浅谈煤质变化对锅炉燃烧的影响

浅谈 煤质变化对锅炉燃烧的影响

魏振宇

新疆华电高昌热电有限公司 新疆 吐鲁番 838004

摘 要：文章主要分析了煤炭的燃烧过程、燃烧特点及良好燃烧的必然条件，讲述了煤质的要求以及煤质不同对锅炉燃烧的具体影响，提出了在煤质发生变化时的应对措施，保证锅炉燃烧的质量。

关键词：锅炉；燃烧；应对措施

引言

近年来，我国煤矿事故不断发生，为了减少以因事故造成的不必要损失，国家对煤矿生产加强了整顿，随着煤矿规模的正规化，不少小型煤矿和不合格煤矿纷纷被关闭，煤炭供应日趋紧张，各企业采暖锅炉的用煤计划走向多元化，因而，煤炭质量也有了不小的变化，煤种杂、煤质差，煤种质量已经偏离锅炉的设计煤种，不但增加了劳动力的消耗，锅炉及其设备的故障频发，导致锅炉燃烧运行困难，锅炉出口温度不合标准，严重影响正常供热。

　1 煤炭的燃烧过程

　　首先，合格的燃烧条件有三个：①温度。煤炭燃烧的温度越高，其化学反应就越快，燃烧就愈快。②空气。空气冲刷炭表面的速度愈快，炭氧的接触就越好，燃烧就愈快。③时间。要让煤炭在锅炉内有足够的燃烧时间，保证煤炭的充分燃烧。炭燃烧时，其周围会包上一层灰壳，燃烧所形成的一氧化碳、二氧化碳往往透过灰壳向四周扩散，一氧化碳在遇到氧气后继续燃烧，会形成二氧化碳。也就是说，煤炭燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与炭接触。所以，加强送风，增加空气冲刷炭粒的速度，将外层的气体迅速带走；同时加强机械拨动，破坏灰壳，让氧气和炭直接接触，加快燃烧速度。如果氧气不足或者搅动力度不够，煤炭就无法充分燃烧，造成灰渣中有许多未参与燃烧的炭核，还会导致一氧化碳未经燃烧就从烟道中排出。一些较大的煤块，必须要有充足的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。因此，在锅炉的燃烧过程中，一定要氧量充足，并采用二次风来加强扰动，提高燃烧的温度和速度，保证煤炭的充分燃烧。这是热电公司要争取锅炉内煤炭正常燃烧、正常供热的基本条件。

　　2 煤质对锅炉稳定燃烧的影响

　　煤炭的发热程度是衡量煤炭质量的主要标准，如果煤炭的发热程度低于一定数值，那么不仅会影响到煤炭的燃烧，还会导致锅炉熄火，此时，锅炉的出口温度就很难达标，影响正常运行。挥发分能在温度较低的情况下析出和燃烧，而燃烧发热就会提高焦炭粒的温度，为煤炭着火和燃烧提供了较好的条件，另外，挥发分的析出还能增加焦炭内部空隙和外部反应面积，加强了焦炭的燃烧速度。可见，挥发分的含量越大，煤中难燃的固定炭成分越少，煤粉越容易燃烬，同时增加燃烧反应面积，加快煤炭的燃烧。挥发分含量降低时，煤粉的着火点会升高，着火困难，所需要的燃烧时间就会增长，燃烧稳定性降低，还会导致对流受热面吸收的热量增加，尾部排烟温度升高，排烟热损失增大。

　　煤的灰分在燃烧时会不断释放热量，同时还会吸收热量。灰分的含量越大，发热量越低，会引起着火困难和燃烧延时，锅炉内的温度也会降低，煤的燃烬程度降低，煤炭资源被大量浪费。灰分含量增大，炭粒可能被灰层包裹，煤炭表面的燃烧速度降低，火焰传播速度减小，导致燃烧效果不佳。另外，飞灰的浓度增高，锅炉的受热面，特别是省煤器、空气预热器等都会遭到双倍的磨损，除尘量增加，锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大，降低了锅炉的热效率。此外，煤的颗粒度也会影响到锅炉燃烧。颗粒度过大，煤粒的燃烧时间太短，煤炭中的焦炭无法全部燃尽，锅炉内的残渣量增加，增加了锅炉炉渣的物理热损失；颗粒度过小，细煤粉燃烧时会被风力带出，导致炭和氧气无法迅速直接的接触，细煤粉也易被空气吹起，增加了锅炉烟气中的飞灰热损失，所以，我们需要根据煤炭颗粒度合理调整送风量。

　　煤炭的含水量必须符合相关燃烧规定，因为它与挥发分对燃煤的着火特性影响一致，较少的水分能促进燃烧，从燃烧动力学角度看，高温水蒸气对燃烧具有催化作用，能加速煤炭的燃烧，提高火焰的温度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时会产生氢分子和氢氧根，这些化学元素能提高火焰的传导力。但是煤炭的水分不能过多，水分过多时，着火热也随之增大，同时由于一部分燃烧热用来加热水分并使其汽化，会导致炉内温度降低，从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低，影响着火。

　　煤炭中的杂质不仅会影响到煤炭的着火，还会阻碍煤与氧充分接触，影响煤的燃烧，影响锅炉的燃烧效率，增大锅炉运行时的除渣除灰量，这对锅炉的安全运行也是一大威胁。

3 采取的对策

3.1 加强燃料分析，做好配煤掺烧工作

混煤或配煤是科学利用煤炭，提高劣质煤的利用，降低燃料成本和污染排放的关键手段。对于煤炭中矿物质引起的锅炉受热面结渣、积灰、腐蚀、磨损等问题，可以通过配煤来解决。随着现代企业煤炭利用的多元化，配煤工作是稳定煤炭质量，提高煤炭利用率的重点。因此，操作人员要熟练掌握煤炭质量的基本常识，提高配煤技术，特别是入炉煤的挥发分、发热量、灰分的含量，配煤人员要做好数据备份，以便在控制锅炉运行作为参考。直吹式锅炉运行人员应该根据给煤机煤量大致判断煤质优劣，避免入炉煤煤质的大幅度波动，影响锅炉燃烧质量。

3.2 锅炉的配风原则

锅炉内的送风系统应合理运用，因为它能影响到锅炉的燃烧性能。运行中，我们应注重方式的优化，保证锅炉的安全、经济运行。一次风速、风压不得过高或过低，磨煤机的通风量在保证不堵磨前提下采用低风量，提高燃烧设备周围的烟气温度及煤粉浓度，保证燃烧稳定；为增加火焰在锅炉内的停留时间，三次风及炉底热风量应科学调整，不然会导致火焰行程缩短或造成较粗颗粒，煤炭无法充分燃尽，降低煤炭燃烧率；随时注意氧量的变化，氧量是反映燃烧最重要的参数，尤其是煤炭质量较差时氧量会上升。一般氧量应控制在3%-6%为宜。

3.3 正确投助燃油，找到稳燃和降耗的平衡点

　　在锅炉燃烧正常时，若锅炉突然出现大幅度降压，炉膛负压突增，则是煤质突变的前兆。如果锅炉燃烧恶化，需要进行投油助燃，同时，其管理人员必须现场监督，避免因煤质问题导致锅炉灭火。完善配煤掺烧快速反应机制，管理人员及相关操作人员随时就位，如果锅炉燃烧出现问题，就应立即启动应急预案，化学分析、燃料部等管理人员，及时指导上煤和锅炉燃烧调整，保证锅炉的燃烧稳定。除此之外，我们必须遵循安全与经济的原则，减少投用油枪数量和投油时间，待燃烧稳定后及时解除助燃用油。

　　3.4 运检协作，加强设备查漏消缺

　　如果劣质煤入炉燃烧，锅炉设备会遭到不良影响，磨损严重。面对这样的问题，整个部门应采取可靠方案，加大对设备的管理工作力度，让设备适应煤炭质量的变化。首先，严格执行设备缺陷的管理制定以及定期分析制度，加强设备的可靠运行。其次，针对设备的实际情况，把一些平时大修才做的改造项目利用短时间停炉机会及时完成，减少因长时间维修而导致的锅炉运行不畅和能源浪费。

　　4 结束语

　　如今，锅炉燃煤燃烧不良的问题是普遍存在的，而且在短时间内也无法根除，因此，我们必须清晰的认识到煤炭质量对锅炉燃烧的影响，同时利用先进的技术，把煤质变化对锅炉的危害降低到最低程度。

　　参考文献：

　　[1]华电新疆发电有限公司红雁池电厂锅炉运行规程

　　[2]新疆华电高昌热电有限公司燃料运行规程

[3]煤燃烧理论及其宏观通用规律（清华大学学术专著）