摘 要： 在火力發(fā)電廠中，合理的燃燒既能夠提高鍋爐運(yùn)行的安全性，又可以使燃料充分燃燒，降低氮氧化物、二氧化硫生成，同時(shí)能使鍋爐獲得較高的熱效率，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。掌握鍋爐的運(yùn)行特性，確定各種工況下對(duì)應(yīng)的燃燒特性、各種因素對(duì)燃燒的影響規(guī)律，是保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提。

關(guān)鍵詞：鍋爐燃燒 熱效率 燃燒穩(wěn)定性

Abstract： In the thermal power plant， the reasonable combustion not only can improve the safety of boiler operation， but also can make full combustion of fuels and reduce nitrogen oxides， sulfur dioxide generated， and in order to obtain higher boiler thermal efficiency， improve the economy of the unit. To master the operating characteristics of the boiler， to determine the corresponding combustion characteristics under various conditions， the influence of various factors on the combustion of the law， is to ensure the safety of the unit， the premise of economic operation.

Key words： Boiler combustion； Thermal efficiency； Combustion stability

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）08-0268-02

一、燃燒的條件

1.適量的空氣

燃燒的過(guò)程中，提供合適的空氣量是保證燃燒充分的前提。氣量不足，增加不完全燃燒損失，易造成尾部煙道二次燃燒，生成的還原性氣體易造成結(jié)焦。氣量過(guò)多，也會(huì)增加不完全燃燒損失，同時(shí)增加送、引風(fēng)機(jī)耗電量，鍋爐各受熱面磨損加劇。

2.合適的著火溫度

燃燒過(guò)程中，選擇合適的爐內(nèi)溫度一方面能促使煤粉的盡快的燃燒，另一方面可以可以保證煤粉能夠充分的燃燒。

3.足夠的停留時(shí)間

燃料在爐內(nèi)有足夠停留時(shí)間，與空氣充分混合，才能提高燃盡的可能性。

二、影響燃燒的因素

1.風(fēng)對(duì)燃燒的影響

1.1風(fēng)量對(duì)燃燒的影響

一次風(fēng)的作用是輸送煤粉通過(guò)燃燒器進(jìn)入爐膛，以及提供煤粉中揮發(fā)分燃燒所需要的氧氣。一次風(fēng)量越大，煤粉加熱至著火所需要吸收的熱量就越多，著火位置離燃燒器出口變遠(yuǎn)，煤粉在爐內(nèi)燃燒的有效行程變短。一方面會(huì)導(dǎo)致煤粉燃燒不完全，鍋爐機(jī)械不完全燃燒損失增加，另一方面，排煙溫度升高會(huì)造成受熱面結(jié)焦、壁溫升高、汽溫超限，這些都嚴(yán)重影響了鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于風(fēng)量的選擇，既要提供滿足煤粉燃燒所需的能量，又要滿足運(yùn)輸煤粉的作用，這是兩個(gè)相互矛盾的問(wèn)題。對(duì)于揮發(fā)分含量低的煤質(zhì)，為了保證煤粉輸送，應(yīng)提高一次風(fēng)量，但過(guò)多的一次風(fēng)量，使得著火更加困難。

二次風(fēng)的作用是提供燃料完全燃燒需要的氧量，以及保證燃燒器噴射出火焰的剛性，防止煤粉流出現(xiàn)卷吸現(xiàn)象及貼壁燃燒的現(xiàn)象的發(fā)生。二次風(fēng)量越大，能進(jìn)一步加強(qiáng)空氣與煤粉粒子的接觸和混合，增加燃燒的穩(wěn)定性、提高燃燒效率。

1.2風(fēng)速對(duì)燃燒的影響

當(dāng)燃燒器確定、煤種確定，一次風(fēng)速也就確定了。一次風(fēng)速不僅能提高著火的穩(wěn)定性，還關(guān)系到煤粉氣流的剛性。如果一次風(fēng)風(fēng)速過(guò)高，煤粉氣流剛性越大，風(fēng)速大于煤粉氣流速度，會(huì)導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定，甚至火焰被吹滅。即便煤粉能夠燃燒，煤粉氣流可能直沖對(duì)面墻壁，造成火焰沖墻刷壁。較粗的煤粉會(huì)穿透燃燒場(chǎng)而落下，形成不完全燃燒損失。如果一次風(fēng)風(fēng)速過(guò)低，煤粉氣流剛性越弱，卷吸能力減弱，降低風(fēng)粉的混合強(qiáng)度，推遲著火點(diǎn)。剛性減弱還會(huì)導(dǎo)致火焰彎曲，切圓效果不好，燃燒效果不好。當(dāng)風(fēng)速小于煤粉氣流速度，會(huì)出現(xiàn)“回火”現(xiàn)象，著火點(diǎn)距離燃燒器出口過(guò)近，將噴口燒壞。

1.3風(fēng)溫對(duì)燃燒的影響

適當(dāng)?shù)奶岣咭欢物L(fēng)溫度，可以提高煤粉在低負(fù)荷時(shí)燃燒的穩(wěn)定性。尤其是冬季運(yùn)行，鍋爐啟動(dòng)時(shí)，需要提前投入磨煤機(jī)暖風(fēng)器和一二次風(fēng)暖風(fēng)器。提高一次風(fēng)溫度，可以對(duì)煤粉進(jìn)行初期預(yù)熱，降低煤粉中水分，降低著火了，使著火位置提前。但是對(duì)于揮發(fā)份含量大的煤粉，過(guò)高的一次風(fēng)溫度會(huì)造成煤粉爆炸或者自然。然而，一次風(fēng)溫度過(guò)低不僅會(huì)造成著火點(diǎn)推遲，燃燒效率降低之外，還會(huì)導(dǎo)致排煙溫度升高，引起汽溫、壁溫超限。二次風(fēng)溫度越高，越能強(qiáng)化燃燒，在是低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)燃效果尤為明顯。但二次風(fēng)溫度的增加取決于空預(yù)器換熱面積，換熱面積越大，空預(yù)器金屬布置就越多，增加了電廠初期投資。

2.煤對(duì)燃燒的影響

2.1煤的灰分對(duì)燃燒的影響

煤的灰分是衡量煤質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一，灰分越大也就意味著可燃物越少，不利于煤粉著火、穩(wěn)燃和燃燼?；曳执蟛粌H增加機(jī)械不完全燃燒損失，還會(huì)對(duì)增加設(shè)備的磨損。

2.2煤中水分對(duì)燃燒的影響

煤中水分過(guò)多，易造成斷煤、堵磨。煤粉燃燒過(guò)程首先是水分蒸發(fā)，其次是煤粉燃燒，這推遲了著火時(shí)間，增加了機(jī)械不完全燃燒損失。水蒸發(fā)吸熱，降低煤的實(shí)際發(fā)熱量，降低了鍋爐蒸發(fā)量，影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，蒸發(fā)的水分會(huì)增加煙氣體積，對(duì)流受熱面吸熱增加，排煙溫度升高，排煙損失增加。煤中水分不足，易造成煤粉自燃。磨煤機(jī)出口溫度過(guò)高，使得燃燒提前，破環(huán)爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性。細(xì)煤粉泡末易被煙氣攜帶，使得飛灰可燃物增加。

2.3煤粉細(xì)度對(duì)燃燒的影響

煤粉越細(xì)，相對(duì)表面積越大，接觸空氣的機(jī)會(huì)越多，揮發(fā)分析出越快，容易燃燒完全。但是煤粉過(guò)細(xì)，磨煤機(jī)電耗增加，磨損增加。所以煤粉的細(xì)度應(yīng)取決于原煤的發(fā)熱量、揮發(fā)份、灰分等等。煤粉過(guò)細(xì)，在爐內(nèi)燃燒行程短，火焰中心區(qū)域偏低，爐膛出口煙溫低，汽溫相對(duì)來(lái)說(shuō)較低；煤粉過(guò)粗時(shí)相反，增加尾部受熱面的磨損，同時(shí)還有可能造成煙道二次燃燒。

3.負(fù)荷對(duì)燃燒的影響

3.1高負(fù)荷情況，爐膛的熱負(fù)荷能力強(qiáng)，燃燒穩(wěn)定。但是，啟動(dòng)制粉系統(tǒng)時(shí)應(yīng)緩慢操作，防止造成汽溫、壁溫超限或者鍋爐超壓。

3.2低負(fù)荷情況，爐內(nèi)火焰中心偏低，爐內(nèi)溫度、著火區(qū)域溫度均低于正常值，容易造成火焰在爐內(nèi)逐漸發(fā)散，存在滅火的可能。因此，在降負(fù)荷過(guò)程中，機(jī)組在AGC或者CCS方式下，可適當(dāng)減小負(fù)荷變動(dòng)率，緩慢降低各參數(shù)穩(wěn)定燃燒。也可以應(yīng)適當(dāng)投入對(duì)角油槍，或支入等離子拉弧，提高燃燒穩(wěn)定性。

4.吹灰對(duì)燃燒的影響

鍋爐受熱面上積灰影響熱交換，造成排煙溫度升高，降低鍋爐熱效率。因此必須對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行吹掃。一般吹灰時(shí)間選擇在燃燒穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行，這犧牲了燃燒的穩(wěn)定性。若負(fù)荷低于420MW，應(yīng)禁止本體吹灰，防止造成爐內(nèi)燃燒動(dòng)力場(chǎng)波動(dòng)大。在吹灰過(guò)程中燃燒出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，也應(yīng)該立即停止吹灰。

5.制粉、風(fēng)煙系統(tǒng)對(duì)燃燒的影響

正常啟停設(shè)備過(guò)程中，應(yīng)提前做好判斷，對(duì)各風(fēng)門、擋板開度、風(fēng)壓，設(shè)備電流、軸承溫度等輔助設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)有一定的把握，避免操作大開大合，對(duì)燃燒造成擾動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)異常情況，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，盡量保證燃燒的穩(wěn)定。并且避免聯(lián)鎖事故發(fā)生，減少對(duì)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性沖擊。

6.排渣機(jī)對(duì)燃燒的影響

干式排渣機(jī)密封不嚴(yán)或撈渣機(jī)水封破壞都會(huì)造成爐底漏風(fēng)，冷風(fēng)由底步進(jìn)入爐膛內(nèi)，造成負(fù)壓頻繁波動(dòng)，影響了煤粉著火。爐膛火焰中心上移，使得排煙溫度、一二次風(fēng)溫迅速上升，嚴(yán)重時(shí)造成汽溫、壁溫超限。過(guò)多的漏風(fēng)會(huì)造成引風(fēng)機(jī)出力增加，存在失速的情況。

三、優(yōu)化措施

1.定期對(duì)定期對(duì)入爐煤、煤粉飛灰、煤粉細(xì)度和排渣進(jìn)行取樣和分析，列出各參數(shù)指導(dǎo)運(yùn)行人員進(jìn)一步調(diào)整。

2.加強(qiáng)燃料采購(gòu)和配煤管理，根據(jù)實(shí)際燃燒的煤種，可以摻燒其他煤種，提高燃煤熱值，盡可能接近設(shè)計(jì)煤種。

3.合理的調(diào)整各風(fēng)門擋板開度，燃燒器擺動(dòng)角度，掌握各工況下最佳的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)。保證四角煤粉濃度均衡，合理的分配各煤層煤量，提高燃燒穩(wěn)定性。

4.運(yùn)行過(guò)程中啟停設(shè)備、負(fù)荷變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整燃燒；定期對(duì)給煤機(jī)校驗(yàn)，對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行檢查檢修，保證出力。

5.加強(qiáng)爐膛底部排渣機(jī)密封的檢查，防止底部漏風(fēng)，造成火焰中心上移。

6.提高監(jiān)盤質(zhì)量，做好事故預(yù)想。

7.加強(qiáng)對(duì)爐膛本體、煙道、尾部受熱面及空預(yù)器的吹灰，并將吹灰列入定期工作。

四、總結(jié)

本文探討了風(fēng)、煤質(zhì)、吹灰等幾點(diǎn)因素對(duì)燃燒的影響。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行人員應(yīng)認(rèn)真分析各因素對(duì)燃燒的影響程度，確定鍋爐燃燒系統(tǒng)的最佳運(yùn)行方式及鍋爐燃燒的變化規(guī)律。合理的燃燒調(diào)整不僅對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行起著非常重要的作用，同時(shí)也對(duì)環(huán)境保護(hù)方面有著很大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭一凡，郭利寶.220t/h 鍋爐在不同負(fù)荷下的燃燒調(diào)整.山西電力.2001（03）

[2]王克梁.600MW 亞臨界鍋爐運(yùn)行分析與燃燒調(diào)整研究. 工程技術(shù)與設(shè)備.2015（09）

[3]張偉，趙民勝. 燃燒調(diào)整對(duì)鍋爐效率的影響研究.東北電力技術(shù).2012（05）

作者簡(jiǎn)介：張品一，男，（1989.1-）蒙古族，大學(xué)本科，內(nèi)蒙古赤峰，助理工程師，研究方向：集控運(yùn)行。