徐德強

摘 要：影響鍋爐飛灰含碳量的因素較多，其中氧量影響較大，氧量過高飛灰含碳量會下降但是排煙損失增加，氧量過低，飛灰含碳量降低。根據(jù)鍋爐每個角燃燒火焰的顏色來判斷氧量的高低，保證鍋爐恰當(dāng)?shù)难趿?，有效降低飛灰含碳量。

關(guān)鍵詞：鍋爐；四角切圓燃燒器；飛灰含碳量；結(jié)焦

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.166

1 概述

南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司一期3臺220t/h的鍋爐燃燒器采用上下濃淡分離燃燒技術(shù)，四角布置，12只燃燒器分三層設(shè)置。下、中層煤粉燃燒器集中布置，在主燃燒器上方增加高位燃盡風(fēng)，高位燃盡風(fēng)量在25%左右，距上一次風(fēng)保持較大的距離，燃盡風(fēng)噴口設(shè)計為可上下左右擺動噴口；更換原燃燒器一次風(fēng)組件及二次風(fēng)噴口，一次風(fēng)噴口采用上下濃淡組合方式，二次風(fēng)噴口面積也相應(yīng)調(diào)整一二次風(fēng)率及風(fēng)速仍與原燃燒器設(shè)計參數(shù)相近。燃燒器由下至上依次為下二次風(fēng)、下一次風(fēng)（微油燃燒器）、中一次風(fēng)、中二次風(fēng)（加裝貼壁風(fēng)）、上一次風(fēng)、上二次風(fēng)（加裝貼壁風(fēng)）。在主燃燒器上部有兩層可擺動燃盡風(fēng)：上燃盡風(fēng)和下燃盡風(fēng)。在水平斷面上，一次風(fēng)射流在爐內(nèi)形成φ540和φ200的逆時針大小切圓，二次風(fēng)射流與一次風(fēng)射流偏置5°，防結(jié)渣及降低NOx排放，燃盡風(fēng)組件布置在兩側(cè)墻。

制粉系統(tǒng)：采用中間儲倉式乏氣送粉系統(tǒng)，每臺爐配兩臺TDM290/410型球磨機

2 鍋爐運行現(xiàn)狀

（1）鍋爐在正常運行時，由于空預(yù)器兩側(cè)換熱元件、風(fēng)道阻力不同及每個二次風(fēng)門線性不同，導(dǎo)致每個角二次風(fēng)門在開度相同的情況下輸出二次風(fēng)量肯定存在偏差。

（2）制粉系統(tǒng)雖然進行過一次風(fēng)調(diào)平，各一次風(fēng)風(fēng)速均勻，但是在實際運行時每一個燃燒器內(nèi)的給粉量肯定不同，需要的氧量不同，在各個角二次風(fēng)量相同的情況下，就會存在某個角的氧量富余，飛灰含碳量小，而另一個角氧量不足，飛灰含碳量大的情況出現(xiàn)。

（3）四角切圓燃燒由于煙氣處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，且四個角二次風(fēng)速、一次風(fēng)風(fēng)速存在偏差，導(dǎo)致爐膛出口兩側(cè)煙氣量不同，煙溫偏差較大，對換熱影響較大，容易出現(xiàn)單側(cè)主、再熱汽溫偏差。

（4）爐膛氧量充足理論上飛灰含碳量應(yīng)該降低，但是現(xiàn)在煤炭價格上漲，為了保證公司效率，各電廠都在進行劣質(zhì)煤摻燒，當(dāng)鍋爐燃用高熱值、低揮發(fā)份的煤種時，煤粉燃盡所需時間較長，氧量過大后，煙氣量大，煙氣流速快，導(dǎo)致煤粉在爐內(nèi)停留時間縮短，煤粉在爐膛內(nèi)不能充分燃盡，反而造成飛灰含碳量大，這點對于小容量鍋爐特別明顯。

（5）DCS爐膛氧量顯示受氧化鋯質(zhì)量、二次風(fēng)配方方式的影響，顯示與實際值存在偏差，容易失真，如果按照失真的氧量進行經(jīng)驗調(diào)整，會存在偏差。

3 燃燒調(diào)整方法

3.1 氧量確定

理論上爐膛火焰的顏色隨著氧量的變化而變化：當(dāng)氧量充足時，火焰發(fā)亮、發(fā)白；氧量最佳時，火焰呈金黃色；缺氧時，火焰呈紅色甚至暗紅色；不同的氧量對應(yīng)的經(jīng)濟性不同：當(dāng)氧量富裕時，燃燒火焰發(fā)亮、發(fā)白，雖然有利于煤粉充分燃燒，但是爐膛燃燒強度高，水冷壁容易結(jié)焦、 NOx含量增加，增加了液氨消耗、風(fēng)機單耗增加、排煙損失增加；氧量過低，火焰發(fā)紅，飛灰含碳量明顯增加，爐效降低，雖然風(fēng)機單耗降低，但是得不償失。

目前國內(nèi)鍋爐都經(jīng)過了低氮燃燒器改造，在爐膛總風(fēng)量不變的情況下，燃燼風(fēng)風(fēng)門開度，將直接影響了鍋爐主燃燒區(qū)域的風(fēng)量變化（搶風(fēng)效應(yīng)），導(dǎo)致飛灰含碳量和爐膛出口NOx濃度發(fā)生變化。在煤種變化比較頻繁的情況下如何確認燃燒區(qū)域氧量是否足夠，最直接的方法是根據(jù)爐膛中心火焰的顏色來進行氧量判斷，進行送風(fēng)量和燃燼風(fēng)風(fēng)量調(diào)整，將主燃燒區(qū)域火焰顏色調(diào)整為金黃色，然后將此時的氧量作為這個負荷的調(diào)整的標準；

3.2 燃燒器四角氧量調(diào)整

四角切圓燃燒器，燃燒器布置在鍋爐四個角，當(dāng)爐膛氧量確定后，打開各角燃燒器看火孔，根據(jù)各角燃燒情況進行四個角的二次風(fēng)調(diào)整：

（1）觀察各層燃燒器煤粉著火距離是否滿足要求，如果著火距離過短，為了防止火嘴燒壞，增加該角周界風(fēng)開度，反之減小周界風(fēng)開度；同時根據(jù)著火距離情況，來判斷一次風(fēng)速和風(fēng)溫是否滿足燃燒器冷卻需求；

（2）觀察各層燃燒器煤粉著火火焰顏色，比如#1角中層火焰顏色偏亮，適當(dāng)關(guān)小#1角中層二次風(fēng)門，反之增加風(fēng)門開度，以此類推，對各個火嘴對應(yīng)的二次風(fēng)門進行微調(diào)（各角二次小風(fēng)門能夠單獨操作的比較容易實現(xiàn)）；

（3）觀察爐膛火焰是否偏斜，是否沖刷爐墻，如果偏斜，可利用燃燼風(fēng)的左右擺角來進行修正，改變爐膛內(nèi)煙氣旋轉(zhuǎn)角度來調(diào)整火焰偏差和爐膛出口煙溫差。

3.3 燃燒調(diào)整結(jié)果總結(jié)

（1）通過試驗發(fā)現(xiàn)燃燼風(fēng)開度越大，爐膛出口NOx濃度降低，飛灰含碳量變大，而此時爐膛氧量反而顯示增加，表明很多風(fēng)量沒有參與到燃燒中，如果此時根據(jù)氧量變化減小送風(fēng)量反而造成飛灰含碳量更大；燃燼風(fēng)開度降低，爐膛出口NOx濃度升高，飛灰含碳量卻下降，而此時爐膛氧量顯示減少。最終試驗結(jié)果表明燃燼風(fēng)門關(guān)小至50%左右，調(diào)整送風(fēng)量使主燃燒區(qū)域氧量增加，火焰呈金黃色，脫硝入口NOx從300 mg/Nm3，提高至345 mg/Nm3，降低飛灰含碳量效果明顯，雖然脫硝入口NOx濃度相應(yīng)會升高，意味著噴氨量成本增加，但是降低飛灰含碳量的經(jīng)濟性要高；

（2）經(jīng)過調(diào)整后，各個角風(fēng)量和煤粉匹配，避免了風(fēng)量的浪費，降低了風(fēng)機單耗。同時煙氣量的下降，使得煤粉在爐內(nèi)停留時間延長，更加有利于飛灰含碳量的降低；

（3）正常運行時，爐膛內(nèi)水冷壁掛焦速度和自然掉焦速度比較均衡，水冷壁清潔程度能夠保持在一定水平，爐膛出口煙溫長時間穩(wěn)定。當(dāng)燃用灰熔點低的煤，爐膛容易結(jié)焦時，掛焦速度明顯大于掉焦速度，水冷壁吸熱降低，爐膛出口煙溫上升較快，此時適當(dāng)開大燃燼風(fēng)開度，降低爐膛主燃燒區(qū)域熱負荷，同時調(diào)整燃燼風(fēng)左右擺角，能夠減緩爐膛結(jié)焦量。

4 結(jié)束語

每日對鍋爐火焰的觀察成了必修課，通過一系列的調(diào)整措施，降低了飛灰含碳量，提高了鍋爐效率，同時也降低風(fēng)機單耗，提高經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1]張永濤.鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，1998.