（神华榆林能源化工有限公司 陕西榆林 719000）
摘要：随着工业现代化的不断发展，工业锅炉在工业生产中占有不可替代的地位，锅炉广泛应用于发电和供热，锅炉燃烧主要针对煤炭以及燃料气的燃烧，在当前全面推行节能减排的形势下，对于锅炉效率提出了更高的要求，尤其在锅炉运行过程中对于燃烧的调整要求尤为重要。本文针对某自备电厂负荷波动大易造成炉渣飞灰含碳量高，在现运行情况下，影响炉渣飞灰含碳量变化的因素主要有：煤粉细度、煤种特性、一二次风量风压及过剩空气系数、磨煤机运行方式、热风温度和锅炉负荷等。针对问题提出控制措施。
关键词：运行调整；炉渣飞灰含碳量高；技术分析；锅炉效率；经济性；
前言
锅炉作为电厂中最重要的设备，其应用原理主要是将热能通过一定的形式，转换为机械能，之后再将机械能转换为电能，专业技术分析和结合实际运行情况，结合设备运行特性，以多面数据支持、寻求科学的运行调整方案，在提高锅炉效率、经济性的前提下，保证锅炉安全、环保、稳定运行。
1某自备电厂情况
某自备电厂配有4台哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的锅炉型号为HG-260/9.8-YM1煤粉锅炉，3套制粉系统。点火燃料为柴油和化工燃料气，主要成分为甲烷和氢气。锅炉主要为化工区提供蒸汽起源，并配套2台25MW抽背式供热汽轮机发电机组为化工区提供电源。设备年运行小时数8000h。燃烧器为角式直流式燃烧器，采用正四角切向布置，假想切圆为739mm，采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统。
2现状调查
目前锅炉单元3、4#锅炉运行，燃料全部为动力燃料煤（50%西湾煤、50%锦界煤，综合收到基低位发热量25.07MJ/kg），化工燃料气未投用情况下。
近期炉渣、炉灰含碳量化验分析如下表所示：
运行调整过程中，在外界符合稳定前提下，精细化调整，防止蒸汽参数大幅度波动而产生损失。均衡负荷，防止负荷过低锅炉效率降低。
3飞灰炉渣含碳量高的原因
3.1煤粉细度的影响
以上煤粉细度R90的分析数据不合格率较高，是不充分燃烧、炉渣含碳量较高的重要原因之一。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。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。
3.2煤种特性的影响
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。
3.3一次风量和风速的影响
一次风量和风速不宜过高。一次风量和风速增大，将使煤粉气流加热到着火温度所需时间增长，热量增多；着火点远离喷燃器，可能使火焰中断，引起灭火，或火焰伸长引起结焦。一次风量和风速也不宜过低。一次风量和风速过低，煤粉混合不均匀，燃烧不稳定，增加不完全燃烧损失，严重时造成一次风管堵塞；着火点过于靠近喷燃器，有可能烧坏喷燃器或造成喷燃器附近结焦；煤粉气流的刚性减弱，煤粉燃烧的动力场遭到破坏。
3.4二次风量及过量空气系数的影响
二次风由送风机提供，经空气预热器加热。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。
3.5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和火焰中心位置。不同的制粉系统运行对飞灰炉渣含碳量有着直接影响。
3.6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。
3.7锅炉热负荷的影响。
锅炉低负荷时，燃料消耗量相应减少，水冷壁的吸热量虽然减少一些，但减少幅度较小，相对每kg 燃料而言，水冷壁的吸热量反而有所增加，使得炉膛平均温度降低，影响煤粉的着火，煤粉不容易燃尽又造成飞灰含碳量上升；反之，同样的煤粉在高热负荷时，则容易燃尽，有利于降低飞灰含碳量。
4、降低飞灰炉渣含碳量的措施
4.1控制合适的煤粉细度。
制粉系统应根据锅炉负荷的需求应及时调整分离器挡板开度，保证磨煤机出力。现煤质水分较低可适当降低磨煤机出口温度，提高一次风刚性，适当提高一次风压，控制一次风量，防止燃烧器喷燃口着火提前和结焦。磨煤机运行过程中因锅炉负荷较低，不易提高加载力，以保证磨煤机运行工况、防止磨煤机耗电量的增加以及磨辊磨损加剧，根据运行实际情况对运行制粉系统的负荷可以进行适当的分配。保证煤粉细度，是炉渣、炉灰的残碳量降低的原因之一。
4.2针对煤种合理调整燃烧。
针对我厂50%西湾煤、50%锦界煤的收到基低位发热量超过锅炉设计值，以及煤质水分、变形、软化、流动温度的差异，相对锦界煤的燃烧要做相应的适当调整，鉴于现煤质实际情况：防止脱销入口氮氧化物超标、燃烧器喷口及炉膛受热面结焦、炉渣、炉灰的残碳量的控制。制粉系统的运行也应进行针对性的调整。运行过程中严格控制炉膛出口温度及偏差，及时吹灰，保持受热面清洁，根据燃烧实际情况合理一二次风配比、过量空气系数，确保燃烧工况良好。
4.3合理的调整一次风量和风速。
对于直吹式制粉系统，一次风量和风速宜选下限，一次风速过高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；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；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；加剧了管道和喷嘴的磨损。根据燃烧工况合理调整一次风量和风速。减少不完全燃烧损失，确保煤粉完全燃烧。
4.4合理配比二次风量及过剩空气系数
锅炉运行过程中随着负荷的变化，当负荷变化时，必须及时调整一二次风量和燃料量，使燃烧工况得以相应的改变。当负荷变化时，不及时调整二次风量，炉内过剩空气减少，造成缺氧燃烧，炉内不完全燃烧损失增大，导致飞灰炉渣含碳量增大。因此在锅炉负荷波动过程中，及时调整二次风量保证炉内过剩系数在合理范围内，确保炉内燃料完全燃烧。提高锅炉的经济性和可靠性。
4.5合理调整制粉系统
当A、B制粉系统；A、C制粉系统；B、C制粉系统运行时，对应的火焰中心位置不同，当火焰中心偏上时开大上二次风使火焰中心下移，适当开中1、2次风，保证充分燃烧，燃油配风、下二次风适当开度，保证煤粉在炉内燃烧时间，消旋风1可适当开大。当火焰中心偏下时，适当开大下二次风跟燃料气配风使充分燃烧。根据不同燃烧器投运行情况通过二次风配比，保证煤粉在炉内的燃烧时间、火焰中心位置，确保燃烧充分，减少飞灰和炉渣的含碳量。
4.6合理提高热风温度
对于运行锅炉中，可以利用暖风器提前提高一二次风温，适当提高磨煤机出口温度。提高热风温度可以煤粉气流的初温，使燃烧室内温度增加，从而减少把煤粉气流加热到着火温度所需的着火热，是降低飞灰含碳量的有力途径。
4.7调整锅炉负荷
要实现锅炉的最佳额定效率锅炉必须要在额定的蒸发量左右，研究表明工业锅炉的最佳效率区是在额定负荷的85%-100%区间内，若80%以下或者超过100%负荷，锅炉的热效率会瞬间降低。但针对现情况是外界用汽量决定的锅炉负荷，因此合理平衡各炉负荷，来实现最大效率。再在外界负荷稳定的前提下，均衡各台锅炉负荷量，增强协作沟通能力，精细化调整，根据负荷、主汽压力变化曲线趋势，提前预判、把握好时间节点，适当增减燃料量，使各参数平稳无波动稳定运行。
结束语：通过对3#、4#2台炉运行与实践，保证炉渣、飞灰的含碳量标准，炉渣残碳量不大于10%，飞灰残碳量不大于3%。以上几种调整方法是控制锅炉炉渣飞灰含碳量好的方法，同时对锅炉稳定燃烧也非常有效。
参考文献：
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