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摘要:当煤粉无法完全燃烧时必然会导致飞灰可燃物升高,损失大量的燃烧热。引发此种现象的原因包括煤粉细度过大、配风不合理、锅炉负荷偏高或偏低,同时也受到煤质、挥发份、灰分等因素的影响,因此当前需要将空气系数控制在合理范围内,采用科学合理的配风方式,并尽可能地降低煤粉细度,从而实现煤粉的充分燃烧。本文就对此问题进行了详细探讨。
关键词:火电厂;飞回可燃物;降低措施
引言:
飞灰可燃物的升高会引发多种负面影响。如管壁温度过高,极有可能引发爆管事故,并且会严重影响锅炉效率。此外,如果烟道内飞灰含量过高,则增大了燃烧致事故发生的可能性,并且飞灰处理不干净会严重污染环境。因此不论是从经济、环境还是安全角度考虑,都应明确飞灰升高的原因,然后进行针对性处理。本文就对此进行了具体分析。
一、影响因素
(一)煤种特性
煤炭市场所供应的燃煤性质并非处于稳定状态,并且火电厂通常情况下会想方设法缩减燃料投资成本,导致火电厂所采用的燃煤来源不一,与设计煤种偏差过大,水分、灰分等指标始终处于不稳定状态,不利于煤粉的彻底燃烧[1],从而增加了飞灰可燃物的含量。
(二)挥发份
煤粉燃烧时挥发成份先于焦炭,如果燃煤性质为高挥发份,则有利于炉内温度快速升高,最终到达高温状态,从而促使焦炭燃尽,这样自然不会产生过多的飞灰可燃物,但如果燃煤的性质为低挥发份则刚好相反。
(三)水分
燃煤中水分含量过高不利于炉内燃烧温度的升高,从而影响焦炭的燃烧,使其无法燃尽,进而导致残留碳过多。
(四)灰分
灰分的特点在于需要吸收热量并且无法放热,导致燃烧温度无法升高,直接影响燃烧效果,使得燃烧强度过低。此外,煤在燃烧过程中碳与氧气会发生反应,有利于煤粉的燃烧[2]。但如果其中灰分含量过高,则代表煤的质量较差,在燃烧时会大量吸热,导致火焰无法处于稳定状态,从而影响燃烧效果。
(五)煤粉细度
煤粉细度是一项较为关键的影响因素,粒径越大,越不利于燃烧,并且会延长燃尽时间,导致燃烧损失量过大。但如果粒径较小,则可增大表面积,从而促使煤粉充分燃烧。但同时也需考虑经济因素,因为在煤粉细度超过一定界限时会增加耗电成本,因此需要综合考虑这两项因素。此外,应确保煤粉颗粒足够均匀,有利于提高燃烧效率。
(六)过量空气系数
二次风是燃烧所需氧量的主要来源,风量过小时容易出现缺氧燃烧的不良现象。在此种状况下,氧化与还原反应均处于不充分状态,从而明显增加飞灰含碳量。
(七)配风方式
煤粉的燃烧需要经历多个阶段且具有特定的顺序。首先是着火,在此阶段需要通入一次风,并将其加热,而后通入煤粉,实现煤粉与风的初步混合。其次是燃烧,该阶段需要通入二次风,可增加氧气含量,确保煤粉与氧气能够充分反应,并且该阶段的反应十分剧烈。最后是燃尽,主要燃烧对象是碳粒。在这几个燃烧阶段中最为关键的是合理进行配风,即掌握好二次风的通入时间,过早与过迟均会造成不良影响,主要体现在会延迟着火及缩短燃尽时间,因此必须严加控制。
(八)锅炉负荷
当锅炉处于低负荷状态时会明显降低炉膛温度,不利于煤粉顺利进入着火阶段,难以实现充分燃烧。负荷过高时尽管有利于煤粉的燃烧,但同时也会因烟气含量的急剧增加而加快气流的流速,难以实现煤粉在炉内的长期停留,同样会影响燃烧效果。另外,电网要求负荷定期调整,导致负荷调整过于频繁。并且在调整过程中牵连范围较广,使得风量处于极不稳定的状态,进而直接影响锅炉的运行工况,明显增加可燃物含量。
(九)其他因素
第一是一次风速,偏高时会推迟着火,无法实现煤粉的稳定燃烧,同时也无法燃尽。主要是因为风速过高时会导致煤粉飞出气流,扩散到氧气含量较少的区域,并且风速过高时会导致炉膛内火焰不够均匀,偏移问题较为严重,进而加快烟气流速,不利于煤粉的长期停留[3]。第二是磨煤机。如果该设备的运行方式不当,则不利于火焰的集中,主要问题体现在多台此种设备运行时通常会配置制粉系统,并将氧气含量控制在较高状态,进而使得炉膛内部的火焰中心位置偏上。在此种状况下如果二次风通入时间不合理,则会导致未燃尽的煤粉与烟气同时飞出,进而使得飞灰含碳量超出规定范围。第三是热风温度,会直接影响燃烧工况,过高时有利于煤粉气流的升温。可快速加热壁面,从而降低着火点。较低时则不利于炉膛温度的升高,无法顺利着火,从而影响燃烧效果。第四是炉膛负压,过高时会加快气流速度,从而缩短气流在炉膛内的停留时间,难以达到充分燃烧的状态,增加热损失量。第五是设备缺陷,主要包括挡板开度不合理机节流缩孔在长期运行的过程中内部受损,从而难以实现风速及风量的有效控制。导致这两项因素处于不平衡、不稳定状态。不利于火焰的集中,进而导致飞灰可燃物含量超出规定范围。第六是燃烧器摆角,功能在于调节汽温,如果摆角与燃烧要求偏差过大,出现上摆问题时会使得火焰朝上移动,进而使得烟气与处于半燃烧状态的燃料同时流出,无法实现燃料的充分燃烧。
二、降低措施
燃烧器结构、电网负荷尽管会增加飞灰可燃物含量,但属于不可控因素。因此需要从除此之外的其他影响因素入手,主要包括以下几个方面。第一是过剩空气系数。煤粉能否充分燃烧取决于空气的通入量是否处于合理的范围内,过少会降低氧气含量,出现供氧不足的情况,在影响燃烧效果的同时也会导致炉膛结焦,容易引发安全事故。如果氧气含量过高,则会损失大量的烟气与氮氧化物,因此通入的空气应充足且适量。第二,根据煤粉的质地制定出科学的配比掺烧方案,并将煤粉细度的控制作为一项要点,在具体选择时应以煤种作为依据。第三,炉膛温度与燃烧质量直接相关,因此应确保炉膛内温度较高,从而加快燃烧速度,并达到完全燃烧的状态,可采取升高送风温度的措施。第四,煤粉的燃烧需要一定的时间,因此应确保其在炉内的停留时间与燃烧要求相符。针对此问题,可增设下层燃烧器,促使煤粉在炉内停留足够的时间。第五,在通入一、二次风时应控制好风量及风速,进而促使炉内空气动力场更为合理,这样有利于煤粉与氧气发生反应,促使燃烧更加彻底。第六,在具体选择配风方式的过程中应以煤种的配比方案作为基本依据;煤的燃烧多处于煤粉表面,因此为了达到充分燃烧的状态,需要合理控制炉温,并将煤粉与空气均匀混合。第七,负荷的增加应依次按照风量、粉量的顺序调整,从而避免出现缺氧燃烧的状况,促使煤粉快速着火,确保火焰不会出现偏斜的问题。第八,为降低煤粉细度,可将小钢球置于磨煤机中,设备启动后发挥钢球的研磨作用,达到降低煤粉细度的目的[4],但此种方式监控难度较大,因此在应用时必须控制好钢球直径等因素。此外,还可调整分离器,要点在于将通风速度控制在最佳范围内。第九,检查燃烧器角度及磨损状况,发现问题时及时进行设备维修,保障燃烧质量。
三、结束语
总而言之,社会经济的发展必须基于环境质量达标这一前提条件,如果发展的代价是污染环境,則违背了可持续发展的理念。因此火电厂必须将飞灰可燃物升高这一问题重视起来,从煤质、配风方式等多个方面加以调整,提高锅炉运行效率。同时,锅炉的合理运行也有利于降低发电成本,减少安全事故,从而保障职工的生命安全。
参考文献:
[1]仝爱民,郭鸿斌,郭起旺.670t/h锅炉飞灰可燃物偏高的原因及对策[J].节能与环保,2013,(5):44-45.
[2]李小岗,刘瑞,贺荣.锅炉飞灰可燃物高的原因及对策[J].山东工业技术,2017,(12):66-68.
[3]赵威.锅炉飞灰可燃物含量影响因素分析及解决措施[J].山东工业技术,2013,(6):46-47.
[4]郭金良.降低锅炉飞灰可燃物技术的研究与应用[J].能源技术与管理,2014,39(6):133-134.
关键词:火电厂;飞回可燃物;降低措施
引言:
飞灰可燃物的升高会引发多种负面影响。如管壁温度过高,极有可能引发爆管事故,并且会严重影响锅炉效率。此外,如果烟道内飞灰含量过高,则增大了燃烧致事故发生的可能性,并且飞灰处理不干净会严重污染环境。因此不论是从经济、环境还是安全角度考虑,都应明确飞灰升高的原因,然后进行针对性处理。本文就对此进行了具体分析。
一、影响因素
(一)煤种特性
煤炭市场所供应的燃煤性质并非处于稳定状态,并且火电厂通常情况下会想方设法缩减燃料投资成本,导致火电厂所采用的燃煤来源不一,与设计煤种偏差过大,水分、灰分等指标始终处于不稳定状态,不利于煤粉的彻底燃烧[1],从而增加了飞灰可燃物的含量。
(二)挥发份
煤粉燃烧时挥发成份先于焦炭,如果燃煤性质为高挥发份,则有利于炉内温度快速升高,最终到达高温状态,从而促使焦炭燃尽,这样自然不会产生过多的飞灰可燃物,但如果燃煤的性质为低挥发份则刚好相反。
(三)水分
燃煤中水分含量过高不利于炉内燃烧温度的升高,从而影响焦炭的燃烧,使其无法燃尽,进而导致残留碳过多。
(四)灰分
灰分的特点在于需要吸收热量并且无法放热,导致燃烧温度无法升高,直接影响燃烧效果,使得燃烧强度过低。此外,煤在燃烧过程中碳与氧气会发生反应,有利于煤粉的燃烧[2]。但如果其中灰分含量过高,则代表煤的质量较差,在燃烧时会大量吸热,导致火焰无法处于稳定状态,从而影响燃烧效果。
(五)煤粉细度
煤粉细度是一项较为关键的影响因素,粒径越大,越不利于燃烧,并且会延长燃尽时间,导致燃烧损失量过大。但如果粒径较小,则可增大表面积,从而促使煤粉充分燃烧。但同时也需考虑经济因素,因为在煤粉细度超过一定界限时会增加耗电成本,因此需要综合考虑这两项因素。此外,应确保煤粉颗粒足够均匀,有利于提高燃烧效率。
(六)过量空气系数
二次风是燃烧所需氧量的主要来源,风量过小时容易出现缺氧燃烧的不良现象。在此种状况下,氧化与还原反应均处于不充分状态,从而明显增加飞灰含碳量。
(七)配风方式
煤粉的燃烧需要经历多个阶段且具有特定的顺序。首先是着火,在此阶段需要通入一次风,并将其加热,而后通入煤粉,实现煤粉与风的初步混合。其次是燃烧,该阶段需要通入二次风,可增加氧气含量,确保煤粉与氧气能够充分反应,并且该阶段的反应十分剧烈。最后是燃尽,主要燃烧对象是碳粒。在这几个燃烧阶段中最为关键的是合理进行配风,即掌握好二次风的通入时间,过早与过迟均会造成不良影响,主要体现在会延迟着火及缩短燃尽时间,因此必须严加控制。
(八)锅炉负荷
当锅炉处于低负荷状态时会明显降低炉膛温度,不利于煤粉顺利进入着火阶段,难以实现充分燃烧。负荷过高时尽管有利于煤粉的燃烧,但同时也会因烟气含量的急剧增加而加快气流的流速,难以实现煤粉在炉内的长期停留,同样会影响燃烧效果。另外,电网要求负荷定期调整,导致负荷调整过于频繁。并且在调整过程中牵连范围较广,使得风量处于极不稳定的状态,进而直接影响锅炉的运行工况,明显增加可燃物含量。
(九)其他因素
第一是一次风速,偏高时会推迟着火,无法实现煤粉的稳定燃烧,同时也无法燃尽。主要是因为风速过高时会导致煤粉飞出气流,扩散到氧气含量较少的区域,并且风速过高时会导致炉膛内火焰不够均匀,偏移问题较为严重,进而加快烟气流速,不利于煤粉的长期停留[3]。第二是磨煤机。如果该设备的运行方式不当,则不利于火焰的集中,主要问题体现在多台此种设备运行时通常会配置制粉系统,并将氧气含量控制在较高状态,进而使得炉膛内部的火焰中心位置偏上。在此种状况下如果二次风通入时间不合理,则会导致未燃尽的煤粉与烟气同时飞出,进而使得飞灰含碳量超出规定范围。第三是热风温度,会直接影响燃烧工况,过高时有利于煤粉气流的升温。可快速加热壁面,从而降低着火点。较低时则不利于炉膛温度的升高,无法顺利着火,从而影响燃烧效果。第四是炉膛负压,过高时会加快气流速度,从而缩短气流在炉膛内的停留时间,难以达到充分燃烧的状态,增加热损失量。第五是设备缺陷,主要包括挡板开度不合理机节流缩孔在长期运行的过程中内部受损,从而难以实现风速及风量的有效控制。导致这两项因素处于不平衡、不稳定状态。不利于火焰的集中,进而导致飞灰可燃物含量超出规定范围。第六是燃烧器摆角,功能在于调节汽温,如果摆角与燃烧要求偏差过大,出现上摆问题时会使得火焰朝上移动,进而使得烟气与处于半燃烧状态的燃料同时流出,无法实现燃料的充分燃烧。
二、降低措施
燃烧器结构、电网负荷尽管会增加飞灰可燃物含量,但属于不可控因素。因此需要从除此之外的其他影响因素入手,主要包括以下几个方面。第一是过剩空气系数。煤粉能否充分燃烧取决于空气的通入量是否处于合理的范围内,过少会降低氧气含量,出现供氧不足的情况,在影响燃烧效果的同时也会导致炉膛结焦,容易引发安全事故。如果氧气含量过高,则会损失大量的烟气与氮氧化物,因此通入的空气应充足且适量。第二,根据煤粉的质地制定出科学的配比掺烧方案,并将煤粉细度的控制作为一项要点,在具体选择时应以煤种作为依据。第三,炉膛温度与燃烧质量直接相关,因此应确保炉膛内温度较高,从而加快燃烧速度,并达到完全燃烧的状态,可采取升高送风温度的措施。第四,煤粉的燃烧需要一定的时间,因此应确保其在炉内的停留时间与燃烧要求相符。针对此问题,可增设下层燃烧器,促使煤粉在炉内停留足够的时间。第五,在通入一、二次风时应控制好风量及风速,进而促使炉内空气动力场更为合理,这样有利于煤粉与氧气发生反应,促使燃烧更加彻底。第六,在具体选择配风方式的过程中应以煤种的配比方案作为基本依据;煤的燃烧多处于煤粉表面,因此为了达到充分燃烧的状态,需要合理控制炉温,并将煤粉与空气均匀混合。第七,负荷的增加应依次按照风量、粉量的顺序调整,从而避免出现缺氧燃烧的状况,促使煤粉快速着火,确保火焰不会出现偏斜的问题。第八,为降低煤粉细度,可将小钢球置于磨煤机中,设备启动后发挥钢球的研磨作用,达到降低煤粉细度的目的[4],但此种方式监控难度较大,因此在应用时必须控制好钢球直径等因素。此外,还可调整分离器,要点在于将通风速度控制在最佳范围内。第九,检查燃烧器角度及磨损状况,发现问题时及时进行设备维修,保障燃烧质量。
三、结束语
总而言之,社会经济的发展必须基于环境质量达标这一前提条件,如果发展的代价是污染环境,則违背了可持续发展的理念。因此火电厂必须将飞灰可燃物升高这一问题重视起来,从煤质、配风方式等多个方面加以调整,提高锅炉运行效率。同时,锅炉的合理运行也有利于降低发电成本,减少安全事故,从而保障职工的生命安全。
参考文献:
[1]仝爱民,郭鸿斌,郭起旺.670t/h锅炉飞灰可燃物偏高的原因及对策[J].节能与环保,2013,(5):44-45.
[2]李小岗,刘瑞,贺荣.锅炉飞灰可燃物高的原因及对策[J].山东工业技术,2017,(12):66-68.
[3]赵威.锅炉飞灰可燃物含量影响因素分析及解决措施[J].山东工业技术,2013,(6):46-47.
[4]郭金良.降低锅炉飞灰可燃物技术的研究与应用[J].能源技术与管理,2014,39(6):133-134.