第五章 锅炉运行及调整

（7）、煤粉细度。煤粉中的粗颗粒既容易从气流中分离出来与壁面撞碰，也需要较长的燃尽时间和火焰长度，更因热容量大，换热系数小而冷却固化不易。因此在燃用熔融温度特性值低的煤种时，更需控制煤粉中的粗粒重量份额(实际控制煤粉均匀度)。

（8）、吹灰操作。煤粉锅炉的结渣是在所难免的，问题是结渣的程度如何。受热面一旦产生结渣，表面温度随之增高，对接近受热面的灰粒的冷却能力减弱，会由此而导致恶性循环(结渣越来越严重)。锅炉是通过吹灰器对受热面吹扫来维持受热面清洁，或不致严重被沾污。一旦结渣严重，吹灰器的清扫能力就减弱。因此吹灰器的布置和运行必须与燃用煤种的结渣倾向相应，使沉积灰渣能得到及时清扫。

4、结渣层的形态和煤灰特性人们对结渣机理的大体认识是：首先在受热面或其它壁面上形成一层初始的沉积层，其结果是壁面温度升高，熔融灰粒在接近壁面过程中的冷却条件变差，当其粘附到壁面上之后，因温度降落成为固体，或相对坚实的呈塑性状态的沉积物。随着这层沉积物的增厚，热阻的增大，结渣层表面温度进一步升高，结渣层的塑性逐渐增大，呈现处于流动状态的植层。这一处于不同状态的渣层厚度，从理论上说是可以从受热面的热流、灰渣层的导热系数以及灰渣的熔融特性温度作出预计的。即处于变形温度以下的灰渣是固态的；变形温度与流动温度之间呈不同的塑性；流动温度以上是可流动的。因不同灰粒的熔融特性而不同，并不一定同相，从而使诸如导热系数之类的基本数据变得复杂化。因此结渣层形态与煤灰熔融特性关系在整体熔融特性而言的同时，应考虑选择性沉降问题(流动或碰撞条件决定于灰粒的粒度和重度)。大体而言，变形温度低的煤种容易产生结渣；变形温度与流动温度相差大的煤种，容易产生厚的塑性熔融渣层；流动温度低煤种容易产生淌渣；流动温度与T25（在氧化性气氛下，黏度为25Pa2S时的渣温）相差大的煤种容易产生厚的淌渣层。软化温度与T25相差小的煤种，即使产生结渣，它能在壁面上形成的也是一层很薄的渣层，除可能对受热面产生腐蚀外，不致于引起实质性的或大的结渣问题。这就是常说的长渣煤种和短渣煤。软化温度与流动温度或T25相差小的称短渣，相差大的称长渣煤种。

呈塑性状态的熔融渣在运行是最难对付的，既不易破碎，相互间又能粘结成团，更不易排出炉膛。当其熔合成大块，因重力从上部落下，导致砸坏冷灰斗水冷壁。相同温度下的灰粒可以固态的、不同塑性的、流动态的。当各比重级灰的熔融温度差异很大时，灰渣层就可能成形态不同的渣按不同比例构成混合灰渣层。如果起塑性和流动作用的比例很小，积渣层的性质将接近易碎裂的固体；反之如果很大，那么也相对容易呈流动态，固体部分也易随可流动部分运动。麻烦的塑性状的灰渣层既能粘捕固体颗粒，自身又缺少有流动性，形成相似于坚韧的灰渣层。

5、结渣的防止：预防结渣主要从不使炉温过高，火焰不冲墙和防止灰熔点降低着手。 （1）、防止受热面壁面温度过高：保持四角风粉量的均衡，使四角射流的动量尽量均衡，尽量减少射流的偏斜程度。火焰中心尽量接近炉膛中心，切圆直径要合适，以防止气流冲刷炉壁而产生结渣现象。

（2）、防止炉内生成过多的还原性气体，首先要保持合适的炉内空气动力工况，四角的风粉比要均衡，否则有的一次风口由煤粉浓度过高而缺风，出现还原性气氛。在这种气氛中，还原性气体使灰中Fe203还原成Fe0，使灰熔点降低。而FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点远比Fe203低得多，有时会使灰熔点降低150～200℃，将会引起严重结渣。

（3）、做好燃料管理，保持合适的煤粉细度、均匀度，尽可能固定燃料品种，清除石块，可减少结渣的可能性。保持合适的煤粉细度，不使煤粉过粗，以免火焰中心位置过高而导致炉膛出口受热面结渣，或者防止因煤粉落人冷灰斗而形成结渣等。

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第五章 锅炉运行及调整

（4）、做好运行监视：要求运行人员密切注意炉内燃烧工况，特别炉内结渣严重时，更应到现场检查结渣状况。利用吹灰程控装置进行定期吹灰，以防止结渣状况加剧。

（5）、采用不同煤种掺烧：采用不同灰渣特性的煤掺烧的办法对防止或减轻结渣有一定好处。对结渣性较强的煤种，在锅炉产生严重结渣时，经掺烧高熔点结晶渣型的煤，结渣会得到有效控制。不过，在采用不同煤种掺烧时，应知晓掺配前后灰渣的特性及选择合适的掺配煤种或添加剂。

（6）、尽可能避免长期超负荷运行，如结渣严重，可降负荷运行。 （7）、尽可能使各制粉系统负荷均匀，通风量一致，防止因风量过大导致煤粉过粗。 （8）、防止燃烧器集中运行。有条件时，应进行制粉系统定期切换，保持制粉系统各层运行（锅炉负荷较低，煤质差，燃烧不稳时除外）。

（9）、尽可能避免油粉混烧，特别是重油。 四、煤种突变对燃烧调节的影响及处理

1、煤种突变对燃烧调节的影响，当锅炉有正常运行过程中，煤种的变化将影响到锅炉负荷、汽压、汽温等参数；当煤种突然变化且煤质变差较严重时还将影响锅炉运行的安全。

不同的煤质变化对燃烧造成的影响也不相同，下面将对其进行分析。

挥发份降低、发热量降低、灰分增加：这一类煤种对锅炉运行最直接的影响是负荷降低，煤耗增大；同时，由于灰分增大，对受热面的磨损也将增大。这一类煤的着火温度较高，将造成着火推迟，燃烧不稳，严重时甚至造成锅炉灭火，这一点应在运行中注意。燃料品质变差还会使燃料在炉内燃烧不完全或燃烧过程延长，燃用高灰分煤时由于灰分容易隔断燃烧而使不完全增加，以致在量燃料可能积存在尾部受热面，增加尾部烟道再燃烧的危险。当煤种的灰熔点降低时，会造成炉膛内结焦严重。 2、锅炉燃料品质突变的处理：发生锅炉燃料品质突变时，应及时进行燃烧调整，当煤的挥发份降低时应适当降低一次风量和增加煤粉细度，对于直吹式制粉系统还可适当提高磨煤机出口温度，在出现炉内燃烧不稳现象时应及时投用助燃油枪，以稳定燃烧。当燃料的发热量降低(包括燃油中的水量增加)时，应增加燃料量维持炉膛出口氧量不变；如燃料量已无法再增加时，应维持原氧量不变为原则迅速减少锅炉风量，并相应减少给水流量和对其它参数进行合理调整，必要时投入助燃油枪以稳定燃烧。迅速查明燃料品质突变的原因并设法消除。在燃料品质突变的处理过程中如发生汽温、汽压、水位、制粉系统等异常情况时,应按各事故的处理要求，分别进行处理。如锅炉已发生临界火焰、角熄火或全熄火时,严禁再投助燃油枪，应立即切断进入锅炉的所有燃料按锅炉熄火紧急停炉进行处理。

五、燃烧调节的经济性 （一）、提高锅炉热效率的途径

在发电设备的运行中，总是希望设法提高锅炉的热效率，降低燃料的消耗量，使锅炉的热经济性达到较高的程度。从热平衡计算热效率的方法中可以看出，努力设法减小锅炉的各项热损失，尽力提高可利用的有效热量，是提高锅炉燃烧效率的唯一途径。对于大容量锅炉，可燃气体未完全燃烧热损失已相当小，只要锅炉不出现严重缺风运行的异常工况，降低这项热损失的可能性已不大。当锅炉设计和安装完毕，其锅炉本体的散热面积和保温条件已定型，从运行角度出发去降低锅炉散热损失也不大可能。对于已经投入运行的锅炉，认真提高锅炉的检修质量，搞好锅炉各部分的保温，可防止散热损失增大。灰渣物理热损失所占比例相对甚小，其值也不大，通过运行降低这项损失的手段不多。由此可见，只有排烟热损失、固体未完全燃烧热损失在锅炉各项热损失中所占的比例较大，在实际运行中其变化也较大，因此，设法降低这两项损失是提高锅炉热经济性的潜力所在。

锅炉热平衡(针对设计煤种)： 名称 单位 设计煤种 校核煤 342 第五章 锅炉运行及调整

种 BMCR 干烟气热损失 燃料中水分热损失 燃料中的氢热损失 空气中水的热损失 未燃尽碳热损失 辐射热损失 不可测量热损失 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 4.62 3.42 3.57 0.08 0.6 0.18 0.35 TRL 4.56 3.42 3.56 0.08 0.6 0.19 0.35 75%THA定压 4.23 3.38 3.53 0.08 0.6 0.26 0.35 40%THA 3.10 3.33 3.47 0.06 0.6 0.44 0.35 高加全切 4.30 3.39 3.54 0.08 0.6 0.19 0.35 BMCR 5.39 2.84 4.50 0.10 0.6 0.18 0.35 总热损失 ％ 12.82 12.76 12.43 11.35 12.45 13.96 效率（按高位发热87.18 87.24 87.57 88.65 87.55 86.04 ％ 值） 效率（按低位发热％ 93.44 93.50 93.86 95.01 93.84 92.44 值） 炉膛出口过量空/ 1.2 1.2 1.282 1.2 1.239 1.2 气系数 1、降低排烟热损失锅炉排烟温度是反映锅炉设计、运行状况及设备健康水平的综合性参数。在锅炉运行中，操作不当引起排烟温度升高或排烟量增大，都会增加排烟热损失，使锅炉热效率下降。运行中降低排烟热损失可从下面几方面分析考虑。

（1）、防止受热面结渣和积灰：由于熔渣和灰的传热系数很小，锅炉受热面结渣和积灰，会增加受热面的热阻。同样大的锅炉受热面积，如果结渣和积灰，传给工质的热量将大幅度减少，会提高炉内和各段烟温，从而使排烟温度升高。运行中，合理调整风、粉配合，调整风速和风率，避免煤粉刷墙，防止炉膛局部温度过高，均可有效地防止飞灰粘结到受热面上形成结渣。在锅炉运行中应定期进行受热面吹灰和及时除渣，可减轻和防止积灰、结焦，从而保持排烟温度正常。

（2）、合理运行煤粉燃烧器：大容量锅炉的燃烧器一次风粉喷口沿炉膛高度布置有数层，当锅炉减负荷或变负荷运行时，根据锅炉的运行状况，合理地投停不同层次的燃烧器，会对排烟温度有所影响。在锅炉各运行参数正常的情况下，一般应投用下层燃烧器，这样可使炉膛出口温度及排烟温度保持正常。

（3）、控制送风机入口空气温度：锅炉运行中，送风机入口空气温度高于设计值时，会减小空气预热器的传热温差，使传热量减小，排烟温度升高。当送风机入口风温升高较多时，空气预热器出口风温也会有所升高，虽然可以提高炉内理论燃烧温度水平，燃烧的经济效果提高，但也会使炉内烟气温度上升，导致排烟温度升高。锅炉在夏季取用炉顶空气时，送风机入口空气温度可能会高于设计值，从而造成排烟温度升高。运行中应分析入炉空气温度升高与排烟温度升高对锅炉热经济性的影响，设法进行调整控制。

（4）、注意给水温度的影响：锅炉给水温度降低会使省煤器传热温压增大，省煤器吸热量将增加，在燃料量不变时排烟温度会降低。但是，如果保持锅炉蒸发量不变，由于省煤器出口水温有所下降，蒸发受热面所需热量增大，就需增加燃料量，使锅炉各部烟温回升。这样，排烟温度同时受给水温度

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第五章 锅炉运行及调整

下降和燃料量增加两方面的影响。一般情况下，如果保持锅炉负荷不变，排烟温度将会降低。但利用降低给水温度来降低排烟温度的方法并不可取，因为降低排烟温度虽然有可能使锅炉效率提高，但由于汽轮机抽汽量减少，电厂的热经济性将会降低。

（5）、避免入炉风量过大：锅炉燃烧生成的烟气量的大小，主要取决于炉内过量空气系数及锅炉的漏风量。锅炉安装和检修质量高，可以减少漏风量。但是送入炉膛有组织的总风量却和锅炉燃料燃烧有直接关系。在满足燃烧正常的条件下，应尽量减少送入锅炉的过剩空气量。过大的过量空气系数，既不利于锅炉燃烧，也会增加排烟量而使锅炉效率降低。大容量锅炉大部分都装有氧量表和风量表，正确监视和分析这些表计，是合理用风的基础。 （6）、注意制粉系统运行的影响：运行中，合理调整制粉系统，保证合格的煤粉细度，提高各分离元件的分离效率。 应该知道，降低锅炉排烟温度不是无限的，是相对设计值而言的，只能在运行调整的可行范围内进行。排烟温度过低，会导致空气预热器结露、积灰和腐蚀，同样会影响锅炉安全运行。

2、减少固体未完全燃烧热损失：固体未完全燃烧热损失的大小主要取决于飞灰和灰渣中的含碳量。在固态排渣煤粉炉中，飞灰占总灰量的比例相当大，设法降低飞灰中的含碳量尤其重要。降低飞灰及灰渣中的含碳量可以从以下几方面考虑。

（1）、合理调整煤粉细度：煤粉细度是影响灰渣可燃物的主要因素之一。对于不同的燃煤煤种，其合理的煤粉细度也不同。理论上讲，煤粉越细，燃烧后的可燃物越少，有利于提高燃烧经济性。但煤粉越细，受热面越容易粘灰，影响其传热效率，而且制粉系统电耗升高。但是煤粉过粗，炭颗粒大，很难完全燃烧，飞灰可燃物含量将会大大升高。所以，应选择合理的煤粉细度值来降低固体未完全燃烧热损失，以提高锅炉效率。

（2）、控制适量的过量空气系数：炭颗粒的完全燃烧需要与足够的氧气进行混合，送人炉内的空气量不足，不但会产生不完全燃烧气体，还会使炭颗粒燃烧不完全。但空气量过大，又会使炉膛温度下降，影响炭颗粒的完全燃烧。因而过量空气系数过大或过小均对炭颗粒的完全燃烧不利。合理的过量空气系数应通过燃烧调整确定。

（3）、重视燃烧调整：锅炉炉膛内燃料燃烧的好坏，炉膛温度的高低，煤粉进入炉膛时着火的难易，对飞灰及灰渣可燃物的含量有着直接的影响。炉膛内的燃烧工况不好，就不会有较高的炉膛温度。煤粉进入炉膛后，没有足够的热量预热和点燃，必将推迟燃烧，增加飞灰的含碳量。要使炉膛内燃烧工况正常，为煤粉创造较好的着火条件，需对燃烧器的风率配比、一次风粉浓度及风量进行调整，掌握燃烧器的特性，使锅炉燃烧处在最佳状态。所以说，重视燃烧工况的科学调整是减少固体未完全燃烧热损失很重要的方面。

3、保证锅炉燃煤质量：燃煤的组成成分对提高燃烧速度和燃烧完全程度的影响很大。挥发分多的煤易着火燃烧，挥发分少的煤着火困难且不易燃烧完全。煤中的灰分是燃料中的有害成分，灰分多会妨碍可燃质与氧气的接触，使炭粒不易燃烧完全，影响锅炉热效率。煤中灰的组成不同还直接影响灰熔点的高低，对受热面的结渣、积灰和磨损都有影响。煤中灰分的多少还与采矿、运输、贮存等条件有关。煤的水分含量差别也很大，由于采矿、运输和贮存条件不同，也影响煤中水分的含量。煤中水分过多也不利于燃烧，它使着火困难，并降低燃烧温度，还会使烟气体积增大而降低锅炉热效率。

在设计过程中，为了保证机组安全运行，对于燃用不同煤种的锅炉，其炉膛的结构形状和大小，受热面的布置方式及受热面积的大小是不同的，所采用的燃烧设备、制粉系统的形式和布置方式也不一样。锅炉配用的辅机容量、台数也与设计煤种密切相关。例如，设计烧烟煤的锅炉改烧劣质烟煤后，锅炉炉膛温度会降低；劣质烟煤的灰分含量大，发热量相对较低，锅炉蒸发量不变时，燃煤量将增加，制粉系统所耗电能增加，锅炉净效率会降低。改变锅炉设计煤种，对锅炉安全运行也会造成不同程度

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