飞灰含碳量是影响锅炉燃烧效率及机组运行经济性的重要成因之一,也是反映燃煤锅炉燃烧效率的重要指标,而且对静电除尘器系统、煤灰的质量也有一定影响。通过实时准确的测量飞灰含碳量、锅炉设备的运行优化以及燃烧优化,不仅有利于指导锅炉运行与燃烧调整,而且能提高机组的安全性和经济性。超临界对冲火焰锅炉常常由于掺烧难磨煤种、劣质煤种等原因,容易导致锅炉飞灰含碳量偏高,锅炉效率降低。因此,对飞灰含碳量变化的成因及影响因素进行研究,来降低飞灰含碳量,具有重要的实际工程意义。本文针对某厂600MW超临界锅炉机组飞灰含碳量偏高问题进行试验研究,主要研究结果总结如下:(1)对煤粉的燃烧过程规律及特点进行了分析,研究了锅炉运行中各种因素对燃烧的影响规律,并根据煤粉燃烧化学反应动力学原理,详细分析了煤粉锅炉中强化燃烧、燃烧优化调整及降低飞灰含碳量的方法。(2)对由典型组分煤种构成的混煤燃料及燃烧特性进行了分析,并运用热重分析方法对晋城贫瘦煤和平顶山烟煤的六种不同配比组成的混煤燃烧特性进行了实验研究,实验表明,由于两种单煤的煤质特性差异,使得不同配比混煤的着火特性和燃烬特性相差较大,混煤的着火性能趋近于易着火的单煤,燃烬性受难燃煤种的影响较大。同时,应用模糊数学理论,对锅炉运行混煤配比进行了优化。(3)制粉系统是锅炉重要的辅机系统之一,其运行状况直接影响锅炉燃烧稳定性和安全性。针对某厂600MW锅炉机组因制粉系统出力低、煤粉粒径大,导致锅炉效率偏离设计值、飞灰含碳量偏高的问题,开展了现场试验,并分别对磨煤机通风量、粗粉分离器挡板开度、磨煤机出口温度、煤粉细度和磨煤机出力特性进行了试验研究与调整优化,确定了一组磨煤机的最佳运行工况参数。(4)以上述实验结果为基础,在600MW超临界煤粉锅炉上进行了混煤掺烧的现场优化试验研究,并分别对组分煤种的掺烧比、煤粉细度、过剩空气量进行了优化试验研究,确定了最佳的组分煤种掺烧比以及最佳掺烧比条件下的最佳煤粉细度、过剩空气量。