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南阳热电#1炉飞灰含碳量高分析及治理

清洁高效燃煤发电技术中心 2021-09-18 09:46:04


摘  要:本文简单阐述了公司#1炉飞灰含碳量从2015年11月最低1.3%逐步升至2016年3月最高点2.85%,对#1炉飞灰含碳量逐步升高的影响因素逐一进行分析,从中寻求降低#1炉飞灰含碳量的办法,制订治理方案,依据方案对现场设备系统进行排查,最终达到解决降低#1炉飞灰含碳量的效果飞灰含碳量偏高的原因分析及其治理

关键词:锅炉    飞灰含碳量    影响    因素  


一、#1炉飞灰含碳量2015年9~2016年3月变化趋势图:


从#1炉飞灰含碳量2015年9~2016年3月变化趋势图可以看出,#1炉飞灰含碳量的升高是从2015年11月开始的,在2015年11月之前,#1炉飞灰含碳量较为稳定,但在2015年11月后,#1炉飞灰含碳量月平均值从1.47%逐步升至2016年3月份月平均值2.34%,升高0.87%,供电煤耗同比升高0.87*0.75=0.6525g/kw.h。严重影响锅炉效率和经济性,对这期间煤质、一二次风配比、一次风压、磨煤机出口温度、磨煤机运行方式、煤粉细度进行分析,找出原因及其解决问题的办法,把锅炉飞灰含炭量控制在合理的范围内,对生产运行具有重要的意义。


二、#1炉飞灰含碳量高因素分析

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。

1、煤质。随着近几年煤炭价格下调,公司进煤结构得到很大改善,高硫、低挥发分、低含碳量拒之门外,取而代之的是低硫、高挥发分高热值的煤种。公司锅炉燃烧系统配置的是双进双出直吹式制粉系统,当煤的发热量偏低时,同样的锅炉负荷所需的实际煤量增大,相应的一次风量就会增加,导致理论燃烧温度和炉内的温度下降,使煤粉气流着火延迟,造成飞灰含碳量增大。当煤的挥发份偏低时,煤粉气流着火温度显著升高,着火热随之增大,造成着火点后移,火焰中心上移,尾部排烟温度随之升高,飞灰含碳量也会增大。当煤的灰份偏高时,其中的灰份不仅不发热而且还要吸收热量,致使碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减缓,着火推迟,飞灰含碳量升高。同时灰份的增大,也会使煤的燃烬程度变差。因为灰份含量增大,碳粒燃烧过程中被灰层包裹,不易燃烬。造成飞灰含碳量升高。当煤的水分偏大时,煤粉进入炉膛后,使炉内温度降低,导致燃烧稳定性变差,煤粉的燃烬程度降低。但近阶段煤质逐步偏好,当前的煤质理论上降低飞灰含碳量,所以,煤质不是引起#1炉飞灰含碳量升高的因素。

2、一二次风配比:二次风混入一次风的时间要合适。在一次风携带煤粉着火后送入二次风,补充煤粉气流燃烧所需的氧气,使它与着火燃烧的煤粉气流强烈混合,促使煤粉的燃烧和燃尽过程。二次风如果在煤粉着火以前过早的混入一次风对着火是不利的,尤其是对于挥发份低的煤更是如此,因为二次风的温度大大低于火焰温度,大量低温的二次风混入则会降低火焰温度,这种过早的混和,使煤粉需要的着火热增加,着火推迟,势必增加机械不完全燃烧损失,飞灰含碳量上升。但如果二次风过迟混入,又会使着火后的煤粉得不到燃烧所需氧气的及时补充,这也会使炉内燃烧不完全,飞灰含碳量增加。#1炉在运行调整中,通过各种手段且对两台锅炉进行燃烧对比,同样的调整方式,#1炉飞灰含碳量明显高于#2炉,一二次配比不是引起#1炉飞灰含碳量高的主要因素。

3、一次风压:一次风压越低,一次风速越低,燃烧器着火点越近,煤粉在炉膛内滞留时间越长,煤粉燃尽程度越高。在#1、2炉燃烧调整中,#1炉分离器出口一次风压低于#2炉分离器出口一次风压,同等工况下,#2炉灰飞含碳量确低于#1炉,所以一次风压也不是引起#1炉飞灰含碳量高的主要因素。

4、磨煤机出口温度:我公司磨煤机出口温度允许范围75~100℃,磨煤机出口温度的高低直接关系到炉内燃烧工况。对于同一台燃煤锅炉,当其它条件相同时,通过提高煤粉气流的初温,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,如果磨组出口温度较低,会增加煤粉燃烧的着火热,同时也会使炉膛的温度相应降低,影响煤粉的着火和燃尽,使得飞灰含碳量增加。当前磨煤机出口温度实际控制在80~90℃之间,两台炉磨煤机出口温度控制基本一致,所以磨煤机出口温度不是引起#1炉飞灰含碳量偏高的主要因素。

5、磨煤机运行方式:单套磨煤机运行,一次风速高,磨煤机出力大,导致燃烧器着火点偏远。在#1、2炉长期运行中,一直维持两套制粉系统运行,不存在单套制粉系统长期运行的方式,所以磨煤机运行方式也不是#1炉飞灰含碳量偏高的原因。

6、煤粉细度:煤粉越细,燃烧越尽,飞灰含碳量越低。影响公司煤粉细度的因素很多,磨煤机出力、一次风压、煤质可磨系数、分离器折向挡板的调节开度、磨煤机衬板带球能力等均会影响磨煤机煤粉细度。根据运行参数和#1、2炉现场设备实际情况对比发现,#1炉煤粉细度比#2炉大,但两台炉磨煤机出力、一次风压、煤质可磨系数、分离器折向挡板的调节开度均保持一致,唯有#1炉#1磨煤机衬板磨损较为严重,带球能力偏弱,如图所示。


所以经过仔细分析,#1炉#1磨煤机衬板磨损严重,带球能力较弱,影响煤粉细度,导致#1炉飞灰含碳量偏高。但在煤粉取样分析中显示煤粉细度在14~18%之间,与#2炉基本一致,从中可以判断#1炉#1制粉系统取样不准确。


三、#1炉飞灰含碳量高治理

2016年3月,在公司#1机组停运期间,对#1炉#1磨煤机衬板进行更换,如图所示:



四、#1炉飞灰含碳量高治理成果

#1机组于2016年4月10日启动,#1机组启动后对飞灰含碳量数据分析如下:


从曲线图数据可以看出,#1炉#1磨煤机衬板更换后,磨煤机带球能力升高,煤粉细度降低,煤粉燃尽程度较高,同时经过运行精心调整,#1炉灰飞含碳量由原来的两个以上,下降到当前的1.38%,效果明显。


五、结束语

通过#1炉飞灰含碳量偏高治理可以看出,参数异常分析,不要仅局限于人员对运行参数的调整,设备性能也是引起参数异常的一个重要因素。通过综合分析、逐条筛选,会发现参数异常的根本原因,最终达到解决问题的效果。


上海-(2016年11月10-11日)2016年燃煤发电清洁燃烧与污染物综合治理技术研讨会暨环保技术与装备专委会年会


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