劣質(zhì)煤的燃燒問題及其調(diào)整技術(shù)探討

1、劣質(zhì)煤的燃燒問題及其調(diào)整技術(shù)探討劣質(zhì)煤的燃燒問題及其調(diào)整技術(shù)探討我國的劣質(zhì)煤儲量豐富，開發(fā)和利用劣質(zhì)煤是我國一項重要的能源政策。劣質(zhì)煤的特點：水份高，灰份大，發(fā)熱量低，揮發(fā)份低，著火點高等?；鹆Πl(fā)電廠在燃用劣質(zhì)煤時，一方面，鍋爐燃燒不穩(wěn)，易引起鍋爐滅火放炮事故；另一方面，為穩(wěn)定燃燒需投油助燃，浪費了大量的燃油。同時，飛灰含碳量增大，鍋爐效率降低，經(jīng)濟性差。此外，還存在燃用劣質(zhì)煤，使鍋爐易結(jié)焦，各受熱面磨損嚴重，鍋爐運行各參數(shù)不穩(wěn)，運行人員調(diào)整工作量增大等問題。此外，劣質(zhì)煤是火電廠鍋爐運行人員最難調(diào)整，最頭疼、最不愿燃用的煤種。焦作電廠670T/H鍋爐燃煤種類很雜，先后燃用了焦作、山西、鞏義、義

2、馬、新密等地方煤礦的劣質(zhì)煤。下面就四角直流燃燒器鍋爐在燃燒劣質(zhì)煤時影響燃燒的因素和調(diào)整技術(shù)作初步探討和研究。 1 用劣質(zhì)煤采用集中燃燒有利于提高爐膛溫度，有利于煤粉著火燃燒(1) 集中燃燒是燒好劣質(zhì)煤的有效措施，理由是：(2) 增加了煤粉的濃度，集中了燃燒的揮發(fā)物。(4) 降低了著火區(qū)的過量空氣。(5) 燃燒中心集中，使火焰溫度水平升高。煤愈差，一次風比例就越小，分散送風、送粉會使射流剛性變差，燃燒不易穩(wěn)定，集中一次風布置后，氣流射流剛性變強。(1) 以上這些都有利于劣質(zhì)煤的著火和燃燒，但一次風集中布置也帶來兩個問題：由于煤粉高度集中，可能出現(xiàn)著火、燃燒初期氧量不足的問題，在一次風噴嘴內(nèi)加周界

3、風量解決方法之一。(2)集中布置后噴口截面增大，不但噴嘴機械強度變差，易發(fā)生變形，同時也易出現(xiàn)速度不均，氣粉分層等不良現(xiàn)象，可通過在噴嘴內(nèi)加縱向或橫向隔板來解決，由于隔板把一次風分割成多個小股射流，使氣流擾動增強，有利于著火燃燒穩(wěn)定。2 控制好一次風量有利于劣質(zhì)煤的燃燒一次風量的大小對燃燒的著火影響較大，直流燃燒器煤粉著火，主要是依靠射流卷吸周圍高溫煙氣對一次風的氣粉混和物進行加熱，一次風量愈大，要求加熱至著火所需熱量愈多，對著火不利。實踐證明：當一次風量增加時，噴嘴出口附近火焰溫度明顯降低，著火推遲，再加上劣質(zhì)煤著火溫度本來就較高，因此在調(diào)整時，對劣質(zhì)煤在煤粉管道不積粉堵管的前提下，應盡可能

4、降低一次風比例，這樣就有利于劣質(zhì)煤的燃燒。3 調(diào)整好一次風速有利于劣質(zhì)煤的燃燒燃燒劣質(zhì)煤時，一次風速過高或過低都是不合適的，一次速過高，會推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定，而且較粗的煤粉因慣性過大易穿過劇烈的燃燒區(qū)而落下或逸走，形成機械不完全燃燒損失，有時甚至噴射到爐墻上引起結(jié)焦，一次風速過低亦是不利的，原因在于：(1) 煤粉氣流剛性削弱，氣流穩(wěn)定性變差擾動又不強烈，火焰容易擺動，切圓形成不佳。(2) 抽吸周圍高溫煙氣量減少，降低煤粉氣流著火前的加熱強度。(3) 易產(chǎn)生氣粉分層和氣粉分布不均，堵塞一次風管等不良現(xiàn)象。(4) 燃料如能著火，則因著火點距離噴嘴較近，容易燃壞噴嘴。因此，對于低揮發(fā)份無煙煤宜

5、選擇低限來調(diào)試，以選擇最佳一次風速。4 控制好二次風與一次風交匯點有利于劣質(zhì)煤燃燒的穩(wěn)定性采用一次風集中送粉的措施后，二次風往往有如下布置形式：一次風下設置二次風，一次風上設置中二次風及上二次風，根據(jù)著火三角形原理，二次風應該在煤粉火焰邊緣著火后和一次風相交，以實現(xiàn)分段送風的目的，煤種愈差，就愈難著火，交點相應要推遲，控制二次風和一次風相交的是手段是：二次風嘴的角度、風速及一、二次風嘴間的距離，在燃燒器結(jié)構(gòu)一定的情況下，可用控制二次風速的大小來調(diào)節(jié)一、二風的交點距離，至于一、二次風噴嘴的距離它對燃燒影響頗大，間距太近時，對一、二次風干擾太大，一、二次風相交提前，影響穩(wěn)定燃燒，此時只好降低二次風

6、速運行，因而容易造成爐膛空氣過量系數(shù)偏低現(xiàn)象，這會影響鍋爐出力及效率，因此，對揮發(fā)份較低的無煙煤在結(jié)構(gòu)一定情況下，燃燒不穩(wěn)時，應將距離一次風速較近的二次風速降下來，以不至于一、二次風相交過早而造成燃燒不穩(wěn)。 5 合理分配各層二次風有利于劣質(zhì)煤穩(wěn)定燃燒燃燼鍋爐在燃用劣質(zhì)煤時，各層二次風的分配比例對保證鍋爐的穩(wěn)定燃燒起著至關(guān)重要的作用。調(diào)整時一般采用下少上多的二次風分配方式即所謂的"倒寶塔形"配風，下二次風的作用是：(1) 分段送入空氣，使下側(cè)煤粉火焰燃燒。(2) 第二托起煤粉氣流中分離出來的粉粒，減少灰渣未燃燼損失，實踐表明，隨著下二次風率增加，爐膛中心溫度和下部溫度均有所提

7、高，飛灰、爐渣可燃物逐漸下降，在燃用揮發(fā)份較低的煤時，應將下二次風適當減少，以提高燃燒穩(wěn)定性。為避免風量減少引起出口風速減小，以提高燃燒穩(wěn)定性。為避免風量減小后引起風速過低，導致落灰可燃物增加，一般當燃燒能夠保持穩(wěn)定的前提下，下二次風量不宜過小，以保證燃燒的經(jīng)濟性。因為煤粉火焰著火后轉(zhuǎn)彎向上，因此下二次風量不能太多，一般下二次風為總二次風量的20%-25%，但要保持一定的風速，上中二次風速在40-50M/S范圍才能有力的穿透煤粉火焰達到補氧托粉的目的。 在燃燒劣質(zhì)煤的實際運行調(diào)整中，由于中二次風一般離相鄰的一次風距離較小，當其風量過大，風速過高時，該氣流將過多地與一次風氣流相混合，影響煤粉著火

8、燃燒。另外，由于該噴燃口與相互間距較小的一次風口緊密連在一起，當風量風速過大時，將使燃燒器出口氣流屏的背火面補氣條件更差，加劇一次風煤粉偏轉(zhuǎn)靠墻，促使煤粉離析，所以適當降低中二次風的風量，風速有助于提高燃燼度，降低爐渣可燃物。在燃燒劣質(zhì)煤的實際運行調(diào)整中，電負荷在140160MW時，第四層火嘴全停運，投一、二、三層火嘴情況下，保持上上二次風較小，上下二次風較大的配風方式較好，其上下二次風率約為上上二次風率的兩倍，分析認為，由于第四層火嘴停運，使得上下噴口的二次風到一次風的距離增加較多，在上下均等配風工況下，該噴口風量、風速相應減少，其動量較弱，使一、二次風混合過遲，當采用上小下大的配風方式時，

9、隨著上下層噴口風量、風速的提高，將使著火后的煤粉氣流及時同二次風相混合，加速擴散燃燒，提高燃燼度，飛灰爐渣可燃物下降，因此，在140160MW時，上排二次風采用上下下大的配風方式有利燃燒穩(wěn)定和燃燒完全。對于四層火嘴全部投運，滿負荷運行中，應采用上下二次風均等配風或上大下小的風量分配方式為宜，分析認為，由于第四層火嘴投運，此時上下二次風到一次風氣流的距離相應減少較多，因此上下二次風量不宜過大，否則將導致一次風中混入二次風量過多，影響著火燃燒特別是燃用高灰份低揮發(fā)份的劣質(zhì)煤時影響更大。6 對于中間儲倉熱風送粉制粉系統(tǒng)，在燃燒劣質(zhì)煤時，應采取的措施燃用劣質(zhì)煤時，由于水份和灰份較高，制粉系統(tǒng)有漏風較大

10、，使得三次風量和風速往往比設計值高得多，大量的三次風噴入對燃燒的影響主要有：(1) 使爐膛火焰溫度降低，著火推遲，燃燒不穩(wěn)定。(2) 大量高速、低溫的三次風穿入火焰，擾亂了爐內(nèi)正常的空氣動力場，易引起氣流貼壁結(jié)焦現(xiàn)象。(3) 降低了火焰溫度，惡化了燃燒條件，使飛灰可燃物增加。(4) 當三次風中細粉較多時，會使火焰拖長，使爐膛出口煙溫及過熱蒸汽溫度均偏高。一般希望燃燒劣質(zhì)煤時，把三次風量調(diào)整至不大于30，三次風速不大于60m/s，但燃用水分較高的煤種時，實際運行三次風量往往比此值高，要保證在燃燒劣質(zhì)煤時燃燒穩(wěn)定，減少三次風的不良影響，就要盡量降低三次風量和風速。降低三次風量可以采取以下措施：(1

11、) 減少制粉系統(tǒng)的漏風，往往會收到較好的效果。(2) 提高干燥煤粉的熱風溫度也能降低乏氣量，在燃用多水劣質(zhì)煤時，希望盡量高的熱風溫度，從結(jié)構(gòu)布置多些空氣預熱器受熱面，這不但對強化燃燒穩(wěn)定著火有利，而且能有效降低三次風量。(3) 在保證磨煤機出口溫度（即：干燥出力足夠）的情況下，盡量投入三次風再循環(huán)，把制粉系統(tǒng)的乏氣抽出部分送至磨煤機入口再循環(huán)，可以有效降低三次風量。(4) 在粉位正常情況下，盡量減少運行制粉系統(tǒng)的套數(shù)是減少三次風量最有效的方法?；蚬?jié)流排粉機擋板的開度，以減少三次風量。三次風的合理布置，處理能把煤粉系統(tǒng)乏氣中煤粉燒掉外，還能加強對火焰中心的擾動，有利于煤粉火焰的燃燼，我廠三次風分

12、兩層布置噴燃器的最上方，當細粉分離器工作良好時，三次風帶粉量不多時，可加強火焰尾部擾動，降低飛灰可燃物含量。我廠上三次下傾角設計為10，下三次風下傾角設計為7.5，由于上三次風下傾角較大，對燃燒擾動動力強，煤愈差，其影響愈明顯，所以，在燃燒劣質(zhì)煤和負荷低時，要盡量避免上三次風所在的制粉系統(tǒng)的運行，我廠甲、丁制粉系統(tǒng)所帶的乏氣是上三次風，所以在燃燒劣質(zhì)煤時，在粉位允許的條件下，盡量避免或減少甲、丁制粉系統(tǒng)運行時間。此外，在燃用劣質(zhì)煤時，制備較細的煤粉，有利于低揮發(fā)份煤的著火，燃燒和燃燼。因此，制粉系統(tǒng)在運行中必須嚴格控制煤粉細度，為鍋爐穩(wěn)定燃燒打下良好的基礎。這一點在燃燒劣質(zhì)煤時顯得尤為重要。

13、7 燃用劣質(zhì)煤時要時刻注意防止鍋爐結(jié)焦(1) 對易結(jié)焦的劣質(zhì)煤，采用較小的假想切圓直徑是合適的。因為假想切圓直徑較大時，氣流易貼邊，雖然氣流貼邊并不意味著結(jié)焦，還應考慮兩相氣流的運行特點，由于氣流旋轉(zhuǎn)會出現(xiàn)氣粉分離的特點，即在爐墻四周會出現(xiàn)煤粉顆粒較集中的現(xiàn)象，如果在有較大的沖向爐墻的風速，則會容易帶動煤粉結(jié)焦。熱態(tài)時因氣流膨脹，實際切圓直徑較冷態(tài)設計切圓直徑大許多，而且爐內(nèi)最大旋轉(zhuǎn)速度亦較冷態(tài)高許多，切高溫區(qū)靠近爐壁四周，因而過大的切圓直徑使得出現(xiàn)結(jié)焦的可能性增加。(2) 下、中二次風量可關(guān)小些，上二次風可開大些，使下部氣流貼邊少，上部擾動增強。(3) 對結(jié)焦嚴重的煤種，四角一次風速要配比均

14、勻，在保證爐膛燃燒穩(wěn)定情況下，均衡各層給粉機的轉(zhuǎn)速，以降低局部熱負荷使爐內(nèi)溫度場趨于均勻。(4) 在保證爐膛溫度情況下，合理布置衛(wèi)燃帶位置，一般情況應將衛(wèi)燃帶布置偏下，并分割成許多小塊，這樣可以有效地避免爐膛上部粘結(jié)大焦而掉下對燃燒造成強烈擾動，甚至造成鍋爐滅火的發(fā)生。(5) 保證爐壁四周有足夠的過量空氣，因為在氧氣不足的還原性氣氛中，灰熔點有時會下降150200，易產(chǎn)生結(jié)焦，為此，除要有合適的空氣動力場外，還要求四角一、二次風及煤粉分布要均勻，避免形成局部的高煤粉濃度而缺氧燃燒。為此，要積極采用高新技術(shù)，給鍋爐燃燒調(diào)整配備能顯示瞬時一、二次風速及煤粉濃度的鍋爐優(yōu)化燃燒微機顯示系統(tǒng)（西安熱工研

15、究所研制）。該系統(tǒng)通過在我廠近幾年的投入運行，效果良好，給司爐燃燒調(diào)整帶來很大方便，有效地防止四角一、二次風速不均而造成的火焰中心偏斜問題，從而防止了火焰偏斜引起的結(jié)焦問題。在實際運行中，判斷爐內(nèi)火焰中心是否偏斜，應以汽包兩側(cè)水位是否平衡為依據(jù)，不能以爐膛出口兩側(cè)煙溫是否平衡為標準。(6) 燃用劣質(zhì)煤時，在需要投油穩(wěn)燃時，常常存在煤、油混燃的工礦，如果煤、油在同一燃燒器上混燃，常常會出現(xiàn)嚴重結(jié)焦現(xiàn)象，這是由于油的燃燒性能好，著火后很快放出大部分熱量，使火焰中心溫度升高，另一方面是因為一次風大部分都被油燃燒消耗掉，使煤粉的不到著火所需要得一次風量，即所謂的"油槍風"現(xiàn)象，其結(jié)

16、果使煤粉燃燒推遲，飛灰可燃物含量增加，并且在爐膛的局部地區(qū)產(chǎn)生還原性氣氛，使灰的熔點降低，使該處的結(jié)焦可能性大大增加。由于上述原因，如果需要穩(wěn)定燃燒投油時，應盡量避免在同一只燃燒器上進行煤、油混燒，而宜投入煤粉燃燒器下面的油槍進行穩(wěn)定煤粉的著火燃燒，從而避免煤、油混燒而產(chǎn)生的局部結(jié)焦現(xiàn)象的發(fā)生。8 燃用劣質(zhì)煤時，要注意控制過熱器的超溫鍋爐在燃用高灰份、低揮發(fā)份的劣質(zhì)煤時，由于以下原因易使過熱器超溫和超溫爆管(1) 劣質(zhì)煤著火遲，使火焰延長。(2) 因燒劣質(zhì)煤時，投粉量大，使得磨煤機系統(tǒng)難以適應，煤粉往往變粗，這也會使火焰拖長。(3) 多灰煤粉所需的燃燼時間較長。(4) 劣質(zhì)煤的水份較高時，制粉所產(chǎn)生的三次風量增大。(5) 劣質(zhì)煤結(jié)