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影响飞灰可燃物的因素和降低措施

2022-05-07

一、影响飞灰可燃物含量的因素


1、燃料的性质 

    燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响为重要。当燃用挥发分较多的煤时,容易着火燃烧也易于完全。湖南锅炉公司认为这是因为挥发分是气体可燃物,其着火温度较低,着火容易;挥发分多,相对来说,煤中难燃的固定炭含量便少些,使煤易于燃烧;挥发分从煤粉颗粒内部析出后使煤粉颗粒具有孔隙性,挥发分越多,煤粉颗粒的孔隙越多,与助燃空气接触面积越大,因而易于燃尽,燃烧损失较少,反之亦然。对于高水分燃煤,由于燃烧时放出的有效热量相对减少,会降低炉内燃烧温度,并增加着火热,不利于焦炭的燃尽,造成飞灰可燃物含量的升高。燃煤中灰分含量也会对燃烧产生影响,燃煤中的灰分不但不能燃烧,而且会降低燃煤的发热量,灰分较多会使理论燃烧温度降低,而且煤粒表面往往形成灰分外壳,妨碍煤中可燃质和氧气接触,使煤不易燃尽,飞灰可燃物含量增加;另外灰分多,还会使炉膛温度下降,燃烧不稳定,也会使飞灰可燃物含量增加。 

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2、煤粉细度

   煤粉越细单位质量的煤粉表面积越大,湖南锅炉公司认为加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应速度越快,因而着火越迅速,燃烧所需时间越短,燃烧越充分飞灰可燃物含量越低。另外若煤粉很细,颗粒外面的焦炭燃烧后,不易形成较大扩散阻力的灰壳。但煤粉过细又会使得制粉电耗增加,因此在锅炉运行中,应综合考虑不完全燃烧损失和制粉单耗的要求,使之达到小即寻找煤粉经济细度,以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰可燃物含量。另外煤粉颗粒比较均匀时,飞灰可燃物含量也会相对减少。


3、锅炉负荷

   锅炉运行负荷降低时燃料消耗量减少,水冷壁的吸热量随之也要减少,但相对每公斤燃料而言,水冷壁的吸热量反而有所增加,从而使得炉膛平均温度降低,挥发分释放速度变慢,此时一次风量和总风量往往也偏低,燃烧过程在极为不利的条件下进行,影响煤粉的着火,造成飞灰可燃物含量上升;反之同样的煤粉在高负荷时,供风量增大,虽然煤粒在炉内停留时间有所缩短,但会使炉膛的容积热负荷增加,有更高的炉膛温度水平,则容易燃尽,有利于降低飞灰可燃物含量。但锅炉负荷也不是越高越好,因为过高的锅炉负荷容易引起炉膛结焦,所以应对锅炉负荷加以控制。


4、过量空气系数

   过量空气系数的调整与控制是降低 NOx 排放浓度的有效措施。低氧燃烧能降低炉内燃烧温度,抑制 NOx 的生成,降低 NOx 排放。但若过量空气系数较小,则煤粉在贫氧条件下燃烧,煤粉的燃尽度相应较小,造成炉膛出口处飞灰可燃物含量较大。随着过量空气系数的增加,逐渐达到煤粉完全燃烧所需要的氧量值,炉膛出口处的飞灰可燃物含量逐渐降低。从燃烧的角度看,炉膛过量空气系数存在一个佳值,随着炉膛出口过量空气系数的提高,炉膛中氧气浓度增加,煤粉燃烧反应速率增加,从而降低了飞灰可燃物含量。 


5、配风方式

   在保证一、二次风良好汇合的条件下,只有合理分配一、二次风的风量,才能组织良好的燃烧过程。一次风速不能过大,若风速过大,其中的大颗粒可能因为动能过大而穿过燃烧区不能燃尽,造成飞灰可燃物含量增加;风速太小会使气流无刚性,造成偏转破坏炉内动力场,并且其卷吸高温烟气的能力下降,这都会造成不完全燃烧,此外风速太低还有可能造成堵管。

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6、炉内空气动力场

    炉内保证良好的空气动力场,不仅可以加强高温烟气回流,强化煤粉气流的加热,而且还可以使煤粉和空气良好混合,保证煤粉的充分燃烧。这不仅对着火后的燃烧阶段非常重要,而且对于燃尽阶段也很重要。因为在燃尽阶段,可燃质和氧气的数量已减少,而且煤粉表面可能包裹有一层灰渣,通过加强混合扰动,可增加煤粉和空气的接触机会,有利于煤粉的完全燃烧,降低飞灰可燃物含量。 


7、热风温度 

   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,有利于降低飞灰可燃物含量。相反如果热风温度较低,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,则会降低炉膛温度,影响煤粉的着火和燃尽,使得飞灰可燃物含量增加。


8、燃烧器的投运方式

   燃烧器的投运方式会影响 煤粉在炉膛中的停留时间,从而影响其燃尽率。当投运下部燃烧器时,煤粉在炉膛中的停留时间延长,故燃烧较充分飞灰可燃物含量就相应减少;反之飞灰可燃物含量就会增加。 


9、制粉系统的启、停

   对于直吹式制粉系统,不论是前后墙布置还是四角布置的燃烧器,制粉系统的启停就意味着不同层燃烧器投运方式的改变,其影响分析同 1。 


10、燃烧工况

    炉膛温度和火焰中心的变化,改变了煤粉燃烧的外部条件,必然对飞灰可燃物产生影响。当炉温较低火焰中心抬高时,煤粉燃尽程度差飞灰可燃物将增加;当炉温较高火焰中心适宜时,飞灰可燃物将降低 。


二、降低飞灰可燃物含量的措施 

1、保证燃用煤的煤质

   按照煤质情况进行合理的配比掺烧。另外根据所用煤种,选择合适的煤粉细度。


2、提供佳的过量空气

    应综合考虑排烟损失和机械不完全燃烧损失,使锅炉在佳过量空气系数下进行燃烧。供应充足而又适量的空气是保证燃料完全燃烧的必要条件,佳过量空气系数取决于炉型、燃料特性以及炉内工况和运行经验等因素,一般通过燃烧调整试验来确定。 


3、尽量提高炉膛温度

    通过提高送风温度来提高炉膛温度。较高的炉温可使煤粉着火加快,燃烧过程加快,燃烧容易趋于完全燃烧,有利于降低飞灰可燃物含量提高锅炉效率。 


4、保证具有足够的停留时间

    在一定炉温下,一定细度的煤粉要有一定时间才能燃尽。煤粉在炉内的停留时间,主要取决于炉膛容积和单位时间内炉膛产生的烟气量。适当地提高停留时间的措施有:投运下层燃烧器,选择合适的过量空气系数。 


5、保证炉内良好的空气动力场

    选择合适的一、二次风率、风速,使炉内形成良好的空气动力场,使得煤粉和空气良好混合,燃烧充分。 


6、不同的煤种配比,可以采用不同的配风方式。 


7、强化空气和煤粉的良好扰动和混合

     煤粉燃烧作为多相燃烧反应,反应过程主要在煤粉表面进行,燃烧反应速度主要取决于煤粉的燃烧反应速度和空气扩散到煤粉表面的扩散速度。因此要做到完全燃烧,在保证足够高的炉温和合适空气量的前提下,还必须使煤粉和空气能充分扰动、混合,及时将空气输送到煤粉燃烧表面上去,这要求燃烧器结构特性及其一、二次风必须良好配合,以及具备良好的炉内空气动力场。


8、燃烧工况的调整

    增加锅炉负荷时应遵循先增加风量后增加粉量的调整原则,防止炉内短时缺氧燃烧。在正常负荷下调整汽压时应均匀地增减各给粉机的转速和粉量,避免切投部分给粉机进行调整。风粉配比适当,保持较低的一次风速和一次风量,使煤粉进入炉膛后能迅速着火,火焰稳定且充满程度好不偏斜。制粉系统开、停时操作要平缓,风源倒换时尤其应注意避免大幅度波动,减少对燃烧工况的影响。


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