煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(最新版)
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煤质变化对锅炉安全经济运行的影响及应对措施摘要:本文针对公司6台130 t/h煤粉锅炉燃用煤质不稳定的实际情况,提出了应对不同煤质的技术措施,以提高锅炉燃用不同煤质的适应性。
关键词:煤质锅炉安全经济运行措施近几年,燃煤电厂原煤采购困难重重,煤炭供应日趋紧张,且引进煤质参差不齐。
以本公司为例,煤源由原来单一的烟煤转向为烟煤、劣质煤和褐煤混烧,煤炭质量较以往有很大的变化,煤种杂、煤质差,煤种质量偏离锅炉的设计煤种,引发了车间职工工作项目增加、劳动强度加大;制粉系统因褐煤挥发分高危险系数增大,劣质煤含灰分大、煤矸石多,制粉困难;锅炉燃烧工况不稳定,影响锅炉的安全稳定运行;锅炉及辅助设备故障显著增加等难题。
煤粉炉对煤种的要求:以本单位为例:锅炉设计煤种为开滦洗中煤,低位发热量17123 kj/kg;含碳量43.66%;挥发分30.2%;水分12.5%;灰分34.9%。
一般情况下,锅炉最好使用设计煤种或与设计煤种接近的煤种,以确保燃烧稳定。
但近年来由于煤炭供应日趋紧张,电厂的煤炭供应日趋多元化,煤炭质量比以往煤种有很大的差异,本文主要分析了煤质变化对锅炉的安全、经济运行带来的影响,并提出了相应的技术措施。
1 煤质对锅炉燃烧的影响(1)煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标,当煤的发热量过低时,会造成锅炉燃烧不稳定,严重时会导致锅炉灭火。
(2)挥发分在较低温度下能够析出并燃烧,随着燃烧放热,炉内煤粉温度迅速提高,为其着火和燃烧提供了有利的条件,另外挥发分的析出又增加了煤粉内部空隙和外部反应面积,有利于提高煤粉的燃烧速度。
因此,挥发分含量过低,易造成锅炉燃烧不稳甚至灭火,挥发分含量越大,煤中难燃的固定碳成分越少,煤粉越容易燃烬。
但挥发分越高,使得制粉系统爆燃的可能性也越大,影响锅炉安全运行。
(3)煤的灰分在煤粉燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。
灰分含量越大,发热量越低,越容易导致着火困难和着火延迟等燃烧不良状况。
煤质变化对锅炉燃烧的影响及应对措施【摘要】目前,随着国内市场上煤炭价格的一路高歌猛进,对于燃煤的火电机组来说运行成本越来越来越高,很多电厂因此败下阵来。
各个电厂都在紧锣密鼓地进行着节能工作,尽可能地减少运行成本。
本文通过分析煤炭的燃烧过程、燃用劣质煤的实际经验,提出了在煤质发生变化时的应对措施。
【关键词】煤质;锅炉;燃烧;应对措施导言近年来由于煤、电产业供需不均衡,造成企业用煤成本不断加大,发电企业很难一直燃用设计煤种,因此,对煤种变化对锅炉燃烧的影响的研究以日渐提上日程。
1、煤质对锅炉稳定燃烧的影响1.1煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标,当煤的发热量低到一定数值时,不仅会影响燃烧不稳定不完全,而且会导致锅炉熄火,使锅炉出口温度很难达标,影响正常供热。
1.2挥发分在较低温度下能够析出和燃烧,随着燃烧放热,煤粉粒的温度迅速提高,为其着火和燃烧提供了极其有利的条件,另外挥发分的析出又增加了煤粉内部空隙和外部反应面积,有利于提高煤的燃烧速度。
1.3煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。
灰分含量越大,发热量越低,容易导致着火困难和着火延迟,同时炉膛温度降低,煤的燃烬程度降低,造成的飞灰可燃物高。
灰分含量增大,碳粒可能被灰层包裹,碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减小,造成燃烧不良。
另外飞灰浓度增高,使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧,除尘量增加,锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大,降低了锅炉的热效率。
有关资料显示,平均灰份从13%上升到18%,锅炉的强迫停运率将从1.3%上升到7.54%。
1.4煤的颗粒度对锅炉的燃烧有很大影响。
颗粒度过大时,煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短,煤炭中的焦碳没有完全燃烬,炉渣中的含碳量增大,增加了锅炉炉渣的物理热损失;颗粒度过小时,细煤粉在炉排上燃烧时通风不好,碳与氧不能很好地接触发生化学反应,易形成黑带,同时细煤粉也易被空气吹起,很快随着烟气被带走,增加了锅炉烟气中的飞灰热损失。
浅析煤质变化对锅炉燃烧的影响——廊坊市华源盛世热力有限公司说起燃烧,是我们日常生活中再普遍不过的现象,也是工业生产中一种最基本的能量转换方式。
随着现代工业的发展,人们越来越倚重于能源,而对能源的利用多是通过燃烧方式来实现的,经过燃烧反应,燃烧的化学能以热能的形式释放出来,并为人所用。
但是,到目前为止,由于人们对燃烧的认识仍然不够深入、燃烧技术相对落后,因此造成煤炭、石油、天然气等能源的燃烧效率不高、燃烧污染物排放严重等问题,并直接导致了当前的能源危机与环境危机。
在不同的领域中,对燃烧技术有着不同的要求,对于锅炉来说,燃料的燃烧主要为取得热能,并以火焰为媒介将热能传递给被加热的介质。
合理组织炉内的燃烧,一直都是提高燃料利用率和改进锅炉工作的重要措施。
一、燃烧燃烧是指燃料与氧化剂之间发生的强烈的化学反应,同时伴随着发光、发热的现象。
但是燃烧并不单纯是一个化学过程,期间还涉及流动、传质、传热等过程的综合作用,因此燃烧是一个极其复杂的物理化学过程。
那么影响这个过程的因素有很多,(1)燃烧所需的空气量(2)空气与燃料充分接触(3)燃烧的时间(4)燃烧所需的空间,具体到锅炉燃烧上,还包括锅炉的负荷,煤质的变化,炉膛温度。
本文将就煤质变化对锅炉燃烧的影响进行分析。
首先要了解煤燃烧是个怎样的过程,煤的燃烧是固体与气体之间进行多相扩散燃烧过程,这是一个极其复杂的反应过程。
煤燃烧的实质,就是在空气中氧气参与下,进行复杂的物理化学过程。
在燃烧过程中,煤的可燃物在受热下,形成与原始结构不同的可燃组成物,将煤中的化学能转化为热能,形成燃烧产物—烟气;煤中所含的矿物质最后形成灰渣。
而煤的燃烧过程在不同的空间内又呈现出不同的状态,本厂的燃烧设备是链带式链条炉排,此种炉排的燃烧特点是着火条件差,煤的着火主要靠炉膛火焰和拱的辐射热,因而上面的煤先着火,然后逐步向下燃烧。
这样的燃烧在炉排上就出现了明显的区域分层。
煤的燃烧在链条炉排上大致经过四个阶段,(1)煤进入炉膛后,随炉排逐渐由前向后缓慢移动,在炉排的前部,是煤的燃烧准备区,主要进行煤的预热和干燥;煤在105℃以上经过一定的时间就能将自身的水分全部蒸发,即全水分(内在水分和外水分之和)。
煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施发布时间:2021-05-14T12:58:14.087Z 来源:《当代电力文化》2021年第4期作者:胡海洋[导读] 科技的进步,促进人们对能源需求的增多胡海洋国能粤电台山发电有限公司广东台山 529228摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。
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。
本文就煤质变化对锅炉运行的影响及优化措施展开探讨。
关键词:煤炭;煤质变化;锅炉;燃烧;影响;应对措施引言受市场因素的影响,煤炭使用单位的原煤供应日趋多元化。
这就带来了原煤质量波动幅度增大、煤种杂、入炉煤质控制难度加大等问题。
这些问题导致设备产生缺陷的比率明显增多,其中锅炉结焦、灭火、受热面超温爆管等比较突出。
这些缺陷除与设备本身相关外,与锅炉偏离燃烧设计煤种有很大关系。
1电厂用煤的成分和性质电厂动力用煤按元素分析可包括碳、氢、氧、氮、硫、水分、灰分和煤质低位发热量。
其中水分和灰分是对燃烧不利的因素,会降低燃料的燃烧温度,妨碍可燃物的完全燃烧,增大排烟热损失。
氢和碳是燃料燃烧产生热量的来源,含碳量越高,煤就越难燃烧。
硫是造成锅炉受热面腐蚀的根本原因。
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挥发分在燃煤燃烧的过程中,在较低的温度下挥发分就能够析出和燃烧,挥发分的析出会增加焦炭内部的空间以及外部的反应面积,有助于提高燃烧速度。
编订:__________________单位:__________________时间:__________________煤质下降对锅炉安全性和燃烧稳定性的影响及改进措施(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-8054-55 煤质下降对锅炉安全性和燃烧稳定性的影响及改进措施(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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设备改造近几年来,由于燃煤市场情况的变化,电厂燃煤质量出现持续下降,主要表现在发热量、挥发分的下降和灰分的增加及燃烧特性的恶化。
由于煤质变化偏离设计范畴要求,导致锅炉燃烧不稳定,灭火事故时有发生,影响机组的安全稳定运行。
为此,对锅炉燃烧系统及输煤系统进行改造,同时,加强管理,使锅炉稳燃能力得到提高,在煤质下降,燃烧特性恶化的状况下仍能维持锅炉燃烧稳定。
一、设备情况湖南某厂1号炉是哈锅生产的HG-670/13.82-WM10型锅炉,为超高压、中间再热、自然循环、固态排渣煤粉炉,单炉膛、负压燃烧、∏型布置。
炉膛四角切向布置四层16个煤粉燃烧器及中、下二层点火及低负荷助燃用油枪8支。
本锅炉采用两套结构相同的中间储仓式低速钢球滚筒式磨煤机制粉系统。
干燥剂由热风和再循环风组成,热风来自空气预热器出口,流经热风门、磨煤机入口隔绝门进入磨煤机,再循环风来自排粉机出口,流经再循环风门进入磨煤机。
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.(安全管理)单位:___________________姓名:___________________日期:___________________煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(最新版)煤质变化对锅炉燃烧影响及应对措施(最新版)导语:做好准备和保护,以应付攻击或者避免受害,从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。
显而易见,安全是目的,防范是手段,通过防范的手段达到或实现安全的目的,就是安全防范的基本内涵。
概述:近年来由于煤炭行业矿难频发,国家对煤矿的整顿进一步加大力度,克拉玛依周边小煤矿被全部关停,导致供热公司的煤碳供应日趋紧张,公司的煤源由以前单一的和丰煤矿转向为以和丰、铁厂沟、大红沟等为主的煤矿,煤炭质量较以往有很大的变化,煤种杂、煤质差,引发了各供热车间司炉工劳动强度明显加大,锅炉及辅助设备故障明显增加,职工工作环境有所恶化,环境保护工作难度明显突出,更有甚造成锅炉燃烧运行困难,锅炉出口温度不能达标,严重影响了城市居民的正常供热。
1煤碳的燃烧过程:煤从进入炉膛到燃烧完毕,一般经历四个阶段:水分蒸发,当温度达到105℃左右时,水分全部被蒸发;挥发物着火阶段,煤不断吸收热量后,温度继续上升,挥发物随之析出,当温度达到着火点时,挥发物开始燃烧。
挥发物燃烧速度快,一般只为煤整个燃烧时间的1/10左右;焦碳燃烧阶段,煤中的挥发物着火燃烧后,余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。
此时焦碳温度上升很快,固定碳剧烈燃烧,放出大量的热量。
煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段;燃烬阶段,这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完,以降低锅炉热损失,提高效率。
良好燃烧必须具备三个条件:1、温度。
温度越高,化学反应速度快,燃烧就愈快。
层燃炉温度通常在1100~1300℃。
2、空气。
空气冲刷碳表面的速度愈快,碳和氧接触越好,燃烧就愈快。
3、时间。
要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。
碳燃烧时在其周围包上一层灰壳,碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动,其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。
也即,碳粒燃烧时,灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体,空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。
因此,加大送风,增加空气冲刷碳粒的速度,就容易把外包层的气体带走;同时加强机械拨动,就可破坏灰壳,促使氧气与碳直接接触,加快燃烧速度。
如果氧气不充足,搅动不够,煤就烧不透,造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核,另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。
对于大块煤,必须有较长的燃烧时间,停留时间过短,燃烧不完全。
因此,实际运行中,一般采取供给充足的氧气,采用炉拱和二次风来加强扰动,提高燃烧温度,炉膛不宜过小等措施保证煤充分燃烧。
供热公司各供热车间的锅炉基本上都是链条炉,属于层燃燃烧。
2链条炉排的燃烧特点:链条炉排着火条件较差,主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热。
煤的上面先着火,然后逐步向下燃烧,在炉排上就出现了明显的分层区域,如图共分五个区。
燃料在新燃烧区1中预热干燥,在炉排上占有相当长的区域。
在区域2中燃料释放出挥发分,并着火燃烧。
燃烧进行得很激烈,来自炉排下部空气中的氧气在氧化区3中迅速耗尽,燃烧产物CO2和水蒸气上升到还原区4后,立即被只热的焦碳所还原。
最后在链条炉排尾部形成灰渣区5。
在燃烧准备区1和燃烬区5都不需要很多空气,而在燃烧区2、3必须保证有足够的空气,否则则会出现空气在中部不足,而在炉膛前后过剩的现象。
为改善以上燃烧状况,常常采用以下三个措施:布置炉拱;分段送风;二次风。
3链条炉排对煤种的要求:链条炉排对煤种有一定的选择性,以挥发分15%以上,灰熔点高于1250℃以上的弱黏结、粒度适中,热值在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为适宜。
煤中含有灰分应控制在10%~30%。
煤的颗粒大小为:0~6mm的煤,应不超过50%~55%,0~3mm的煤应不超过30%,大尺寸不超过40mm。
煤中含水量推荐值为:煤中小于3mm的细粉含量为20~40%时,含水量控制在5~7.5%,煤中小于3mm的细粉含量为80%,含水量控制在12.5%,煤中小于3mm的细粉含量为~100%,含水量控制在20%。
目前各供热车间普遍反映煤质存在的问题有:1、煤炭灰份较多,2、煤炭颗粒不均,3、煤炭中含有大量的杂质,4、煤炭的发热值较低,5、燃烧时不易引燃着火,6、煤炭中水分含量不定。
7、煤炭不好烧,炉渣含碳量高。
一般情况下,锅炉最好使用设计煤种或与设计煤种接近的煤种,以确保燃烧稳定及各参数在正常范围内运行。
近年来由于克拉玛依周边煤炭供应日趋紧张,供热公司的煤炭供应日趋多元化,拉运来的煤炭质量比以往有差异,对锅炉的稳定燃烧和正常供热运行带来很大影响。
4、煤质对锅炉稳定燃烧的影响4.1煤的发热量是反映煤质好坏的一个重要指标,当煤的发热量低到一定数值时,不仅会影响燃烧不稳定不完全,而且会导致锅炉熄火,使锅炉出口温度很难达标,影响正常供热。
4.2挥发分在较低温度下能够析出和燃烧,随着燃烧放热,焦碳粒的温度迅速提高,为其着火和燃烧提供了极其有利的条件,另外挥发分的析出又增加了焦碳内部空隙和外部反应面积,有利于提高焦碳的燃烧速度。
因此,挥发分含量越大,煤中难燃的固定碳成分越少,煤粉越容易燃烬,挥发分析出的空隙多,增大反应表面积,使燃烧反应加快。
挥发份含量降低时,煤粉气流着火温度显著升高,着火热随之增大,着火困难,达到着火所需的时间变长,燃烧稳定性降低,火焰中心上移,炉膛辐射受热面吸收的热量减少,对流受热面吸收的热量增加,尾部排烟温度升高,排烟损失增大。
4.3煤的灰份在燃烧过程中不但不会发出热量,而且还要吸收热量。
灰分含量越大,发热量越低,容易导致着火困难和着火延迟,同时炉膛温度降低,煤的燃烬程度降低,造成的飞灰可燃物高。
灰分含量增大,碳粒可能被灰层包裹,碳粒表面燃烧速度降低,火焰传播速度减小,造成燃烧不良。
另外飞灰浓度增高,使锅炉受热面特别是省煤器、空气预热器等处的磨损加剧,除尘量增加,锅炉飞灰和炉渣物理热损失增大,降低了锅炉的热效率。
有关资料显示,平均灰份从13%上升到18%,锅炉的强迫停运率将从1.3%上升到7.54%。
4.4煤的颗粒度对锅炉的燃烧有很大影响。
颗粒度过大时,煤块在锅炉内燃烧时停留时间过短,煤炭中的焦碳没有完全燃烬,炉渣中的含碳量增大,增加了锅炉炉渣的物理热损失;颗粒度过小时,细煤粉在炉排上燃烧时通风不好,碳与氧不能很好地接触发生化学反应,易形成黑带,同时细煤粉也易被空气吹起,很快随着烟气被带走,增加了锅炉烟气中的飞灰热损失。
因此要根据煤炭颗粒度合理调整给风量。
4.5煤的含水量在一定的含量限度内与挥发分对燃煤的着火特性影响一致,少量水分对着火有利,从燃烧动力学角度看,在高温火焰水蒸气对燃烧具有催化作用,可以加速煤粉焦碳的燃烧,可以提高火焰黑度,加强燃烧室炉壁的辐射换热。
另外,水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。
但水分含量过大时,着火热也随之增大,同时由于一部分燃烧热热耗在加热水分并使其汽化和过热也降低了炉内烟气温度,从而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对煤粉的辐射热都降低,这对着火不利。
4.6煤中杂质不仅会吸收煤燃烧生产的热量,降低锅炉热效率,增大锅炉运行时的除渣除灰量,而且对锅炉的安全运行带来很大危害。
5、煤质对锅炉及其辅助设备运行的影响当进入炉膛的煤质与锅炉设计煤质和校核煤质要求相差较大时,会对锅炉燃烧和辅助设备带来如下不良影响:5.1煤质较差时,锅炉点火和运行调节困难,难以燃烧,容易灭火,严重影响了锅炉出口温度达标。
5.2炉膛容易结焦,对流管束、省煤器、空气预热器等受热面处磨损严重,且容易积灰,锅炉送风阻力增大,影响锅炉热效率。
5.3煤块较大时容易卡住分层给煤器和炉排,影响了煤炭的稳定燃烧和锅炉的安全平稳运行。
5.4煤质不好时,锅炉耗煤量相对增加,炉渣的含碳量也增大,输煤、除渣系统运行负荷大大增加,输煤机、除渣机、抓渣行吊等设备故障增多,煤炭拉运和炉渣拉运成本加大。
5.5灰分大的煤燃烧后,不仅影响了除尘器的除尘效果,而且增加了除灰、排灰系统的运行负荷,容易出现运行故障,对工作环境和外部环保都造成了不良影响。
5.6煤质含硫量大时,容易引起水冷壁高温腐蚀,锅炉尾部烟道、省煤器、空气预热器等处的低温腐蚀,造成锅炉爆管,影响锅炉安全运行。
6、建议采取的应对措施针对目前煤炭供应的紧张形势和煤质变化引起的锅炉燃烧困难,公司各供热车间应该面对现实,在实际的供热运行过程中,积极试验和摸索,制定相应的可操作性强的应对措施,努力调整好锅炉的燃烧运行工作,保证锅炉出口温度达标和减少锅炉及辅助设备的运行故障,以保证整个供热工作的安全、平稳、经济运行。
建议采取如下应对措施:6.1加强司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,以便针对不同煤质的进行相应的燃烧调整。
6.2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。
6.3加强对锅炉的燃烧调节工作。
保证煤与空气量要相配合适,并且要充分混合接触,炉膛应尽量保持高温,以利于燃烧,升降锅炉负荷按规定操作,监视锅炉炉膛负压、排烟温度、氧气、二氧化碳等含量,使锅炉运行参数保持到最佳数值。
对由于煤炭颗粒度不均匀、炉排不平整等原因引起的燃烧不完全、燃烧不均,对炉排上的火口或黑带进行人工拨火。
6.4加强对输煤工作的管理。
对不同的煤种尽量采取不同区域堆放,采取不同时期燃用不同的煤种,输煤时输煤工与当班司炉工及时沟通,对含水量较低的煤和碳粉较多的煤可采取适量加水搅拌的办法,上煤时将杂质分拣出来,把大颗粒的煤粉碎等。
6.5加强锅炉燃烧设备和辅助设备的巡检及维修工作。
及时排除锅炉及辅助设备出现的故障,特别是锅炉本体密封、炉排、分层给煤器、省煤器、空气预热器、除渣除尘设备等。
6.6加强对锅炉送风和炉膛温度的控制,保持较高的炉膛温度,有利于迅速煤着火和燃烬,炉膛温度越低,越不利于燃烧。
6.7加强对煤的保管工作。
采取切实有效的措施,防止煤场储存的煤风化和自燃,使煤质在储存过程中降低,增加燃烧难度。
6.8加强对进煤质量的严格控制和管理,开辟煤质较好、较为稳定的煤源市场,及时准确地掌握进煤的工业分析数据,提供给各供热车间,以便运行管理人员选择较为适应本单位锅炉的煤种,进行相应的运行调节。