电厂运行调整及锅炉燃烧调整对飞灰品质影响

鲁 宁

（国家能源集团宁夏电力鸳鸯湖电厂，宁夏银川 750409）

火电厂作为电力供给的主要单位，约占总发电量的70%作用，依然占据着主导地位。然而火电厂在发电时会出现大量飞灰，飞灰中含碳量越高，表示煤炭利用率越低，不仅影响火电厂的经济效益，还给生态环境带来影响，所以火电厂需要做好相应的运行调整工作，有效地控制飞灰品质。

1.1 提高发电效率

一般而言，如果飞灰碳含量越小，则表示燃烧率越大，与此同时发电效率也越大，对飞灰碳含量进行检测的实质是检测锅炉燃烧率。采取技术调整的方式，可以有效减小飞灰的碳含量，提高锅炉的燃烧效率，确保发电效率得到有力提升。

1.2 保护环境

当代社会非常重视环保问题，国家对于工业生产等方面都制定了相应的环保指标，因此企业在运行中需要秉承环保原则。就火电厂而言，飞灰品质的碳含量是很重要的环保指标，碳含量越低表明燃烧率越大，排放的有害物质越少；
相反，碳含量大表明排放了很多的有害气体。

1.3 保障经济效益

飞灰品质还反映了经济价值。火电厂的发电成本主要是燃煤，节约燃煤可以在很大程度上提升火电厂的经济效益，而飞灰品质恰好能够体现燃煤效率。若火电厂飞灰品质不符合标准规范，表明给环境带来了污染，不但会引起行政处罚，还会提高员工职业病的概率，导致火电厂经济效益产生巨大损失。因此，强化对于飞灰质量的掌控，有利于保障火电厂的经济效益。

2.1 燃煤品种

煤炭属于不可再生资源，随着煤炭资源的不断减少，火电厂在选择煤炭种类的时候开始脱离掌控，导致飞灰品质问题更加突出，影响火电厂的可持续发展。比较普遍的低品质燃煤煤种有贫煤和烟煤，火电厂应用这两种燃煤时很可能出现飞灰碳含量过大的情况。

2.2 燃煤细度

在火电厂运行过程中，燃煤细度也与飞灰品质息息相关。燃煤发电过程中，煤粉粒径与单位质量的煤粉表面积成反比，在煤粉粒径不断减小的过程中，煤粉表面积逐渐增加，导致可供燃烧的面积增加，燃烧效果提高；
煤粉粒径越大，则飞灰品质越低（图1）。

图1 300 MW 工况烟煤煤粉细度与飞灰品质关系

2.3 热风温度条件

热风温度给飞灰品质带来的影响主要表现在飞灰含碳量方面。火电厂在运行时，如果热风的温度很高，会在一定程度上减小飞灰的含碳量。为了提高飞灰品质，可以通过增大热风温度的方式减小飞灰中的碳含量，以提高飞灰品质，保障火电厂运行的高效性和经济性。

2.4 过量空气系数对于飞灰品质构成的影响

飞灰品质与过量空气系数有非常紧密、复杂的联系，例如炉膛出口的氧气含量达到过量空气系数的临界值前，飞灰中的含碳量逐渐下降，达到之后，含碳量逐渐增加。因此，必须要将过量空气系数控制在合适的范围内。而在实际的运行过程中，由于各种因素的影响，过量空气系数出现较为明显的变化，会影响到火电厂系统的正常运行。

3.1 调整火电厂的运行

火电厂运行调整需要根据燃烧器来进行选择，依据火电厂选择的煤种选择燃烧器，同时火电厂所选择的煤炭类型也决定了该使用什么样的磨煤机，根据火电厂的实际运行状况来搭配处理是最优选择。如果火电厂在发电的过程中，燃烧器出现问题就需要立刻进行调整，通过提升火电厂燃煤的燃烧效率来提升飞灰质量，飞灰的含碳量是动态变化的。如果在检测的过程中发现煤炭质量不合格或是燃煤机器都不合格的话，就需要立刻进行处理，只有确保火电厂的煤炭质量适配相应的燃烧器，才能够进行后续处理。

3.2 对煤种质量和配置进行优化

如果火电厂在运行过程中，锅炉内煤的燃烧质量达不到标准要求，就会影响到飞灰品质。煤炭的质量必须加强控制，以提升燃烧过程中所产生飞灰的质量。购买燃煤的时候要严格控制购买流程，对于煤炭的购买配置等多项内容需要精确规划，要以煤炭质量为基准，确保进入火电厂的煤炭质量符合标准要求。对于不同煤种的合理搭配也需要强化管理，根据火电厂锅炉的实际运行特点来进行判断，如果锅炉两边的温度较低而中间温度较高，就需要重新配置煤种。特别是部分厂家，如果采用的煤炭质量较差，无法保证充分燃烧，就需要将质量较差的煤炭放置在锅炉的中间部位，这样能够使一些质量较差的煤炭也得到充分燃烧。

3.3 对锅炉燃烧进行调整

对于火电厂的锅炉燃烧运行，运行方式的调整需要从含氧量和热风温度的控制等多方面进行把控。根据含氧量来控制飞灰品质，主要是将含氧量控制在适合的范围内，使其能够充分燃烧[1]：如果含氧量不足，会导致锅炉内的煤炭无法充分燃烧，产生的飞灰质量下降，其中的含碳量较高，影响火电厂周围的环境；
如果含氧量过高的话，会使排烟的损失加大，导致火电厂的经济效益受到影响，必须重视对于含氧量的全面控制。在实际的工作过程中，工作人员需要把控热风温度，而热风温度需要根据锅炉内煤的实际状况进行控制，如果锅炉内的煤质量较差，可以采取加强锅炉通风的方法增强热风的温度，以保证锅炉内的煤充分燃烧，而且飞灰的品质也较高。

4.1 安装空预器，提高进风温度

锅炉安装空预器能够有效降低排烟损失，提升进风的温度（表1）。温度因素会对飞灰含碳量产生较为明显的影响，如果进风的温度提升，含碳量就会下降，这个时候燃尽率就符合了标准要求[2]。为了有效提升飞灰品质，工作人员必须安装相应的空预器，在实际的工作过程中严格把控进出口空气的温度从而降低飞灰含碳量。

表1 安装空预器前后的灰样分析

4.2 调整空气过量系数

确保锅炉运行方式不变的基础上，调整锅炉燃烧过程中的送风量。这个时候锅炉内的烟气含量2%～5%，需要对锅炉内的燃烧状况进行分析，随着氧气含量的逐步升高，锅炉中飞灰含碳量的平均值，呈现先低后高的趋势（表2）。如果氧气的含量比较低，空气中的过量空气系数较小，会导致氧气浓度逐步下降，在燃烧的过程中氧气和碳无法充分反应，锅炉内的物质无法充分燃烧，进而导致飞灰中的含碳量急剧上升。但是如果烟气中的氧气含量过高的话，会导致锅炉内的温度下降，颗粒依旧无法正常燃烧。对不同烟气氧含量的灰样分析可知，烟气氧含量控制在3%～4%时，烟气灰分品质最佳。

表2 不同烟气氧含量的灰样分析 %

4.3 试验结果分析

火电厂通过安装空预器合理调整锅炉燃烧过程中的空气过量系数，能够对飞灰的燃尽率进行调整，同时通过细化煤粉的粒度也能调整飞灰的品质[3]。但是在实际的应用过程中，这些影响因素都需要进一步调整优化，因此在具体的操作过程中，可以按照以下的方式来降低锅炉飞灰含量：①定期检查煤粉的粒度，确保进入锅炉中的煤粉质量达到锅炉燃烧的标准要求；
②根据不同燃烧负荷确定最合适的空气过量系数，确保燃烧过程中的进风温度，通过这种方式可以有效避免燃烧区出现缺氧问题。

对于火电厂的日常运行，飞灰品质是评价火电厂锅炉燃烧效率的标准，也是提升火电厂运行环境的重要内容。火电厂锅炉在燃烧的过程中，煤粉和热风温度等多项因素，都会影响飞灰的品质。为了提升火电厂锅炉的燃烧质量，必须加强锅炉燃烧模式的调整来提升燃烧中飞灰的质量，通过这种方式增强锅炉燃烧效率，提升整个火电厂的经济效益。