床層溫度變化直接影響飛灰可燃物含量高低:因?yàn)榇矞卦黾?碳粒的燃燼時(shí)間縮短，可降低飛灰可燃物。但流化床床層運(yùn)行溫度上限受灰分的變形溫度限制，否則易造成鍋爐結(jié)焦，及綜合考慮脫硫效果，一般認(rèn)為流化床最佳運(yùn)行溫度為850了-950。因此為了降低飛灰可燃物，床溫應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況確定合理的運(yùn)行上限，具體情況如下：床溫（）爐膛出口溫度（）飛灰含碳量（%）87082011.090085010.349248688.939308728.469468787.85、布煤

9、均勻的影響：景德鎮(zhèn)發(fā)電廠鍋爐采用前墻給煤方式，煤通過(guò)皮帶式給煤機(jī)送入前墻4個(gè)落煤口中，這種給煤方式如果某一落煤管堵煤會(huì)造成布煤不均，容易造成部分給煤口附近煤量過(guò)于集中，形成缺氧區(qū)，從而增加了飛灰可燃物。6、床層高度影響：床層高度影響CFB鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行和燃燒效率，維持一定厚度的料層是運(yùn)行中必不可少的。要盡量維持恰當(dāng)?shù)牧蠈痈叨?，如果料層過(guò)高，不僅會(huì)增大風(fēng)機(jī)電耗，而且會(huì)增大氣泡尺寸和揚(yáng)析損失，料層過(guò)薄，又會(huì)導(dǎo)到燃燒工況不穩(wěn)定，燃料在床內(nèi)的停留時(shí)間縮短，造成飛灰可燃物偏高。三、降低飛灰可燃物的措施 針對(duì)上面的飛灰可燃物偏高的原因,我們?cè)谶\(yùn)行中采取了相應(yīng)的措施,具體如下:1.選配煤種,合理?yè)綗?景電公司

10、煤種來(lái)源主要是淮南、淮北煤、山西潞安煤、川煤、本省、本地小火車煤及汽車煤等，進(jìn)行摻燒時(shí)，一般取外省煤與本省、本地煤3：7摻配，為了控制#5爐含硫量，川煤一般不入#5爐。由于入爐煤煤質(zhì)變化很大,經(jīng)常偏離設(shè)計(jì)值,為了穩(wěn)定燃燒,在配煤摻燒的同時(shí),我們加強(qiáng)煤質(zhì)的取樣化驗(yàn),加強(qiáng)燃儲(chǔ)部與發(fā)電部的聯(lián)系，若摻燒煤種燃燒不穩(wěn)，及時(shí)通知燃儲(chǔ)部調(diào)整上煤方式，以保證鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.控制入爐煤粒度為了保證鍋爐入爐煤煤質(zhì)煤粒度，采用在煤倉(cāng)入口加裝篩子進(jìn)行過(guò)濾。為此化學(xué)每天做篩分試驗(yàn)，如果顆粒度偏大，對(duì)細(xì)碎機(jī)進(jìn)行開蓋清煤，并定期檢查更換碎煤機(jī)環(huán)錘，控制入爐煤粒度100%8mm，為運(yùn)行人員的經(jīng)濟(jì)調(diào)整提供了技術(shù)保障。3控制風(fēng)

11、量控制氧量為了保證高負(fù)荷時(shí)鍋爐氧量，景德鎮(zhèn)發(fā)電廠將4個(gè)油槍風(fēng)由二次風(fēng)改成一次風(fēng)。這樣在高負(fù)荷時(shí)既提高了氧量又減少了一次風(fēng)速，同時(shí)運(yùn)行中控控制如下幾個(gè)方面：3.1嚴(yán)格控制好鍋爐總風(fēng)量，保證鍋爐過(guò)?？諝庀禂?shù)，將鍋爐氧量控制在3.5%6.0%之間，不低于3.5%。既保證碳粒的完全燃燒，又防止截面流速過(guò)大。3.2一次風(fēng)流化風(fēng)量在高負(fù)荷時(shí)控制在27 KNm3/h左右，保證燃煤進(jìn)入爐膛后與床料的摻混，并注意保證床溫在900950之間，床溫的調(diào)節(jié)可由二次風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在條件允許的情部下，床溫盡量保持上限，一次流化風(fēng)量在低負(fù)荷時(shí)控制在18 KNm3/h，當(dāng)發(fā)現(xiàn)煤質(zhì)變化時(shí)及時(shí)調(diào)整，防止床溫出現(xiàn)大的波動(dòng)，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象

12、。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,一、 二次風(fēng)比直接影響飛灰可燃物,當(dāng)一、二次風(fēng)比由1.175降低到 0.908時(shí)，飛灰含碳量降低了 1.25?？梢娺m當(dāng)降低一次風(fēng)量，增加二次風(fēng)量,有助于降低飛灰含碳量。3.3二次風(fēng)量的調(diào)整原則:循環(huán)硫化床鍋爐的二次風(fēng)主要是在運(yùn)行情況下起到助燃作用，要求二次風(fēng)具有足夠的速度進(jìn)入爐膛，足夠的動(dòng)量使得二次風(fēng)具有良好的穿透能力，從而能夠進(jìn)入遠(yuǎn)離水冷壁壁面的區(qū)域輔助燃燒，并使得爐內(nèi)煙氣和固體顆?；旌暇鶆?。二次風(fēng)量不夠，則會(huì)導(dǎo)致穿透力下降，二次風(fēng)與煙氣和固體顆?；旌喜痪鶆?，稀相區(qū)溫度梯度情況加劇，此時(shí)不僅僅降低鍋爐整體效率，而且會(huì)使得燃燒過(guò)程污染物排放量增大。高負(fù)荷時(shí)，為了保證氧量，二

13、次風(fēng)調(diào)門處于全開狀態(tài)。這樣既增加鍋爐燃燒區(qū)的橫向擾動(dòng)，又可以防止鍋爐燃燒區(qū)出現(xiàn)局部缺氧的現(xiàn)象。低負(fù)荷時(shí)，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在煤質(zhì)較好的情況下，即使用高揮發(fā)份的煤適合采用風(fēng)壓較低而風(fēng)量充足的二次風(fēng)，這樣可以使得燃料燃燒更為充分，提高受熱面的換熱強(qiáng)度，利于提高負(fù)荷量，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)總門和分風(fēng)閥開度調(diào)節(jié)使得入爐風(fēng)速達(dá)到15-20M/S為宜；而對(duì)于低揮發(fā)份的、高熱量的煤種，二次風(fēng)調(diào)節(jié)的目的是強(qiáng)化料層的儲(chǔ)熱效果，因此風(fēng)量不易過(guò)大，可以用分風(fēng)閥開度調(diào)節(jié)獲得25-30M/S的風(fēng)速提高擾動(dòng)，優(yōu)化了燃燒環(huán)境。3.4上下二次風(fēng)量的配比:通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)控制上二次風(fēng)量大一些有助于降低飛灰含碳量。無(wú)論總風(fēng)量是大還是

14、小，在一、二次風(fēng)比大的情況下，下、上二次風(fēng)比小的飛灰含碳量低；一、二次風(fēng)比小時(shí),情況正相反,下、上二次風(fēng)比大的飛灰含碳量低。因此一、二次風(fēng)比和下、上二次風(fēng)比間存在較大的相互影響。 3.5鍋爐爐膛負(fù)壓的調(diào)整:鍋爐爐膛負(fù)壓保持太小，燃燒煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器后離心力下降，進(jìn)入煙道的碳粒增多，飛灰可燃物增大。鍋爐爐膛負(fù)壓保持太大，燃燒煙氣進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器后離心力增大，進(jìn)入煙道的碳粒減少，但尾部受熱面磨損增加，經(jīng)過(guò)觀察分析，現(xiàn)保持在100+100pa4、注意加強(qiáng)床壓、床溫的調(diào)整 在一定流化風(fēng)速下,床壓升高時(shí),爐膛內(nèi)床層相對(duì)增高,爐內(nèi)物料濃度增大 , 使得隨流化風(fēng)從爐底向上運(yùn)動(dòng)的細(xì)小煤粒與床料碰撞的幾率增大 , 難以飛出爐膛 ,這就延長(zhǎng)了細(xì)小顆粒在爐內(nèi)停留時(shí)間,提高其燃盡度。運(yùn)行中在綜合考慮其它因素 (如床層良好流化、正常排渣、合理的風(fēng)機(jī)電耗) 的前提下,可適當(dāng)提高運(yùn)行床壓,以降低飛灰可燃物。實(shí)際運(yùn)行中，床壓控制在13kpa左右是一個(gè)最佳數(shù)值。床溫提高可降低劣質(zhì)煤爐渣含碳量,有利于燃燒反應(yīng)的進(jìn)行,但床溫過(guò)高,容易發(fā)生結(jié)焦,脫硫效果也變差。所以在運(yùn)行中，要加強(qiáng)監(jiān)視，及時(shí)調(diào)整，尤其要加強(qiáng)二次風(fēng)的調(diào)整。5加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，確保機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，尤其在加減負(fù)荷時(shí)，要注意勤調(diào)整，應(yīng)采用多次少量的原則，根據(jù)床溫、床壓、風(fēng)量，氧量、煤量、主汽壓