通过配煤掺烧解决低氮燃烧器改造后飞灰含碳量升高的问题
锅炉飞灰含碳量升高的分析和调整
中图分类号：tk22 文献标识码：a 文章编号：1003-9082（2015）12-0323-02 引言火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。
近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，关闭大批能效低、污染重的小火电机组，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。
中国的电站锅炉产业，它既不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，而是与人类共存的永恒产业。
伴随我国国民经济的蓬勃发展，近年来工业锅炉制造业取得了长足的进步。
其突出成效是：行业标准日益规范，技术水平逐步提高，产品品种不断增加，经济规模显著扩大。
下面就造成锅炉飞灰含碳量升高的原因以及解决措施两个问题分别进行论述。
一、造成锅炉飞灰含碳量高的原因1.入炉煤种原因1.1 上层制粉系统若是燃煤品质较差，会造成燃烧不充分的问题，这种情况下，很容易出现未完全燃烧的煤渣落入捞渣机内部，从而导致锅炉灰渣的含碳量升高。
1.2 下层制粉系统若是燃煤的品质较差，则会出现收到基低位发热量低、干燥无灰基挥发分低的情况，从而造成燃煤燃烧不完全的现象。
1.3 挥发分如果出现干燥无灰基挥发分小于设计煤种挥发分或者是挥发分小于等于百分之二十六的情况时，就会直接影响其燃烧的稳定性。
导致风粉气流着火的温度增高，挥发分着火所需的热量也增高，挥发分溢出所需的温度也增高。
1.4 收到基低位发热量收到基低位发热量小于设计煤种，或者是发热量小于等于3600kcal/kg，也表明燃煤燃烧稳定性差，燃烧灰分大，燃煤燃烧不完全，造成很高的热能损失。
1.5 其他原因对燃煤的种类不进行区分，将多种煤种进行混合，会导致燃煤各项性质不统一，就会出现燃烧不完全的情况，造成出灰含碳量高的问题，通常这种情况下，对磨煤机的风量和出口温度也没有做出准确及时的调整，这点也是导致锅炉出灰含碳量高的原因之一。
通过配煤掺烧解决低氮燃烧器改造后飞灰含碳量升高的问题
通过配煤掺烧解决低氮燃烧器改造后飞灰含碳量升高的问题作者：墨庆锋来源：《名城绘》2018年第04期摘要：燃煤锅炉低氮改造后，出现飞灰含碳量升高问题，通过对飞灰含碳量升高查找造成飞灰含碳量升高的原因，并相对应采取措施，通过燃烧优化、配煤掺烧等措施降低飞灰含碳量，提高机组经济运行水平。
关键词：低氮燃烧器飞灰含碳量掺烧一、锅炉系统及设备良村电厂锅炉型号DG1110/17.4-Ⅱ12，为亚临界、中间一次再热、自然循环、燃煤汽包锅炉，四角切圆燃烧，固态排渣。
燃烧器四角布置，切圆直径790 mm。
百叶窗式水平浓淡直流摆动式燃烧器，每角燃烧器共布置16层喷口，其中六层一次风喷口、八层二次风喷口（其中3层布置有燃油装置分别是AB、BC、DE层）。
一次风喷口均布置有周界风，在炉膛垂直高度空间上，燃烧器两组布置格局，即A、B、C三层为下组， D、E、F三层为上组，A层布置有微油油枪。
磨煤机为沈重MGS4062型双进双出钢球磨煤机，每台机组配置3台。
每台磨煤机配2台分离器、两个煤仓，每台分离器引出4根煤粉管至炉膛，每台分离器4根煤粉管布置于锅炉四角同一高度，设计煤粉细度R90取11%。
2015年进行了低氮燃烧改造，主要进行了以下改造：1）更换五层一次风喷嘴体以及一次风喷口，A层一次风为小油枪煤粉点火装置，未改动，更换B、C、D、E、F五层一次风喷嘴体、仍沿用目前低阻力、高浓缩比的新一代水平浓淡燃烧器，在燃烧器出口增加了小钝体。
2）提高燃尽风标高并新增一层高位燃尽风喷口，取消现有OFA燃尽风，增加三层高位燃尽风，调整高位燃尽风标高，使得燃烧器形成深度空气分级。
3）二次风大风箱改造，高位燃尽风标高确定后，将大风箱整体向上延伸与现有大风箱连接，高位燃尽风的风箱与大风箱连成一个整体。
二、低氮改造后存在的问题低氮燃烧器改造后因采用低温、低氧燃烧，在一定程度上能使NOx的排放水平降低，但煤粉在低温缺氧情况下着火推迟，同时燃烬能力下降，炉内燃烧工况较改造前变差，改造前原采用的配煤、配风方式很大程度上不适用，对锅炉的蒸汽参数、飞灰炉渣、排烟温度、热工品质等指标产生新的影响，同时锅炉低负荷稳燃能力下降。
飞灰含碳量过高的原因分析及降低方法
灰含碳量偏高的原因分析与解决措施-推荐下载
℃
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设计煤种
48.48
2.01
3.61
0.62
0.52
38.01
6.75
18.77
17880
>1500
>1500
>1500
校核
39.83
1.81
3.27
0.91
0.42
44.24
9.52
20.71
14680
>1500
>1500
>1500
收到基水分
空气干燥基水分
空气干燥基灰分
空气干燥基挥发份
空气干燥基固定碳
景德镇发电厂#5 炉飞灰含碳量偏高 的原因分析与解决措施
摘要：随着人们对能源需求量的日益扩大以及对环境质量要求的不断提高，循
环流化床锅炉具有高效、低污染、煤种适应性广等优点,在我国得到大力发展,
但目前国内流化床锅炉,尤其是大容量的流化床锅炉,普遍存在着飞灰可燃物高,
锅炉燃烧效率达不到设计值的问题。对于循环流化床锅炉,在投运初期,飞灰可
烟井对流受热面组成。锅炉采用两次配风，一次风从炉膛底部布风板、风帽进
入炉膛，二次风从燃烧室锥体部分进入炉膛。锅炉共设有四个给煤口，均匀地
布置在炉前。炉膛底部设有钢板式一次风室，悬挂在炉膛水冷壁下集箱上。本
锅炉采用床上启动点火方式，床上共布置 4 支大功率的点火油枪（左、右侧墙
各 2 支）。同时在炉膛燃烧室左右两侧各布置一台水冷滚筒式冷渣器。
1.锅炉主要设计参数
1.1 锅炉技术参数
参数名称
单位 数值 参数名称
过热蒸汽流量 t/h 475 再热蒸汽流量
过热蒸汽压力 MPa 13.9 再热蒸汽进/出口压力 MPa 2.662/2.527
火电厂飞灰含碳量高的原因及对策
火电厂飞灰含碳量高的原因及对策发表时间：2019-06-21T09:13:06.553Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：李拓[导读] 摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。
(国电库车发电有限公司新疆阿克苏 842000)摘要：飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素之一，本文分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。
并针对影响因素，提出合理应对方案，为大型电站锅炉飞灰含碳量的控制、锅炉的优化运行提供参考。
关键词：锅炉；飞灰含碳量；煤质；调整；导言随着电力行业改革的深入进行，受新能源发电高速发展影响，如何优化运行、节能降耗，已经成为火力发电企业生产经营的重要工作。
而配煤掺烧则是降低燃料成本的主要手段，由于掺烧煤种与设计煤种煤质有较大差距，因此如何调整燃烧，提高锅炉效率则成了锅炉运行调整的一个重要课题。
对现代大型电站锅炉而言，机械未完全燃烧热损失是影响锅炉效率的重要指标，本文从大型电站锅炉的飞灰含碳量影响因素出发，提出相应的控制方法，达到提高锅炉效率的目的。
1 影响飞灰含碳量的因素1.1 煤质影响(1) 灰分的影响煤中的灰分会降低发热量，妨碍可燃物与氧的接触，使煤着火和燃烧困难，增加燃烧损失。
燃料中灰分增加，会使火焰温度降低，着火推迟，煤粉燃烬度变差，故机械未完全燃烧热损失随之增加。
(2) 挥发分的影响挥发分越高的煤，越容易着火，燃烧也易于完成。
这是因为挥发分是气体可燃物，着火温度低，易于着火。
挥发分多，相对来说煤中难燃的焦炭便少，使煤易于燃烧完全。
大量的挥发分析出，着火燃烧时可以放出大量热量，提高炉内温度，易于煤的燃烬。
另外，挥发分是从煤的内部析出的，析出后使煤具有孔隙性，使煤和空气接触面变大，利于完全燃烧。
(3)水分的影响煤中水分多，燃烧时放出的有效热量便减少，降低炉内温度，甚至会使煤着火困难，从而使灰中残留碳增加。
锅炉飞灰含碳量偏高原因及解决方案浅析
锅炉飞灰含碳量偏高原因及解决方案浅析作者：赵占裕等来源：《山东工业技术》2015年第13期摘要：飞灰含碳量为影响锅炉效率的重要因素之一。
本文针对我厂锅炉飞灰含碳量偏高的实际情况，分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素主要有：煤粉细度、一次风速、配风方式、磨煤机运行方式、负荷及煤种变化等，并针对以上影响因素，提出合理应对方案。
关键词：锅炉；飞灰含碳量；原因分析；燃烧过程0 引言考虑锅炉效率，机械不完全燃烧损失以及排烟损失是当中两个主要的热损失，所以需要重点研究这两项损失。
但是排烟损失的降低是有限制的，所以降低机械不完全燃烧损失是节能降耗的突破口，而在此项损失中，飞灰含碳量占有主要位置。
因此，深入研究影响飞灰含碳量变化的因素，具有重要的实际应用价值。
1 锅炉飞灰含碳量高的原因分析1.1 煤粉燃烧过程煤粉的燃烧过程大致可以按照以下几个步骤进行：即加热干燥、挥发分析出着火、燃烧、燃烬，而着火和燃烬在该过程中起着重要的作用。
确保快速而平稳的着火，使得燃烧和燃尽得以快速实现，是保证完全燃烧的前提。
在煤粉的着火过程中，煤粉被包围在一次风中，可得到充足的氧气，因气流温度过低的煤粉，需快速升温，进而达到煤粉着火所需温度，并随燃烧过程的持续进行而不断升温 [1]。
1.2 影响飞灰含碳量的主要因素1.2.1 煤种影响一般而言，飞灰含碳量随煤种干燥基挥发分含量增加而减少，但挥发分高、含灰量低的烟煤也会导致飞灰含碳量高的情况，具体会因为剧烈的一次破碎和二次破碎导致了细的焦炭颗粒被大量的产生。
在实际工况中，燃烧形成的很多的飞灰颗粒的含碳量与劣质的煤有很大的关系。
我们把干燥无灰基挥发分同发热量飞灰含碳量升高量进行比例处理[2]，就可以获得一个数值。
本数值可以作为衡量煤质的标准。
通过这个数值的分析就能够考究出飞灰含碳量和煤质之间的关系[2]。
1.2.2 煤粉细度煤粉细度在飞灰含碳量的影响因素中占据重要位置。
300MW锅炉掺烧高硫煤后飞灰含碳量大的原因分析及对策
300MW锅炉掺烧高硫煤后飞灰含碳量大的原因分析及对策作者：欧路来源：《科学与财富》2016年第19期摘要：对300MW热电厂锅炉而言，煤炭燃烧后飞灰的含碳量代表着锅炉的燃烧效率，飞灰含碳量的提高一方面会增加锅炉的磨损，减少锅炉的使用寿命，另一方面含碳量过高会增加煤炭的消耗量，增加电厂的发电成本。
基于此，本文对导致掺烧高硫煤后飞灰含碳量高的因素进行了详细分析，同时针对这些原因本文提出了相应的解决措施。
关键词：300MW锅炉；高硫煤；飞灰；含碳量一、锅炉飞灰含碳量高的因素1、煤种因素当煤粉的挥发性不高时，喷入锅炉内的煤粉会随着火焰不断升高，同时随之煤粉的燃点增高不容易被点燃，由此会造成煤粉被点燃后煤粉的有效燃烧路程大大缩短，有的煤粉到达锅炉尾部还未燃烧充分，导致锅炉尾部的温度升高，锅炉尾部的烟携带大量的热量排除，从而降低了煤粉的有效燃烧效率。
另外，煤粉燃烧后的飞灰在煤炭燃烧过程中需要吸收大量的热量，也会导致热量的散失。
随着飞灰含量的提高，飞灰会将越来越多的煤粉包裹在里面，从而提高了煤粉的着火难度和延迟，这将造成锅炉内部温度降低。
如果大量飞灰将煤粉包裹在一起，也会降低火焰的燃烧速度，使得很多煤粉并未燃烧就被从锅炉的烟囱中排除，导致飞灰中含碳量很高。
2、煤粉细度因素煤粉的粗细程度会直接影响到煤粉燃烧后飞灰中含碳量的高低，一般而言煤粉的直径越小则其燃烧越充分，相对应的煤粉燃烧后飞灰的含碳量越低。
煤粉的直径越小则一定质量的煤粉的表面积也会越大，煤粉受热更加均匀同时煤粉更容易挥发，更加容易被火焰点燃，火焰的传递速度会更快，则一定质量的煤粉燃烧时间越短。
如果在煤粉中掺加高硫煤由于高硫煤的煤质差，研磨机研磨出的高硫煤的煤粉直径很大，不容易更好的与空气混合，这将导致煤粉更加不容易被点燃，从而造成煤粉不能够完全燃烧增加了飞灰中的含碳量。
另外，由于高硫煤的硬度很高，煤粉研磨机同等出力水平下，煤粉的直径会变大同时还会增加对研磨机的磨损，降低研磨机的使用寿命。
浅析锅炉飞灰含碳量偏高的成因及解决方案
浅析锅炉飞灰含碳量偏高的成因及解决方案作者：张贤忠王琰清来源：《中国新技术新产品》2011年第20期摘要：飞灰含碳量为影响锅炉效率的重要因素之一。
本文针对我厂锅炉飞灰含碳量偏高的实际情况，分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素主要有：煤粉细度、一次风速、磨煤机出口风粉混合物温度、配风方式、磨煤机运行方式、负荷及煤种变化等，并针对以上影响因素，提出合理应对方案。
通过精心运行调整，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；燃烧过程中图分类号：X928.3 文献标识码：A1 引言飞灰含碳量的高低直接影响电厂的综合效益。
因此，应尽量使锅炉飞灰含碳量控制在合理的范围内，以减少污染，提高电厂效益。
2 设备概述我厂锅炉主要设备为哈尔滨锅炉厂有限公司生产的HG-1018/18.58-YM20型锅炉。
设计煤种为烟煤，采用平衡通风、中速磨直吹式制粉系统、摆动燃烧器、四角切圆燃烧方式。
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。
3 锅炉飞灰含碳量高的原因分析3.1 煤粉燃烧过程煤粉在锅炉内燃烧基本分为4个阶段：加热干燥、挥发分析出着火、燃烧、燃烬，其中最重要的是着火和燃烬阶段。
要使燃烧完全，首先要保证迅速而稳定的着火，燃烧和燃烬才能迅速进行。
在煤粉的着火阶段，其周围被一次风包围，具有足够氧气，煤粉气流温度较低，迅速将煤粉加热到其着火温度，随着燃烧的进行，煤粉温度逐步升高，其周围氧气逐步耗尽，及时供给充足的氧气，使煤粉充分燃烧。
可以从两个方面入手，即：加快燃烧速度和增长燃烧时间。
3.2 影响飞灰含碳量的主要因素3.2.1 煤种影响。
近几年，由于煤炭市场紧张及电煤价格的迅速上涨。
我厂实际燃用煤种挥发分低、灰分大，且煤质变化频繁。
燃煤的挥发分含量降低，煤粉气流着火温度显著升高，着火热随之增大，着火困难，炉膛温度降低，煤的燃烬程度降低，造成的飞灰可燃物升高。
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通过配煤掺烧解决低氮燃烧器改造后飞灰含碳量升高的问题
燃煤锅炉低氮改造后，出现飞灰含碳量升高问题，通过对飞灰含碳量升高查找造成飞灰含碳量升高的原因，并相对应采取措施，通过燃烧优化、配煤掺烧等措施降低飞灰含碳量，提高机组经济运行水平。
标签：低氮燃烧器飞灰含碳量掺烧
一、锅炉系统及设备
良村电厂锅炉型号DG1110/17.4-Ⅱ12，为亚临界、中间一次再热、自然循环、燃煤汽包锅炉，四角切圆燃烧，固态排渣。
燃烧器四角布置，切圆直径790 mm。
百叶窗式水平浓淡直流摆动式燃烧器，每角燃烧器共布置16层喷口，其中六层一次风喷口、八层二次风喷口（其中3层布置有燃油装置分别是AB、BC、DE 层）。
一次风喷口均布置有周界风，在炉膛垂直高度空间上，燃烧器两组布置格局，即A、B、C三层为下组，D、E、F三层为上组，A层布置有微油油枪。
磨煤机为沈重MGS4062型双进双出钢球磨煤机，每台机组配置3台。
每台磨煤机配2台分离器、两个煤仓，每台分离器引出4根煤粉管至炉膛，每台分离器4根煤粉管布置于锅炉四角同一高度，设计煤粉细度R90取11%。
2015年进行了低氮燃烧改造，主要进行了以下改造：1）更换五层一次风喷嘴体以及一次风喷口，A层一次风为小油枪煤粉点火装置，未改动，更换B、C、D、E、F五层一次风喷嘴体、仍沿用目前低阻力、高浓缩比的新一代水平浓淡燃烧器，在燃烧器出口增加了小钝体。
2）提高燃尽风标高并新增一层高位燃尽风喷口，取消现有OFA燃尽风，增加三层高位燃尽风，调整高位燃尽风标高，使得燃烧器形成深度空气分级。
3）二次风大风箱改造，高位燃尽风标高确定后，将大风箱整体向上延伸与现有大风箱连接，高位燃尽风的风箱与大风箱连成一个整体。
二、低氮改造后存在的问题
低氮燃烧器改造后因采用低温、低氧燃烧，在一定程度上能使NOx的排放水平降低，但煤粉在低温缺氧情况下着火推迟，同时燃烬能力下降，炉内燃烧工况较改造前变差，改造前原采用的配煤、配风方式很大程度上不适用，对锅炉的蒸汽参数、飞灰炉渣、排烟温度、热工品质等指标产生新的影响，同时锅炉低负荷稳燃能力下降。
改造时，改变了燃烧器一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积，造成二次风与一次风的混合延迟，不利于煤粉气流的着火和燃烧。
在燃用设计煤种时飞灰可燃物升幅仍可达1—2个百分点。
三、低氮改造后出现问题的处理
低氮改造前燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤、晋北烟煤、神华煤飞灰含碳量均能控制在2.5%及以下。
低氮改造后，在燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤时，飞灰含碳
量飞速飙升最高达8%，为降低飞灰含碳量和降低燃煤采购成本在继续采购上述煤种的同时、也购入了部分煤泥进行掺烧。
根据来煤情况我厂进行了不同情况的掺烧试验，配方方面分别进行了正宝塔形式、倒宝塔形式、倒宝塔缩腰配风方式、均等配风方式等，由于来煤煤种涉及较多在配煤上进行了：1）底层高挥发煤种、上层低挥煤种；2）底层低挥发煤种、上层高挥煤种；3）高低挥煤各层配煤方式，得到我厂最优配煤方式与其他配煤方式对比简单介绍如下；
3.1 公路低挥混煤：神华煤为1：1，采取分仓上煤的方式#1、#3、#5仓上低挥发混煤，#2、#4、#6仓神华煤，采取到宝塔配风方式，飞灰含碳量可有效控制在2%左右、氮氧化物明显降低。
当采取正宝塔配风方式时在同样的掺烧比例下飞灰含碳量大幅升高、氮氧化物升高。
下表是典型配风方式效果。
3.2 天成煤与神华煤或轩岗、串草礦煤掺烧，掺烧比例1：1时并采取倒宝塔配风方式，无论是采取分仓上煤（1、3、5仓天成，2、4、6仓高挥煤种）还是采取上下分层（1-3仓天成，4-6仓高挥煤）飞灰含碳量均升高非常明显，经逐仓减少至#1仓上天成煤，#2仓、#3仓上公路低挥混煤，#4、#6仓上高挥发煤种、#5仓上其它补充煤种，飞灰含碳量均可控制在4%左右。
四、结束语
1. 煤种进行掺烧是：1）尽可能多掺烧高挥发煤种，挥发分高于30%的煤种尽量分磨掺烧，防止爆磨；2）尽量减少低于改造前设计煤种的掺烧，如必须掺烧应放在下层燃烧器对应的磨煤机和煤仓；3）高挥发煤种和低挥发煤种采取同磨分仓上煤方式。
2. 考虑稳燃、低氧、分级，配风方式宜采用缩腰倒宝塔型，即：下层风门开度30-50%，中间风门开度不宜小于10%，上层风门开度50-70%，不建议SOFA 风门开度长期在100%。
当负荷降低时，在保证稳燃的基础上经济煤种掺配比例可增大，对控制NOx的产生有利。
3. 尽量少燃用低于原设计煤种，在兼顾经济性的同时适当多掺烧高挥发分煤种，在保证磨煤机出力及磨煤经济性的情况下，适当降低煤粉细度。
通过以上分析，低氮燃烧改造后，引发的飞灰含碳量升高问题可通过配煤掺烧、燃烧优化调整进行解决。
参考文献：
[1]彭硕. 火电厂配煤掺烧方法存在的问题及处理[J]. 电子制作，2016（10）：97-97.
[2]邹光球，黄敏，向春波，等. 基于飞灰含碳量预测的火电厂配煤掺烧燃
料成本计算[J]. 化工装备技术，2015（3）：29-31.
[3]李吉峰，孙恒洲，孟繁光. 火电厂配煤掺烧方法研究[C]// 发电厂锅炉优化改造与配煤掺烧技术经验交流研讨会. 2015.
作者简介：墨庆锋（1974.12.27），性别：男；籍贯：河北省石家庄市；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；职务，锅炉主管；研究方向：工程技术。