煤质变化对锅炉燃烧的影响及应对措施分析

夏广胜

摘 要：随着我国经济发展速度的不断加快，对能源需求量不断增加。煤炭作为我国经济发展过程中最常用到的能源，在电厂生产过程中对煤炭的需求量较大。近年来在煤矿业整改力度不断加大的新形势下，煤炭质量发生了较大的变化，煤炭品质参差不齐，这对锅炉燃烧效率带来了较大的影响。由于煤质的变化，在锅炉实际运用中一些问题不断暴露出来，严重影响了锅炉运行的安全性和经济性。因此需要针对煤质变化情况进行深入分析，从而采取切实可行的应对措施，提高锅炉运行的经济性和安全性，确保电厂获取良好的运营效益。

关键词：煤炭；煤质变化；锅炉；燃烧；影响；应对措施

前言

当前我国电厂还是以火电为主，即采用的燃煤发电形式。燃煤锅炉在运行过程中其运行效率受煤质影响较大。一旦煤质变化较少，则会对锅炉运行的经济性带来较大的影响。因此对于采用燃煤锅炉的电厂来讲，需要对煤质变化进行有效控制，即要充分的了解需要选择煤种，选择适宜入场煤、入炉煤和入炉方式，以此来提高锅炉的燃烧效率，降低煤质变化对锅炉运行带来的不利影响，保证锅炉运行的安全性和经济性。

1 煤炭的燃烧过程

煤炭燃烧过程中对其影响的因素以温度、空气和时间为主。当煤炭燃烧温度不断增加时，其所产生的化学反应也会不断加快，燃烧的速度也愈快。而当空气不断对煤炭表面进行冲刷过程中，会使炭与氧气之间充分接触，从而加快燃烧的速度。为了使煤炭在锅炉内部能够实现充分燃烧，则需要给予其足够的燃烧时间。在煤炭燃烧过程中，会在煤炭周围形成一层灰壳，在燃烧过程中所产生的一氧化碳和二氧化碳会透过灰壳向四周进行扩散，而一氧化碳与氧气相遇后会继续燃烧，并形成二氧化碳。即在煤炭燃烧过程中，空气中的氧需要穿过外壳包围着的一氧化碳和二氧化碳两层气体后才能与炭进行充分接触。因此煤炭在锅炉内燃烧过程中，可以通过增加送风量来提高空气对炭粒的冲刷速度，以此来快速带去外壳外层的气体。也可以通过加强机械拨动来对灰壳造成一定的破坏，使炭能够与氧气充分接触，以此加快燃烧的速度。一旦煤炭燃烧过程中氧气不足或是搅动力度不足时，则会造成煤炭燃烧的不充分，会形成较多的没有完全燃烧的炭核，而且排烟中一氧化碳含量也会增加。

2 煤质对锅炉稳定燃烧的影响

2.1 发热量

在对煤质好坏进行判断时，通常会将煤的发热量作为重要的评判指标，一旦煤的发热量较低，则会对锅炉燃烧的稳定性带来影响，严重时还会导致锅炉熄火事故发生。而且发热量较低的煤质也会造成锅炉出口温度达不到规定的要求，这必然会对正常的供热带来较大的影响。

2.2 挥发分

挥发分在较低温度下会析出和燃烧，而且在燃烧放热过程中，会有效的蝗高煤粉粒的温度，从而为其着火和燃烧提供有利的条件。而且析出的挥发分还能够使煤粉内部空隙和外部空间反应面积增加，这对提高煤炭的燃烧速度十分有利。

2.3 煤的灰分

在煤燃烧过程中所产生的灰分，不仅不会在燃烧过程中发出热量，而且还会吸收热量。因此锅炉内灰分含量与煤炭的发热量呈反比的关键，即灰分含量越高，煤炭的发热量则会越低。而且灰分含量还会影响煤炭的着火点，使炉膛内的温度下降，影响煤炭的燃烬程度。而且在锅炉内部，随着灰分含量的增加，灰层会包裹住碳粒，影响碳粒表面的燃燒速度，导致燃火焰传播速度降低，影响燃烧的效率。在灰分量不断增加的情况下，会对锅炉受热面带来不同程度的磨损，再加之除尘量的增加，会增大炉渣热损失，从而对锅炉的热效率带来较大的影响。

2.4 煤的颗粒度

煤的颗粒度大小与锅炉燃烧效率具有直接的关系。当煤颗粒度过大时，由于锅炉内煤块燃烧时间较短，因此煤炭中的焦炭会存在没有完全燃烬的情况，从而造成炉渣中含碳量增加，导致炉渣热损失增大。而对于颗粒度过小的细粉煤，其在燃烧时由于碳和氧之间无法实现完全接触，极易出现黑带情况，而且在空气冲刷过程中细粉煤容易被吹起，从而被烟气带走，导致烟气中飞灰热损失增加。

3 煤质对辅助设备运行的影响

煤质的质量还会影响辅助设备的正常运行。如果煤质质量较差，不仅燃烧前的点火和运行调节上会存在较大的难度，而且燃烧过程中燃烧也不充分，还容易灭火，从而对锅炉出口温度带来影响。而且煤质质量不过标时，其在炉膛内燃烧过程中还会出现不同程度的结焦，加重流管束、省煤器、空气预热器等受热面的磨损，积灰量也会随之增加，对锅炉的送风带来不利影响，导致锅炉热效率降低。燃煤质量不好时，会产生较大的灰分，不仅会增加除尘系统的运行压力，而且还会对除尘效果带来不利影响，除尘系统运行故障发生机率较高，对外界环境带来较大的污染。另外，劣质煤中含硫量较高，会对水冷壁、尾部烟道及其他设备带来腐蚀影响，严重时会导致锅炉发生爆管事故，威胁锅炉运行的安全。

4 锅炉燃用劣质煤的有效措施

劣质煤多为挥发分含量低、多灰、多水、发热量低的煤，因此锅炉如使用劣质煤燃烧时，需要采取有效措施来提高燃烧的效率。

4.1 要有性能良好的燃烧器

通过采用性能优良的燃烧器，并对燃烧器进行合理布置，以此来提高燃煤的着火速度，使其能够充分燃烧。燃烧器射流设计要能够从外边界卷只炉内高温烟气，同时还有一个回流区，这样不仅能够提高一次风煤粉气流的温度，而且高温烟气能够直接回流到火焰根部，有利于强化着火过程。

4.2 热风送粉和预热空气温度

为了能够加快着火的速度，可以利用热风送粉和较高的预热空气温度来对煤粉气流的初温进行提高，因此在实际采用劣质煤作为燃料时，通常会采用中间储仓式热风送粉系统，以较高温度的热风作为一次风，并采用较高的预热空气温度，以此来提高煤粉的初温，加快劣质煤的着火速度。

4.3 提高燃烧器区域的温度

通过提高燃烧器区域的温度可以使煤粉气流着火速度加快，提高煤炭的燃烧效率。

4.4 采用较低的一次风率和一次风速

通过对一次风率和一次风速进行控制，有利于减少煤粉气流的着火热，能够有效的提高着火的速度。

4.5 采用较细的煤粉

当煤粉颗粒细度较小时，有助于煤的着火，对其充分燃烧和燃烬都十分有利。因此对于使用劣质煤作为锅炉燃料时，要对劣质煤的细度进行有效控制，利用燃烧实验来获取最佳燃烧数值，从而使劣质煤颗粒细度保持在最佳水平。

4.6 锅炉运行的负荷不能太低

在不投油助燃的情况下，运行中的锅炉最低负荷要保持在设计的最低稳燃负荷标准之上，避免由于锅炉运行负荷太低而对燃煤的着火和燃烧情况带来不利影响。当着火热源不稳定或是要发生熄火时，则必然利用投油来起到助燃的作用。

5 煤质变化情况下锅炉燃烧应采取的应对措施

当前由于煤炭供应形势十分紧张，这也导致煤质變化较大，这对锅炉燃烧的经济性带来了较大的影响。针对于这种情况下，电厂则需要在实际运营过程中采取有效的措施，针对煤质变化情况来对锅炉的燃烧运行进行有效调整，从而有效的提高锅炉运行的效率，确保锅炉出口温度达到标准的水平，尽可能的减少锅炉辅助设备运行故障的发生，确保电厂锅炉安全、稳定、高效、经济的运行。

5.1 加强锅炉工的技术操作水平

使司炉人员及时掌握入炉煤的煤质分析情况，特别是煤的发热量、挥发分、灰分、颗粒度大小等，以便针对不同煤质进行相应的燃烧调整。

5.2 加强各煤种的混烧、掺烧和配煤技术工作

通过不断进行燃烧调整试验，探索出不同煤种燃烧时，锅炉的煤层厚度、炉排速度、鼓引风量、各风室的配风等运行参数，并在此基础上试验摸索不同煤种的混烧、掺烧和配煤技术，以提高各种煤质，特别是劣质煤的利用率，降低供热运行成本。

5.3 加强对锅炉的燃烧调节工作

在锅炉运行过程中，煤需要与空间量达到良好的匹配度，两者之间实现充分接触，可以有效的提高炉膛的温度，为充分燃烧提供更多的条件。在具体操作过程中，需要对锅炉负荷进行有效调整，对炉膛运行过程中各项参数进行有效监视，使其保持在最佳状态。当煤炭颗粒不均匀及炉排不平整时，需要利用人工拨火的方式来提高燃烧的充分性和均匀性。

5.4 加强对输煤工作的管理

在电厂日常煤炭管理工作中，需要针对煤种的不同来采取分类堆放的措施，然后根据不同时期燃用的需求，来对不同煤种进行搭配，确保搭配比例的合理性。同时还要进一步强化保管措施，避免所储存的煤出现风化和自燃的现象，为煤燃烧效率的提升打下良好的基础。在输煤管理工作中，输煤工要与司炉工之间保持良好的沟通，特别是部分含水量较低或是粉煤较多的情况，在具体操作过程中可以添加适量的水进行搅拌，而且在输煤过程中需要将煤中含有的杂质及一些大颗粒的煤粉碎等有效的挑拣出来。

5.5 加强锅炉燃烧设备和辅助设备的巡检及维修工作

在日常工作中，还要重视锅炉及辅助设备的巡检工作，通过巡检及时发现存在的问题，并及时进行排除，及时将锅炉及辅助设备存在的故障进行处理，确保其运行的稳定性。

5.6 加强对锅炉送风和炉膛温度的控制

保持较高的炉膛温度，有利于煤的着火和燃烬，炉膛温度越低，越不利于燃烧。

5.7 加强对进煤质量的严格控制和管理

进一步开辟煤源市场，对进煤的数据进行准确分析，从而选择出适宜锅炉高效运行的煤种，通过严格控制进煤质量，并做好相应的调节工作，以提高煤炭的质量。另外，还要采用成熟的技术和设备，有效的提高煤炭燃烧的高效性。

6 结束语

当前煤质变化较大已成为普遍现象，而且在短期内不会发生较大的改变。这就需要电厂针对这种实际情况，制定切实可行的措施来降低煤质变化对锅炉运行带来的不利影响，充分的应用各种先进技术和设备，有效的提高锅炉运行的效率，为电厂经济效益的提升起到了积极的促进作用。

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