1、概述
飛灰可燃物含量是反映電站鍋爐經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，它的影響主要體現(xiàn)在兩方面：飛灰可燃物含量升高直接造成鍋爐機(jī)械不完全燃燒損失增加，從而降低鍋爐熱效率；飛灰可燃物含量升高，更多未燃燒的碳與原煤灰分附著在一起，飛灰顆粒增大，加劇對鍋爐受熱面的磨損。由于影響飛灰可燃物含量的因素較多，所以燃煤電站鍋爐飛灰可燃物含量升高的問題經(jīng)常發(fā)生。
某電廠4號鍋爐為DG 1025／18.2 - II7型亞臨界參數(shù)、中間再熱、自然循環(huán)、雙拱形單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、“W”型火焰鍋爐，配有4臺SVEDA-LA雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，每臺磨煤機(jī)出口的煤粉氣流通過一分三的煤粉分配器分成6股一次風(fēng)，分別與鍋爐前后拱上的6只煤粉濃縮式燃燒器相連。在爐膛的拱上布置乏氣噴口周界二次風(fēng)、煤粉噴口周界二次風(fēng)和燃油二次風(fēng)，在下爐膛的前后垂直墻上布置三層分級送風(fēng)的二次風(fēng)噴口和冷灰斗處的邊界風(fēng)。鍋爐設(shè)計(jì)煤種為50%陽泉無煙煤+50%壽陽貧煤，校核煤種為70%陽泉無煙煤+30%壽陽貧煤和100%陽泉無煙煤。
2009年和2010年，該鍋爐飛灰可燃物含量出現(xiàn)2次異常升高，根據(jù)鍋爐飛灰可燃物含量月報(bào)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，飛灰可燃物含量從5%左右上升到10%左右。該文分析原因并成功解決了飛灰可燃物含量升高的問題，為控制該類型“W”火焰鍋爐飛灰可燃物含量提供了借鑒。
三門峽富通新能源主要銷售燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料的生物質(zhì)鍋爐，如下圖所示：
2、飛灰可燃物含量升高原因分析
為查清該鍋爐飛灰可燃物含量2次異常升高的原因，對影響此爐型飛灰可燃物含量的主要因素進(jìn)行分析。
2.1設(shè)計(jì)因素
爐膛結(jié)構(gòu)、燃燒器布置方式和制粉系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)對燃燒流場和強(qiáng)度起決定性作用，一般由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的燃燒不完全、飛灰可燃物含量升高問題很難通過燃燒調(diào)整試驗(yàn)解決。由于該鍋爐自投產(chǎn)以來飛灰可燃物含量一直較低，基本都在5%以下，所以排除先天設(shè)計(jì)不足。
2.2 煤質(zhì)因素
當(dāng)燃用煤質(zhì)偏離設(shè)計(jì)煤質(zhì)時(shí)，鍋爐易出現(xiàn)各種不適應(yīng)性，飛灰可燃物含量升高就是表現(xiàn)之一。影響煤燃盡特性的主要指標(biāo)包括揮發(fā)分、灰分、水分。發(fā)熱量和含碳量成正比，它們對煤燃盡程度沒有直接影響，而是體現(xiàn)在影響揮發(fā)分、灰分的份額，從而間接影響飛灰可燃物含量。揮發(fā)分具有助燃的作用，揮發(fā)分越高的煤越易燃燒完全，各種煤質(zhì)參數(shù)中揮發(fā)分的高低對飛灰可燃物含量影響最大。若灰分不能燃燒，它對燃燒起阻礙作用，灰分高的煤往往飛灰可燃物含量高。水分蒸發(fā)吸熱，將增加著火熱，所以水分高也會(huì)導(dǎo)致飛灰可燃物含量升高。
該電廠人爐煤參數(shù)指標(biāo)主要通過摻配實(shí)現(xiàn)，由于燃料部配煤標(biāo)準(zhǔn)沒有變化，煤質(zhì)變化不大，故不考慮煤質(zhì)因素。
2.3 煤粉細(xì)度因素
煤粉細(xì)度對飛灰可燃物含量影響較大。煤粉越細(xì)，其總表面積越大，揮發(fā)分析出就越快，燃燒面積越大，越有利于煤粉著火和燃盡。另一方面煤粉細(xì)度過細(xì)將導(dǎo)致制粉系統(tǒng)電耗上升，所以制粉系統(tǒng)最好在兼顧鍋爐熱效率和制粉系統(tǒng)電耗的經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度下運(yùn)行。
該鍋爐煤粉細(xì)度設(shè)計(jì)值R75為15%，經(jīng)過試驗(yàn)測試，2009年飛灰可燃物含量升高期間各磨煤機(jī)出口的煤粉細(xì)度平均值在20%左右，2010年飛灰可燃物含量升高期間各磨煤機(jī)出口煤粉細(xì)度差別較大，高的煤粉細(xì)度大于20%，查看煤粉細(xì)度月報(bào)表，飛灰可燃物含量正常時(shí)，各磨煤機(jī)出口煤粉細(xì)度都在設(shè)計(jì)值(15%)以下，所以判斷2次飛灰可燃物含量升高與煤粉細(xì)度有關(guān)。
2.4 運(yùn)行因素
a．運(yùn)行氧量：運(yùn)行方式因素中氧量對飛灰可燃物含量影響最大，運(yùn)行氧量偏低。二次風(fēng)量不足很容易導(dǎo)致飛灰可燃物含量升高。該鍋爐270 MW以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)氧量經(jīng)常在2%左右，明顯偏低，可能是導(dǎo)致飛灰可燃物含量升高的原因之一。
b．設(shè)備故障：凡是與鍋爐燃燒有密切聯(lián)系的設(shè)備，如磨煤機(jī)、分離器、燃燒器、風(fēng)機(jī)等出現(xiàn)故障，都可能引起飛灰可燃物含量升高。2010年該鍋爐飛灰可燃物含量第2次升高時(shí)，無論對分離器擋板開度、煤位如何調(diào)整，煤粉細(xì)度依然很高，停磨檢查后發(fā)現(xiàn)，各磨煤機(jī)分離器已被雜物堵塞，因此，判斷此次飛灰可然物含量升高是分離器堵塞引起煤粉細(xì)度升高所致。
c．負(fù)荷：一般在其它條件不變的情況下，負(fù)荷越低，鍋爐溫度越低，飛灰可燃物含量越高。配直吹式制粉系統(tǒng)的鍋爐負(fù)荷低時(shí)往往磨煤機(jī)出力低，煤粉細(xì)度低，最終導(dǎo)致飛灰可燃物含量低。
d．熱風(fēng)溫度：當(dāng)其它條件相同時(shí)，通過提高熱風(fēng)溫度來提高煤粉氣流的初溫，減少煤粉氣流加熱到著火溫度所需的著火熱，有利于降低飛灰可燃物含量。相反，如果熱風(fēng)溫度較低，則會(huì)降低爐膛溫度，影響煤粉的著火和燃盡，使得飛灰可燃物含量增加。
e．爐內(nèi)空氣動(dòng)力場：合理的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場，可以使煤粉和空氣充分良好混合，有利于煤粉的完全燃燒，降低飛灰可燃物含量。鍋爐熱態(tài)運(yùn)行中，空氣動(dòng)力場的調(diào)節(jié)一般指改變二次風(fēng)配風(fēng)方式或改變?nèi)紵魅~片角度，由于燃燒器葉片角度自身不會(huì)變化，且熱態(tài)運(yùn)行中很難定量調(diào)整，故燃燒器角度在冷態(tài)下確定后，在熱態(tài)運(yùn)行過程中一般不做調(diào)整。
3、處理措施及效果
3.1調(diào)整制粉系統(tǒng)
該鍋爐制粉系統(tǒng)配有4臺SVEDALA雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，離心擋板式粗粉分離器，風(fēng)煤比不變時(shí)，煤粉細(xì)度隨磨煤機(jī)負(fù)荷的降低而降低，磨煤機(jī)負(fù)荷不變時(shí)，主要通過改變分離器擋板角度調(diào)整煤粉細(xì)度，另外煤粉細(xì)度還受磨煤機(jī)鋼球裝載量和存煤量（即煤位）的影響。2009年為降低煤粉細(xì)度，對制粉系統(tǒng)采取如下措施：
a．將磨煤機(jī)出口的煤粉分離器擋板的開度關(guān)小4 cm；
b．通過變煤位試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)煤粉細(xì)度隨磨煤機(jī)煤位的降低而降低，故將磨煤機(jī)煤位由原來的40%調(diào)整至30%；
c．適當(dāng)增加磨煤機(jī)鋼球，直至磨煤機(jī)電流恢復(fù)至2009年初的水平。
以上措施實(shí)施后4號鍋爐煤粉細(xì)度R75平均值由20%左右降低到了10%以下，效果明顯。
3.2 加強(qiáng)入爐煤管理
2010年飛灰可燃物含量第2次升高時(shí)，針對磨煤機(jī)分離器堵塞的狀況，加強(qiáng)對入爐煤的管理工作。去除細(xì)鐵絲、礦泉水瓶、編織袋等雜物后，分離器不再堵塞，煤粉細(xì)度均恢復(fù)到設(shè)計(jì)值以下。
3.3 調(diào)整燃燒器葉片角度
該鍋爐燃料系統(tǒng)配有二十四組雙旋風(fēng)分離式煤粉濃縮型燃燒器，分別錯(cuò)列布置在鍋爐前后拱上。每組燃燒器由柵格式煤粉均分器、雙旋風(fēng)簡、煤粉噴嘴、乏氣管及其擋板和消旋器組成。在下爐膛的前后垂直墻上布置三層分級送風(fēng)的二次風(fēng)噴口，分別由D、E、F擋板控制，其中位置靠下的F擋板是二次風(fēng)的主要來源。該鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)煤粉火焰下扎較深，開大F擋板補(bǔ)充氧量時(shí)容易對燃燒產(chǎn)生擾動(dòng)，火檢信號變?nèi)酰斐杉友趿坷щy，鍋爐內(nèi)燃燒處
于缺氧狀態(tài)，將燃燒器乏氣風(fēng)擋板開大，提高煤粉濃度，并上提消旋葉片增加旋流強(qiáng)度，使煤粉著火提前，在一定程度上緩解了加氧量困難的問題，使該鍋爐300 MW下運(yùn)行時(shí)氧量能保持在3.0%以上。
采取以上措施后，4號鍋爐飛灰可燃物含量已經(jīng)降低到2%左右，經(jīng)計(jì)算，為該電廠減少天然煤耗約5 g/kWh。
4、結(jié)束語
總之，“W”火焰鍋爐燃燒比較集中，火焰中心溫度高，有利于煤粉的燃盡，只要設(shè)計(jì)合理，平時(shí)控制好煤粉細(xì)度、煤質(zhì)和運(yùn)行因素，就能較好地控制飛灰可燃物含量。
