[摘要]  我廠現燃用煤種遠離設計煤種，其主要表現在煤的揮發份低，灰份大，有時灰份高達70%，長期在40%左右，直接影響鍋爐安全、經濟運行。通過分析燃用高灰份煤種對鍋爐燃燒及其它方面的影響，找出燃用高灰份煤種的相應對策。
關鍵詞   鍋爐  燃燒  煤種  影響  對策
1、 燃用高灰份煤種對鍋爐的影響。
1.1、安全方面影響
1.1.1影響鍋爐燃燒的穩定性
燃用灰份高、揮發份低的煤種，由于煤粉著火溫度升高，著火點遠離噴嘴，火焰中心上移，從而降低噴嘴出口的卷吸熱，不利于煤粉著火；灰份增加會使加熱灰份的熱量增加，因而使得著火區域溫度下降。實驗證明，燃煤的理論燃燒溫度越低（即灰份和水分的含量越高），灰份增加引起的溫度降低的幅度也越大。可見高灰份煤由于著火推遲，燃燒溫度下降，燃燒的穩定性相對較差，燃燒調整不當，容易造成鍋爐熄火。我廠#2鍋爐在2004年2月因燃煤灰份高、煤質差熄火。
1.1.2超溫爆管
當煤種變化，煤粉變粗，著火推遲，火焰中心上移，過熱器容易超溫爆管。這種情況在大多數鍋爐上都發生過。如2003年3月29日淮北電廠#2爐前屏過熱器因超溫爆管。保定熱電廠#4、#6爐因超溫爆管。
1.1.3受熱面磨損
 過熱器的磨損一般包括機械磨損和飛灰磨損。當燃煤含灰量過高時，一方面煙氣中含灰量增加，對尾部受熱面磨損加劇；另一方面尾部煙道內積灰增加，堵住了一部分煙氣通道，形成煙氣走廊，也加劇受熱面的磨損。
1.2、經濟方面影響
1.2.1影響鍋爐燃燒效率
灰份增加會使煤粉的燃燼度變差，灰渣量的增加使灰渣的物理熱損失成正比例增加，導致q4熱損失增加，鍋爐效率下降。
1.2.2鍋爐燃油消耗明顯增加
由于燃煤的灰份增加，燃煤的揮發份相對較低，不利于煤粉著火燃燒，高負荷時仍然出現燃燒不穩現象，需要投油助燃，燃油消耗明顯增加。2002年淮北發電廠燃油消耗尾1060噸，2003年因煤質差全廠燃油消耗1837噸，多耗燃油777噸。
1.2.3制粉單耗上升明顯
由于煤質差，制粉難，有時制粉系統出現不能制粉現象，制粉單耗明顯上升，嚴重時影響機組負荷。2002年二期制粉單耗平均為23.09千瓦時/噸煤，2003年二期制粉單耗平均為25.49千瓦時/噸煤，制粉單耗上升2.4千瓦時/噸煤。
2、 燃用高灰份煤種的對策
2.1、煤粉燃燒器改造。燃燒器的性能對燃燒的可靠性、經濟性有很大影響，通過燃燒器結構的改造，增強鍋爐在低負荷下運行的煤種適應性。
2.1.1多重富集型燃燒器
90年代初清華大學研制的富集型燃燒器在我廠400T/H鍋爐上投用能達到50%負荷不投油，穩燃效果較好。但由于它的噴口偏大，造成出口流速低，粗粉易被分離下落，造成大渣可燃物增加。有時大渣含炭量高達30%，影響鍋爐運行的經濟性。為了解決這個問題，清華大學研制了多重富集型燃燒器，它的噴口面積與原面積接近，具有很好的穩燃效果，在田加庵電廠400T/H鍋爐上應用實踐證明：在燃煙煤，乏氣送粉的情況下，低負荷穩燃能力達40%，大渣含炭量在5%以下。建議淮北發電廠收資、調研，更換多重富集型燃燒器，通過燃燒器的換型提高機組運行的安全性、經濟性。
2.2加強運行調整
2.2.1提高一次風中的煤粉濃度
對于煤粉爐而言一次風中的煤粉濃度直接影響著著火的穩定性，煤粉濃度在一定的范圍內，高的煤粉濃度可以使單位體積燃燒釋放熱量的強度增大，單位容積內輻射粒子數量增加，風粉氣流的黑度增加，有利于迅速吸收爐膛輻射熱量，以利于著火；煤粉濃度的增大，使得煤中揮發份析出后其濃度增加，促進了可燃物質的著火。目前各種應用于現場的穩燃燃燒器都是以增濃原理設計的。從近幾年國內研究人員對不同煤種實驗的結果來看，無煙煤、貧煤等低揮發份煤種，煤粉濃度在一定的范圍內煤粉著火的最低爐溫隨煤粉濃度的增加而降低。對于揮發份高的褐煤等煤種，煤粉濃度有一臨界值，但隨著煤質變差這一臨界值會逐漸消失。總之，煤粉濃度的增加對高灰份低揮發份的劣質煤的著火是有利的；
同時煤粉濃度的增加又會造成一次風速的下降，易發生堵管，火咀出口風粉混合較差，卷吸無力，對著火不利。而較高的一次風速和一次風率對燃燒亦不利，因為一次風量大會增加所需著火熱（尤其是乏氣送粉的鍋爐）。此時的原則是保證一次風速不堵管，提高二次風率，二次風用大些可以增加其穿透力，增加火焰剛性，擴展切圓直徑，強化煤粉氣流的后期擾動混合，改善爐內空氣動力場，利于燃燒。由于煤質差著火遲是此時燃燒的特點，因此二次風的介入應稍滯后一次風，也就是一次風咀的上層二次風可適當增加比例，運行的一次風咀上的二次風與一次風必需有一定的間隔，若無間隔可適當增大上上層二次風，目的是減少二次風對一次風的干擾，這就是分級送風方式的特點。對于均等配風方式的鍋爐除了提高煤粉濃度、集中使用下中層火咀，在用風上力求達到分級送風的效果，適當減少夾心風周界風，從著火入手。
2.2.2集中使用火咀
集中使用火咀是穩定燃燒的又一措施。司爐在調整燃燒時應打破傳統的調整觀念，認為給粉機轉速上升較高是不安全的，總以增加給粉機的數量來控制給粉機的轉速變化范圍，平均轉速有的不足額定轉速的40%。而大多給粉機線性調節范圍可達80%以上。所以不必擔心來粉安全，（現場可選擇一臺或幾臺給粉機通過單調提高給粉機轉速，觀察一次風速的變化，大致確定線性調節范圍，可反復多做幾次。）因此，燃用劣質煤在滿足負荷的要求下應盡量使用下、中排給粉機，這樣可以降低火焰中心高度，增加煤粉在爐膛內的滯留時間，著火區域內煤粉濃度得到提高。
由于一次風管在布置上存在長短不一，彎頭有多有少，甚至有爬坡或垂直管段，阻力不盡相同，直接影響一次風速和輸粉能力，這就要求在運行調整上根據管道特性將同層的一次風速和煤粉濃度盡量調平。
2.2.3適當提高爐壓
爐膛內發生的一系列復雜的物理化學反應，其強烈的程度主要取決于反應物質的濃度、壓力和溫度；
溫度是反應的結果；
反應物質的濃度我們已采取了上述增濃措施；
分子運動論認為，氣體壓力是氣體分子撞擊容器壁面的結果，壓力愈高單位容積內分子數愈多。而我們大多數的爐子都為防止正壓冒灰影響現場衛生采用負壓運行方式。各個廠對爐子的負壓值規定不一，大多在-10 — -60Pa之間，也有更高的。只要爐膛不正壓冒灰，稍提爐膛壓力對燃燒安全是有利的。對延長燃料在爐膛內的滯留時間和減少漏風都有益處。目前大力研究正壓燃燒技術就是通過提高爐膛壓力來強化燃燒的。
2.1.2.4燃油泵帶壓運行  油槍采用電磁閥控制
多數電廠的燃油系統較龐大，管道長，系統阻力大，油罐液位低于油槍高度，緊急用油時啟動油泵油壓建立較慢，起不到緊急備用的作用。因此油泵帶壓備用很有必要。在油泵打循環時必須保證回油暢通以免油泵過熱發生火災。回油門要有專人或指定崗位負責調整檢查。對于老機組采用油系統帶壓備用，必須將備用油槍的控制采用電磁閥控制，只有這樣才能保證緊急用油。
2.1.2.5合理配風  定期執行吹灰
     由于煤種變化，煤粉變粗，著火推遲導致火焰中心上移，此時適當開大中上排二次風，使火焰中心下移；燃燒高灰份煤種時鍋爐受熱面容易積灰，形成煙氣走廊，因此嚴格執行爐膛、預熱器吹灰，減少受熱面的磨損。
2.3加強煤種的混配摻燒管理，滿足鍋爐在低負荷下運行時對煤質的要求。
2.4加強對入爐煤的采樣分析管理，加強鍋爐運行與煤化驗的聯系，提前準確地將入爐煤樣分析結果通知給鍋爐運行人員，指導運行人員及時調整燃燒，避免鍋爐熄火。
2.5增加風粉在線監測裝置，鍋爐四角的風粉均勻性是電廠鍋爐保證良好燃燒、防止“四管”爆漏，提高鍋爐效率的重要因素。風粉在線監測包括煤粉濃度測量、一次風速測量、一次風管風溫測量。運行人員通過對一次風速、溫度和煤粉濃度的監測，能及時調整鍋爐的最佳燃燒狀況。