煤质引发锅炉燃烧问题的分析及对策

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1、煤质引发锅炉燃烧问题的分析及对策王保田（华电国际邹县发电厂山东邹城273522）摘要由丁•电煤供应日趋市场化、多元化，造成煤质波动幅度增大，使锅炉燃煤偏离设计煤种，锅炉稳定燃烧受到破坏。木文深入分析了煤质引发的锅炉燃烧问题，并提出应加强煤炭掺混、优化锅炉运行方式等对策來保证锅炉燃烧的稳定和安全。关键词煤质；锅炉；燃烧：掺混0概述近年來国内电力需求旺盛，电煤耗用量持续増长，预计2005年电煤鬧求将増长到90000万吨。2004年电煤供应全面告急，包拆山西、陕西、山东、河南等煤炭产地人多数电厂电煤库存远低于警戒线，甚至部分电厂陷入了

2、停机待煤的尴尬境地；同时，由于电煤资源的供需平衡遭到破坏，促使发电企业电煤供应日趋多元化、电煤质最波动幅度增大、煤种杂、入炉煤质控制难度加大，引发的设备缺陷明显增多。2004年以來，发电企业锅炉燃烧问题日益増多，包括锅炉结渣、灭火、受热面超温爆管等故障占机组非计划停运的比例明显上升，除各电厂设备本身存在缺陷原因外，与锅炉偏离燃烧设计煤种冇很人关系。同时，因电煤质量问题造成设备缺陷增多甚至停机，更加剧了全社会用电的紧张程度。1煤质对锅炉稳定燃烧的影响燃煤电站锅炉一般燃用经过會制的煤粉，煤粉颗粒山挥发份、固定碳、水分和灰份等部分组成

3、，山于挥发份能在较低温度下析出和燃烧，随看燃烧放热，焦碳粒的温度迅速捉高，为其着火和燃烧创造了极为冇利的条件。另外，挥发份的析出还增人了條碳颗粒的内部空隙和外部反应而积，冇利于提高焦碳的燃烧速度。因此，挥发份含量越人，煤中难燃的固定碳含量越少，煤粉越容易燃尽；挥发份析岀产生的空隙多，增人反应表面积,使燃烧反应加快。挥发份含量降低时，煤粉气流着火温度显苦升高，着火热也随之增大，着火困难，达到着火所需要的时间变长,燃烧稳定性降低，火焰中心上移,炉膛辐射受热面吸收的热疑减少,对流受热面吸收的热量増加，容易造成末级过热器、再热器超温茯至

4、爆管。同时尾部排烟温度升高，排烟损失也増人。燃料中的灰份在燃烧过程中不但不能放岀热量而且还耍吸收热量。因此，灰份含量越人，发热量越低，容易导致着火因难和着火延迟；同时炉膛燃烧温度显苦降低，煤的燃尽度变差，造成E灰可燃物高。灰份含最增大，碳粒可能被灰层包裹，碳粒表面燃烧速率降低，火焰的传播速度减小，造成燃烧不良；另外E灰浓度越高，使锅炉受热面特别是尾部的省煤器、空预器受热面的磨损加剧。排灰量増加，也使得除尘费用及厂用电上升，同时飞灰和炉渣的热物理损失变人，从而降低了锅炉的效率。统计资料显示,平均灰份若从13%±升到18%,锅炉强迫

5、停运率将从1.3%±升到7.5%。煤中的分析丛水分在一淀的含量限度内与挥发份对燃煤的着火特性影响一致，少量水分对煤粉着火有利。从燃烧动力学的角度看，在高温火焰屮水蒸气对燃烧过程具冇冇效的催化作用，可以加速煤粉焦碳的气化和燃烧，可以捉高火焰黑度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子及其氢氧根乂可以提高火焰的热传导率。但水分含量超出限度时，着火热也随Z増人。同时，由于一部分燃烧热热耗在加热水分并使其在汽化和过热上也降低了炉内烟气温度，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉气流的辐射热都降低，这对着火显然不利。

6、发热量是反映煤粉燃烧好坏的一个雨要指标。当煤的发热量下降到一定程度时，不仅会引起燃烧不稳定、不完全,而且可能导致锅炉灭火等故障。实验数据表明,燃煤的低位发热量下降1MJ/kg,厂用电率将提窩0.5%。此外燃煤发热量下降对锅炉机纽•的可用率影响巨大。美国电力公司（AEP）的一项研究衣明，美国全国燃煤机组10年间，燃煤平均发热量从27.328MJ/kg下降到24.65MJ/kg,可用率下降了13%。2煤质变化对锅炉燃烧及设备的影响一般悄况下，锅炉最好燃用其设计煤种或与设计煤种比较接近的煤种，以确保燃烧稳定及各参数在正常范围内运行。但

7、近年來，山于电煤资源的供需平衡遭到破坏，促使发电企业电煤供应日趋多元化，电煤质最波动幅度増大，入炉煤质控制难度加大，从而对锅炉的稳定燃烧和运行安全造成了很大的影响，主要如下:（1）当锅炉用煤质量难以保证，且已经超出锅炉设计煤种和校核煤种使用范围时，将造成锅炉运行调整困难，加人锅炉烟温偏差；虽然主蒸汽不超温，但可能导致过热器管局部超温。华电国际某厂#2炉于1996年10月投产使用，2004年3月10日利3月29日，末级过热器连续两次发生爆管，对其进行鉴定和分析后认为，除管材本身温度余量偏小造成管材金相组织发生恶化外，近一段时间煤质

8、差是导致管材性能恶化的上更原因。（2）若煤质变差，其灰份将增大，将会使锅炉受热面、预热器的尾部烟道、电除尘、制粉系统设备的磨损损害较为严重，并使送风阻力増人；灰份的増加，还将影响到除尘器的除尘效果，使电除尘、排灰系统运行压力加大。（3）在煤质比较差的情况下，尤其