300MW燃煤机组飞灰含碳量高的原因分析与对策.docVIP

300MW燃煤机组飞灰含碳量高的原因分析与对策 　　摘 要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文针对公司锅炉技术改造后飞灰含碳量偏高的实际情况，分别从低氮燃烧器、燃尽风使用、旋转分离器调整等多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的原因，并提出合理解决方案，降低飞灰含碳量，取得明显成效。 　　关键词：锅炉；飞灰含碳量；原因分析；降低 　　中图分类号：TK223 文献标识码：A 　　飞灰含碳量是反映电厂锅炉燃烧效率的重要指标。飞灰含碳量高就要增加燃料消耗量，直接影响电厂的发电煤耗，增加发电成本，降低经济性。飞灰含碳量升高加剧了对锅炉尾部受热面有磨损，降低设备的使用寿命。而且容易发生锅炉结焦和沉积在尾部烟道引发二次燃烧，这些对锅炉的安全运行造成很大的威胁。因此，应尽量降低锅炉飞灰含炭量，提高电厂效益，保障锅炉运行安全。我公司300MW机组锅炉为亚临界压力、一次再热自然循环汽包炉，采用中速磨直吹式制粉系统、单炉膛、四角切向燃烧，平衡通风，固体排渣。锅炉采用四角布置，同心切圆燃烧方式。燃烧器喷嘴结构采用一次风口四周通以周界风，一二次风喷嘴间隔布置的型式，一次风喷嘴可上下摆动30°，可通过改变燃烧器的角度，来改变火焰中心位置。 　　机组整体运行情况稳定，飞灰含碳量含量平均3.5%～4.0%。由于环保形势的严峻，为适应“十二五”对火电行业的NOX控制要求，对#3、#4机组进行选择性催化还原烟气脱硝SCR改造，同时配套进行低氮燃烧器改造，燃烧器可摆动。低氮燃烧器改造采用翼型导流浓淡+周界风+SOFA燃烧技术；SOFA风布置在炉膛的四角，每组SOFA燃烧器布置三层SOFA喷口。SOFA燃烧器喷口可以上下摆动，用来调节火焰中心和控制飞灰和降低NOX最佳值。为了降低飞灰含碳量，对磨煤机进行改造，增加了旋转分离器以降低煤粉细度。锅炉改造启动后，运行过程中暴露出飞灰含碳量偏高的问题，平均为8.0%～9.0%，最高出现过15%，这极大的影响到机组运行的经济性。以下简述一下飞灰含碳量偏高的原因。 　　（1）煤粉细度的影响 　　煤粉细度对其煤粉的燃烧和燃尽性能有很大影响。煤粉细度越大，即煤粉颗粒粒径越大，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。对于高挥发分的煤，因其容易燃烧可允许磨得粗些；对于低挥发分和可磨性指数较低的煤，因较难燃烧而应尽量磨得细些。降低煤粉细度是控制飞灰含碳量升高的有效措施。 　　（2）煤种特性的影响 　　煤是火电厂的主要发电成本，为了降低发电成本，要进行配煤掺烧，锅炉燃烧实际煤种与设计煤种不符，从而对煤粉的完全燃烧产生很大的影响，导致飞灰含碳量发生显著变化。 　　（3）一次风速的影响 　　对于直吹式制粉系统，一次风速宜低一些，一次风速过高带来的危害如下，直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，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，燃烧过程缩短，不利于煤的燃烬。 　　（4）磨煤机运行方式的影响 　　上层磨运行，煤粉在炉内燃烧时间缩短，燃烧时间不充分，灰含碳量偏高。 　　（5）二次风量的影响 　　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，炉内出现缺氧燃烧现象，导致飞灰含碳量增大。 　　（6）锅炉热负荷的影响 　　锅炉低负荷时，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。 　　把这几方面的因素同锅炉技术改造后的运行方式一同分析，发现了一些问题： 　　（1）磨煤机旋转分离器改造后做了实验，由于每个负荷点只运行30分钟，从实验结果看很理想。按照试验结果进行调整，旋转分离器的转速调的高，一段时间运行后导致磨煤机排渣量增大，电流增大，出口风粉混合物温度降低，频繁出现磨煤机满煤，降低了磨煤机的运行安全和影响了机组运行的稳定性。为了应对这种状况，运行人员提高一次风压，总体较以前调高了1.5kPa～2kPa，满负荷一次风母管压力10kPa。即使磨煤机旋转分离器转速降低了，运行人员仍愿意愿保持较高的一次风压，以保证磨煤机的运行稳定。一次风压的提高和磨煤机出口温度的降低导致的飞灰含碳量升高，其数值超过了煤粉细度降低对飞灰含碳量的影响。 　　（2）低氮燃烧的根本是局部缺氧的分层燃烧。煤粉的燃尽阶段用时最长，效率很低。煤粉没有在炉膛中心充分燃烧，脱离高温区后燃尽很困难。SOFA风布置在炉膛的四角，每组SOFA燃烧器布置三层SOFA喷口，其喷口面积大于二次风口的面积，SOFA风量可以占到二次风量的1/4～1/3。调整氮氧化物时，SOFA风开度偏大，燃烧区缺氧较严重，煤粉无法充分燃烧，而在燃尽区由于SOFA风量大，温度低，又没有有效的扰动措施，造成了飞灰含碳量