煤粉锅炉运行的劣质煤影响因素研究

煤粉锅炉运行的劣质煤影响因素研究

潘士印

中盐内蒙古化工股份有限公司盐碱分公司 

摘要：煤炭是重要能源之一，现阶段工厂与发电厂，都将煤炭作为驱动设备的重要能源。煤炭主要利用煤粉锅炉产热，通过传导热量，保证工业设备平稳运行。本文首先介绍煤粉锅炉系统的概念，然后探讨煤粉锅炉运行中的劣质煤影响因素，最后提出优化措施，希望为相关研究人员提供参考。

关键词：煤粉锅炉；劣质煤；影响因素

引言：我国煤炭消耗量巨大，作为不可再生的化石能源，煤炭资源日益紧张，价格不断攀高，为提高煤炭燃烧效率，部分企业采用煤粉。但在煤粉锅炉运行过程中，会出现各种不良状况，影响煤粉锅炉正常运转，其中劣质煤的影响尤为严重。

1煤粉锅炉系统的概述

煤粉锅炉的主要结构相较于传统燃煤锅炉有很大的不同，具体构造为炉膛、燃煤机、锅壳本体、辅助机、输粉装置、烟气处理装置、除尘设备。炉膛的作用为将燃料、气体通过管道汇集在炉膛内部加以燃烧，使之产生大量的蒸汽与热量。锅壳本体主要是在炉内的高温环境下，承受燃烧产生的烟气，并为锅炉的运行提供热能是指产生高温水与热蒸汽。输粉装置与辅助机的作用是把煤粉送入燃烧室。烟气处理装置的目的则是为了保证燃烧室内不出现烟气逆流。除尘设备作用是减少烟气中的尘埃物质，例如各个固体颗粒物与粉尘等，减少煤粉锅炉排放烟气中的污染物质，降低对大气环境的污染，实现保护环境的工业绿色生产。

2劣质煤对煤粉锅炉运行的影响因素

2.1锅炉受热面出现腐蚀

    锅炉受热面出现腐蚀是指由于锅炉的受热面燃烧温度过高，导致煤粉颗粒与热载体接触时，容易出现高温腐蚀的现象。常见的燃烧结渣现象也是导致锅炉受热面损坏的元凶之一。结渣形成后会经过周围高温的燃烧影响，致使其结渣物发生膨胀的现象，引发炉内压力降低，与煤粉颗粒出现碰撞、摩擦，导致受热面极易受到磨蚀。结渣也易导致燃料燃烧不充分、火焰较为短小，进而引发火焰带过长，煤粉燃烧室与炉内受热面导热效果降低，燃料颗粒频繁与锅炉的金属壁管发生接触，及其煤粉燃烧不完全导致的高温损失。结渣还会导致受热面的变形甚至损坏，使气泡压力下降，进而影响锅炉的运行效率。结渣致使炉内压力降低，受热面的温度升高，极易导致管道壁的腐蚀现象出现并伴随着水冷壁过热，严重会导致水冷壁堵塞现象的发生。

2.2煤粉的细度超标

    煤粉细度对其燃烧的影响非常明显，主要体现在三个方面。第一方面，煤粉的细度可以影响到燃烧所用的时长与着火的速度。若是煤粉细度小，那么在锅炉开启时便可投入燃烧，时间短的同时，着火速度迅速。第二方面，煤粉的细度影响锅炉的燃烧器布置方式，在煤粉细度较低时，锅炉炉膛内的出烟口气温也相对较低，火焰在炉内传播的速度较快，易导致火焰的偏吹。第三方面，受到锅炉内燃烧受风与空气留存比例的影响，在燃烧器安置较近时会导致煤粉自燃，安置果园也会引发结渣现象，粉煤不能正常燃烧产热。除此之外，煤粉的细度同样会影响到炉膛的热辐射与排烟温度。在煤粉细度超标时容易造成炉内的结渣现象，造成受热面的结渣。导致煤渣细度超标的主要原因为原煤质量的影响与生产工艺上的差异，致使煤粉的细度存在超标的问题[1]。

2.3结焦与高温爆管

    煤原料的中的水分对于结焦现象有很大的影响。如是含水量较高时容易出现煤中水分在与高温出现强大的热应力，当这股热应力膨胀到结焦处时将出现结焦反应。若来不及调整炉内受热区域面积，煤粉就会在炉内形成焦状通道，易导致结焦加重与炉内高温爆管。情况严重的结焦同样会致使炉底的受热面腐蚀，并伴随着机会堵塞情况的发生。含水量高还会导致锅炉的内部静压力的升高，长时间的运行下，机器容易导致锅炉内部高温腐蚀和结炭。

2.4过热器堵塞与水冷壁损坏

    过热器堵塞的主要特征为当水冷壁过热器因负荷变化导致受热面受热不均，过热器的局部受热或是受热不均，导致水冷壁管产生结渣或结焦的状况。水冷壁损坏主要出现于锅炉内燃料不完全燃烧的现象下，当煤质不佳时，水冷壁内部的煤粉着火速度缓慢，水冷壁管加热过度，容易导致水冷壁内部产生严重的结焦、壁管脱落现象。锅炉在正常情况下的运行时会产生很高的温度，但水冷壁温度较低会引起水与汽侧传热恶化，进而致使过热器的降温功能下降，造成过热器的损坏。

3煤粉锅炉运行的优化调整

3.1调整优化燃烧

    为促进煤粉锅炉的平稳运行，在燃烧时应注意控制对燃烧的调整，确保锅炉在运行时达到额定的负荷。煤粉锅炉燃烧需要分配合理的负荷，让锅炉在燃烧的过程中一直保持着高温运行，使受热面的热负荷达到正常水平，减少受热面过热导致的损耗。若锅炉在较低的负荷下运转，需要操作人员根据实际情况对设备及时调整，让锅炉的运行温度保持在一个稳定的阈值。低负荷运行时，要合理控制锅炉燃烧的功率与煤粉的颗粒度。如果锅炉出现燃烧不稳定，或者在低负荷运转下煤量发生波动时，操作人员要及时对磨煤机的阻力参数与送风量加以调整；若发生极为严重的燃烧不稳定现象，需要采取停止运行的方式调整，避免危险事故的发生

[2]。

3.2强化预防管控

    事前预防管理是煤粉锅炉优化调整的重要工作。锅炉的受热面与管壁的温度都会随着机组负荷的变化而变化，在变化的过程中会出现炉内超温现象。若负荷降低，在煤粉锅炉的运行时机组负荷的波动极易会影响到炉内受热面的温度波动，造成局部过热，引发超温现象。在运行方式的层面上，操作人员应及时注意到锅炉处于低负荷工作状况中，需要调整炉膛内部负压与锅炉燃烧的强度，促使锅炉内部适应当前的负压工况。对排烟温度加以调整，若在锅炉内部的空气预热器出口的烟雾温度出现急剧上升的现象，应及时地对设备加以调整，观察炉内燃烧的状况，负荷等参数情况。

3.3负荷调整

    炉内负荷对煤粉锅炉的运行影响极大，需要专业人员对其加以时刻的动态监督与调整。若处于锅炉超温时，需要调整负荷，及时根据负荷的变化调整燃烧的速率，合理控制煤粉的细度。当炉膛出口温度过高时，操作人员应及时调整炉膛内的出口平均氧量，促进膛内的煤粉燃烧效率。在锅炉超温并低负荷的运行下需要依据实际情况适当降低锅炉负荷，缓解水冷壁、过热器等受热面的温度压力。超温运行时需要采用磨煤机出力或是掺烧的方式加以调节，在掺烧后会出现炉内温度快速上升、炉外温度较低、锅炉众多受热面升温迅速的现象，此时就需要调整炉内负荷，使当地实施低负荷运行。

3.4对锅炉设备严格监管

    燃烧调整后需要对锅炉内的运行设备采取监督，保证整体机组的正常运行。需要安排专业的人员定期对锅炉设备加以检查，定期测量风量，观察设备运行时风量的变化，对点火时间加以监控，避免在一次风喷口处点火。除此之外，需要定期调整燃烧器，动态地时刻掌握炉内燃烧情况，依据实际燃烧状况对一次风量与一次风率调整到适合的参数。在对锅炉内设备的监管方面，需要专业人员定期地检查，对各种受热面、再热器等检测，查看各部位的阀门密封处有无泄露、积灰、堵塞的现象，气泡水位是否正常等等，确保锅炉内部整体系统的正常运行[3]。

结论：劣质煤对煤粉锅炉的运行影响巨大，如何减少劣质煤对煤粉锅炉的不良影响是相关人员研究的重要课题。因此，需要对劣质煤影响煤粉锅炉的各类因素积极探索，总结规律，实现对煤粉锅炉运行的优化调整：调整优化燃烧、强化预防管控、负荷调整、对锅炉设备严格监管等，不断提高设备、资源利用效率。

参考文献：

[1]沈兴中.煤粉锅炉运行的劣质煤影响因素分析[J].内蒙古煤炭经济,2023(04):52-54.

[2]宇文超,许义,宋瑞领,等.劣质煤与煤系固废加工利用技术开发与实践[J].煤炭科学技术,2022,50(S2):403-410.

[3]张向前,安香菊.劣质煤对煤粉锅炉运行的影响分析[J].工程技术研究,2020,5(07):132-133.