[摘要] 燃烧调整中送风调整是锅炉运行调整的一个重要组成部分，尤其是在煤质变化较频繁时，燃烧稳定是锅炉安全、经济运行的基础，本文根据劣质煤燃烧的特点，对锅炉燃烧劣质煤时调整技术进行初步探讨。

一、引言

随着社会的发展，能源的供应日趋紧张，火力发电厂的煤炭供应日趋紧张。同时伴随着煤炭品质的下降，各个火力发电厂都受到不同情况的影响。劣质煤储量丰富，对其开发和利用是国家一项重要能源政策。对于大量消耗煤炭行业的火力发电厂来说，劣质煤是锅炉运行人员难调整，难控制，不愿意燃烧的煤种，因此，燃烧劣质煤的燃烧调整势在必行。

劣质煤的特点：挥发份低，发热量低，水分高，灰份高，不易燃烧等特点，锅炉在燃烧劣质煤时，燃烧不稳，带不起负荷，易造成灭火放炮的事故。为稳定燃烧就必须投油助燃，同时，飞灰含碳量高，锅炉效率降低，经济性差。此外，使锅炉容易结焦，各受热面磨损严重，运行参数不稳，运行人员调整工作量增加等问题。

二、稳定的煤粉燃烧

1、煤粉火焰

煤粉的着火是靠火热源以辐射和对流两种传热方式来加热煤粉。对煤粉气流着火机理的一种近似处理方法，是引入着火的概念，即煤粉气流达到着火温度就着火了，由于煤粉气流加热到着火温度需要一定的热量(着火热)，因此，当风粉混合气流通过辐射与对流传热获得足够的着火热时，再过一些孕育时间，它就着火了。若煤粉气流能稳定连续地着火，就能获得稳定的煤粉火焰。当燃用劣质煤时，由于炉内温度低，着火温度高等原因，导致炉膛火焰稳定性差。为了保持煤粉火焰的稳定，应该着重于组织炉内的气流结构，使之形成煤粉着火的有利区域，也就是把煤粉尽快地喷入高温并具有合适的氧浓度的区域，同时使气流中煤粉在此区域局部分离和集中为高浓度，形成"三高区"，这样就建立了煤粉稳定燃烧的着火有利区。

2、影响煤粉燃烧稳定的主要因素：

(1)燃料中挥发份、灰分、水分等含量及发热量的高低。

(2)炉内回流量。强烈的高温烟气回流是保证煤粉着火的主要热源。

(3)煤粉浓度与煤粉细度。

(4)一次风温与风率。一次风温高，煤粉着火热降低，同时煤粉浓度相应提高，有利于煤粉着火。

三、燃烧劣质煤时调整。

1、集中燃烧

锅炉燃用劣质煤，采用集中燃烧有利于煤粉着火燃烧，是一种有效地措施，原因有以下几个方面：

(1) 集中燃烧提高了炉膛温度;

(2) 煤粉浓度增大，集中了燃烧的挥发物;

(3) 提高了火焰温度水平;

(4) 降低了着火区的过量空气系数。

集中一次风布置后，气流射流刚性变强，但同时由于煤粉高度集中，可能出现燃烧初期氧量不足的问题，因此在调整过程中应当适当增大周界风量。

2、风量的调整

(1)一次风的调整

a、一次风量的调整

一次风的作用是满足进入炉膛风粉混合物挥发分燃烧及固体焦碳质点的氧化需要，以能满足挥发分的燃烧为原则，一次风量的大小对燃料的着火影响较大。直流燃烧器煤粉的着火，主要是靠射流卷吸周围高温烟气对一次风的气粉混合物加热。根据公式：

Q=(Cr+V1Ck)(Ti-To)

Cr,Ck----------燃料和空气的比热;

V1-------------每kg燃料的一次风量(nm3/kg);

To-------------气粉混合物初温;

Q--------------每kg煤粉所需着火热量。

可以看出，增大煤粉空气混合物中一次风量，相应增大了着火热，将使着火过程推迟。减小一次风量，会使着火热降低，因而在同样的卷吸烟气量下，可将煤粉气流更快地加热到着火温度。但是一次风量过低，会由于着火初期得不到足够的氧气而反应速度减慢，阻碍着火的继续扩展。由此可见，从煤粉着火燃烧考虑，对应于一定的煤种，一次风量有一个值，另外一次风量还应协调磨煤，干燥和输送煤粉要求。由于现我厂以燃用劣质煤为主且煤种多变，就需对一次风量适时调整。劣质煤着火温度较高，因此，在保证煤粉管道不积粉堵管的前提下，应尽可能降低一次风气流动量比例;挥发分较高时，可适当提高些。另外还应密切注视炉膛内的流动工况和燃烧工况，进行及时调整。

b、一次风速的调整

一次风煤粉气流的出口速度对着火过程也有一定影响。燃烧劣质煤时，一次风速过高或过低都是不合适的。若一次风过高，则通过气流单位截面积流量将过大，这势必降低煤粉气流的加热程度，使着火推迟，致使着火距离拉长而影响整个燃烧过程，引起燃烧不稳定，而且较粗的煤粉因惯性过大易穿过剧烈燃烧区而落下或逸走，加剧机械不燃烧损失，有时甚至射到炉墙上引起结焦。

一次风速过低亦是不利的，原因在于：煤粉气流刚性削弱，气流稳定性变差，扰动又不强烈，火炬容易摆动，切圆形成不佳;卷吸周围高温烟气量减少，降低了煤粉气流着火前的加热强度;易产生气粉分层和气粉分布不均，堵管等不良现象;燃料如能着火，则因着火点距离喷嘴较近，容易烧坏喷嘴。

对于每种煤应该有一较合适的一次风速范围，对于劣质煤，在保证不堵管的前提下，应尽量减小一次风速。

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参照经验公式W2/W1=(K1-K2Vr)K3V1/V2

K1,K2,K3为常数

V1/V2为一、二次风量百分比之比值。

可以看出，煤的挥发份Vr愈低时，W2/W1需愈大。因此，燃用劣质煤时(Vr较低)，观察一次风速不太低的情况下，尽量增大二次风速;注意一次风压，在保证不堵管前提下，尽量降低一次风速。(W2/W1的调整可通过调整二次风总风门开度来完成，在调整过程中，注意幅度，并密切监视膛负压和一、二次风压)。

(2)二次风的调整

二次风的合理分配对锅炉稳定燃烧起着至关重要的作用，有利于劣质煤稳定燃烧燃尽。

锅炉在燃用劣质煤时，各层二次风的分配比例对保证锅炉的稳定燃烧起着至关重要的作用。调整时一般采用下少上多的二次风分配方式，即所谓的"倒宝塔形"配风。

下二次风的作用是提供下层煤粉燃烧所需的氧气，托浮煤粉防止分析，减少机械未燃尽损失。实际运行中，随着下二次风率的提升，炉膛温度有所提升，飞灰、炉渣可燃物逐渐下降。在燃用挥发份较低的煤种时，应将下二次风适当减小，以提高燃烧稳定性。在保持燃烧稳定的前提下，下二次风量不宜太小，以保证燃烧的稳定性。中间小二次风可以关闭，一般下二次风为总二次风量的20%—50%之间，上中二次风的风速一般在40—50m/s范围内才能有力地穿透煤粉火焰，达到补氧托粉的目的。在实际运行中，由于中二次风口相邻一次风口较近，当风量过大，风速过高时，提前与一次风煤粉偏转靠墙，促使煤粉离析，火焰中心偏斜，所以适当降低中二次风的风量。风速还有助于提高燃尽度，降低飞灰可燃物。一般煤质愈差，混合点愈远些。为实现这一目的，上二次风与一次风之间应有较大的距离，以控制与一次风射流的混合，所以上二次风的风量应稍大些，扩大燃烧，提高燃尽度，降低飞灰、炉渣可燃物。

(3)一次风与二次风合理配合调整

采用一次风相对集中和浓淡燃烧器送粉措施后，一、二次风布置如下：二次风，一次风，一次风，中小二次风，一次风，上大二次风，上上大二次风，三次风，三次风。二次风应在煤粉火焰边缘着火后与一次风相交，以实现分段送风的目的。煤质愈差，就愈难燃烧，混合点就相应往后推迟。可以控制二次风速的高低来调节一、二次风混合点的距离。一、二次风咀间距对燃料影响颇大。太近是一、二次风提前相交，影响燃料稳定，降低二次风速又易造成炉膛空气过量系数偏低现象，影响炉效。在实际操作中，对挥发份低的无烟煤在角度固定的情况下，燃烧不稳时，将距离一次风较近的二次风速降低，以免一、二次风混合太早造成燃烧不稳。

3.、制粉系统的调整

燃用劣质煤时，由于水分和灰分较高，制粉系统又漏风较大，使得三次风量和风速往往比设计值高得多，大量的三次风喷入对燃烧的影响主要有：(1)使炉膛火焰温度降低，着火推迟，燃烧不稳定;(2)大量高速、低温的三次风穿入火焰，扰乱了炉内正常的空气动力场，易引起气流贴壁结焦现象;(3)降低了火焰温度，恶化了燃烧条件，使飞灰可燃物增加;(4)当三次风中细粉较多时，会使火焰拖长，使炉膛出口烟温及过热蒸汽温度均偏高。

三次风的合理布置，除能把煤粉系统乏气中煤粉烧掉外，还能加强对火焰中心的扰动，有利于煤火焰的燃尽。一般希望燃烧劣质煤时，把三次风量调整至不大于30%，三次风速不大于52m/s，但燃用水分较高的煤种时，实际运行三次风量往往比此值高，要保证在燃烧劣质煤时燃烧稳定，减少三次风的不良影响，就要尽量降低三次风量和风速。

降低三次风量可以采取以下措施：(1)减少制粉系统的漏风，会收到较好的效果;(2)提高干燥煤粉的热风温度也能降低乏气量，在燃用多水劣质煤时， 尽量高的热风温度，在结构上多布置些空气预热器受热面，这不但强化了燃烧的稳定性，而且又效降低了三次风量;(3)在保证磨煤机出口温度(即：干燥出力足够)的情况下，尽量投入三次风再循环，把制粉系统的乏气抽出，部分送至磨煤机入口再循环，有效降低三次风量; (4)在粉位正常情况下，尽量减少制粉系统的运行套数，是减少三次风量有效的方法。

此外，提高磨煤机出口温度，保持磨煤机正常出力，防止断煤及系统积粉，以免三次风带粉，对炉膛燃烧产生较大扰动。

4、防止锅炉结焦和积灰

采用较小的假想切圆直径对易结焦的劣质煤是有效的。因为假想切圆直径较大时，气流易贴边，虽然气流贴边并不意味着结焦，还应考虑两相气流的运行特点，由于气流旋转会在炉墙四周出现煤粉颗粒较集中的现象，如果再有较大的冲向炉墙的风速，则会容易带动煤粉结焦。热态时因气流膨胀，实际切圆直径较冷态设计切圆直径大许多，而且炉内旋转速度亦较冷态高许多，切高温区靠近炉壁四周，因而过大的切圆直径使得出现结焦的可能性增加。

燃用劣质煤时，在需要投油稳燃时，常常存在煤、油混燃的情况，如果煤、油在同一燃烧器上混燃，常常会出现严重结焦现象，这是由于油的燃烧性能好，着火后很快放出大部分热量，使火焰中心温度升高，另一方面是因为一次风大部分都被油燃烧消耗掉，使煤粉得不到着火所需要的一次风量，即所谓的"油枪风"现象，其结果使煤粉燃烧推迟，飞灰可燃物含量增加，并且在炉膛的局部地区产生还原性气氛，使灰的熔点降低，使该处的结焦可能性大大增加。因此，如果需要稳定燃烧投油时，就尽量避免在同一只燃烧器上进行煤、油混烧，而造成局部结焦的现象。

5、为减少燃用劣质煤式受热面积灰、结焦，应采取以下调整手段：

(1)加大周界风的利用,开打周界风挡板提高煤粉气流的刚性、防止贴墙和煤粉离析。

(2)降低煤粉细度。

(3)合理调整一次风速，适当提高一次风速推迟着火点位置，同时也有利于燃烧切圆的形成和防止煤粉气流贴边，防止炉膛结焦。

(4)加强水质的监督和控制，避免受热面结垢防止局部过热而结焦。

(5)定期进行受热面吹灰。

四、结束语

锅炉燃用劣质煤，涉及到一系列的理论和技术问题，尤其需要在实际运行中的经验总结，通过采取有效地调整、控制手段，保证锅炉机组的稳定经济运行。

参考文献：

《锅炉设备与运行》，火力发电厂职工培训教材

《哈尔滨锅炉厂浓淡燃烧器说明书》

《南方锅炉厂喷器气说明书》，南方锅炉厂

《锅炉燃烧试验研究方法及测量技术》，岑可法，浙江大学

《锅炉原理》，范从振，东南大学