(整理)飞灰含碳量过高的分析

锅炉飞灰含碳量偏高的运行分析

发表时间：2010-10-13 来源：《科学教育前沿》2010年第8期供稿作者：刘国生刘占伟[导读] 一次风速低，易造成一次风管堵塞，还可能烧坏燃烧器。

刘国生刘占伟（张家口热电公司河北张家口075000）

【摘要】飞灰含碳量一直为影响锅炉效率的重要因素之一，本文针对我公司锅炉飞灰含碳量偏高的实际情况，分别从入炉煤的着火、燃烧以及燃烬实际过程的多方面进行分析，查找影响飞灰含碳量高的因素。主要有：煤粉细度、一次风速、磨煤机出口风粉混合物温度、配风方式、炉膛氧量、磨煤机运行方式、负荷及煤种变化等。并针对以上影响因素，提出合理应对方案，通过改造及精心运行调整，降低飞灰含碳量取得明显成效。

【关键词】锅炉；飞灰含碳量；煤质；原因分析；燃烧过程；降低

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2010）08-018-02

1 引言

飞灰含碳量是反映电站锅炉燃烧效率和粉煤灰质量的重要指标,飞灰含碳量的高低关

系到粉煤灰的价格,直接影响电厂的综合效益.此外,飞灰中的碳对锅炉尾部受热面有磨损作用,可降低设备的使用寿命,飞灰含碳量增加不仅增加燃料消耗量, 而且对锅炉的安全运行造成很大的威胁。很容易发生锅炉结焦和尾部烟道二次燃烧,还会降低电除尘器的效率,造成环境污染.因此,应尽量使锅炉飞灰含炭量控制在合理的范围内,以减少污染,提高电厂效益。

2 设备概述

我公司300MW机组锅炉为亚临界压力、一次再热自然循环汽包炉，采用中速磨直吹式制粉系统、单炉膛、四角切向燃烧，平衡通风，全钢架悬吊结构，固体排渣，燃用煤种为蔚县煤与锡盟煤按7:3掺混。锅炉采用四角布置，同心切圆燃烧方式。燃烧器喷嘴结构采用一次风口四周通以周界风，一二次风喷嘴间隔布置的型式，每只燃烧器共有17个风室，其中顶部燃烬风室3个，二次风室6个，煤粉周界风室5个，油风室3个。燃烧器的一次风

喷嘴可上下摆动20°，二次风喷嘴可上下摆动30°，可通过改变燃烧器的角度，来改变火焰中心位置。机组自投运后整体运行情况稳定，但是，在最近的运行过程中却暴露出飞灰含碳量偏高的问题，这直接影响到机组运行的经济性。为了降低飞灰含碳量，提高运行经济性，发电部组织对这一课题开展分析。从燃烧的原理入手，结合设备系统状况和燃煤情况进行全面分析，找出影响飞灰含碳量的主要因素，制定相应的方案，然后在运行工作中进行逐步验证。

3锅炉飞灰含碳量高的原因分析

3.1煤粉燃烧过程

煤粉在锅炉内燃烧基本分为4个阶段：加热干燥、挥发分析出着火、燃烧、燃烬。其中最重要的是着火和燃烬阶段，要使燃烧完全，首先要保证迅速而稳定的着火。只有实现了迅速而稳定的着火，燃烧和燃烬才能迅速进行，在煤粉的着火阶段，其周围被一次风包围，具有足够氧气，煤粉气流温度较低，这个阶段的关键是迅速将煤粉加热到其着火温度。随着燃烧的进行，煤粉温度逐步升高，而其周围氧气也逐步耗尽，此时制约燃烧的因素变为了能否及时供给充足的氧气。要使煤粉充分燃烧可以从两个方面入手，即：加快燃烧速度和增长燃烧时间。

3.2影响飞灰含碳量的主要因素

（1）煤种影响。我公司锅炉设计煤种为河北蔚县煤，校核煤种1为准格尔孔对沟煤，校核煤种2为70%蔚县煤+30%内蒙古锡林浩特胜利煤田露天矿原煤。三种煤的成分及煤质分析资料见表1。

表1 设计煤种和校核煤种的成分与煤质比较

。

近几年，由于煤炭市场紧张及电煤价格的迅速上涨，我公司实际燃用煤种挥发分低、灰分大，且煤质变化频繁。燃煤的挥发分含量降低时，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。煤的灰分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，造成的飞灰可燃物升高。灰分含量增大，碳粒燃烧过程中被灰层包裹，碳粒表面燃烧速度降低，火焰传播速度减小，造成燃烧不良，飞灰含碳量升高。

（2）煤粉细度。合理的煤粉细度是保证锅炉飞灰含炭量在正常范围主要因素之一,降低煤粉细度是降低飞灰可燃物的有效措施。由于磨煤机存在振动现象，导致运行中分离器转速偏低，磨辊加载不能提高，影响了煤粉细度。近期煤可磨性较差，石子煤较多，大颗粒的石子煤在研磨件之间形成支撑，导致煤粉不能被磨细。煤粉过粗，单位质量的煤粉表面积越小，加热升温、挥发分的析出着火及燃烧反应速度越慢，因而着火越缓慢，煤粉燃烬所需时间越长，飞灰可燃物含量越大，燃烧不完全；另一方面提高煤粉的均匀性,也有利于煤粉的完全燃烧,较粗的煤粉若不能很好的与空气搅拌混合,将导致着火不好,燃烧时间较长,这也是影响飞灰可燃物的主要因素。

（3）一次风速的影响。由于我公司磨煤机输粉管路直径550mm，燃烧器喷嘴直径450mm。导致了喷嘴出口处风速过高。曾对一次风速进行过计算，给煤量30t/h（按6%水

分计算）,磨煤机入口一次风量为60t/h时，输粉管道内风速为19m/s，而燃烧器喷嘴处的风速为30m/s。给煤量40t/h，一次风量65t/h时，输粉管道内的风速为24.5m/s，喷嘴处的风速为41m/s。对于燃烧烟煤锅炉推荐的一次风速为25～35 m/s，对于直吹式送粉系统，一次风速宜选下限，所以通过计算表明，我公司机组一次风速偏高，一次风速过高带来的危害如下：

a)这直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短。既不利于稳燃，又影响了燃烬。

b)一次风中较大的煤粉颗粒获得动能过大，飞出煤粉气流，落到周围的缺氧区，影响燃烬。

c)切圆直径变小，火焰不能均匀的充满炉膛，炉膛中心烟气流速过快，缩短了煤粉的炉内停留时间。造成炉内温度分布不均匀和烟气流速不均匀。不利于稳定着火和燃烧。

d)加剧了管道和喷嘴的磨损。

（4）一、二次风配合分析。一次风速低，易造成一次风管堵塞，还可能烧坏燃烧器。一次风温高，煤粉气流达到着火点所需热量减少，着火点提前。二次风混入一次风的时间要合适。如果在着火前混入，则着火延迟；如果过迟混入，则着火后的燃烧缺氧。二次风一下子全部混入一次风对燃烧也是不利的，因为二次风的温度大大低于火焰温度，大量低温的二次风混入则会降低火焰温度，燃烧速度减慢，甚至造成熄火。二次风速一般应大于一次风速。二次风速比较高时，才能使空气与煤粉充分混合；二次风速又不能比一次风速大太多，否则会迅速吸引一次风，使混合提前，影响着火。总之，二次风混入应及时而强烈，才能使混合充分，燃烧迅速而完全。燃用低挥发分煤时，应提高一次风温，适当降低一次风速，选用较小的一次风率，这对煤粉的着火燃烧有利。燃用高挥发分煤时，一次风温应低一些，一次风速高一些，一次风率大一些。有时有意使二次风混入一次风的时间早一些，将着火点推后，以免结渣或烧坏燃烧器。

（5）磨煤机出口风粉混合物温度。我公司磨煤机出口风粉混合物温度正常运行时应控制在80℃左右，由于夏季雨天较多，加上煤质变化频繁，燃煤水分含量高，磨煤机出口温度经常在70-80℃之间摆动，有时甚至低于70℃运行，风粉混合物温度降低必将导致煤粉着火推迟，煤粉燃烬程度差，导致飞灰含碳量上升。

（6）磨煤机运行方式的改变。合理的磨煤机运行方式直接影响到炉膛温度，炉膛内的火焰集中程度，火焰中心位置，我公司#1、#2机组普遍存在再热汽温偏低的现象，为保证

机组再热蒸汽参数在规定范围内运行，运行调整时改变磨煤机的运行方式，四台磨运行时，优先选用上四层制粉系统，导致炉膛火焰中心上移，在配风不合理的情况下，部分燃料未燃烬便随烟气离开炉膛，导致飞灰含碳量增加。

（7）负荷及煤种的变化。我公司#1、#2机组投产以来，AGC投入率均在95%以上，机组负荷频繁大幅度波动，由于风量跟踪调整具有滞后性，短时的煤粉过粗影响燃烧完全，涨负荷过快时，送风量跟踪不上，炉膛氧量只有1%-2%，导致煤粉短时的缺氧燃烧，同样影响燃烧的完全性。同时煤种变化又影响磨煤机的出力,碰到可磨性差的煤种时,很容易导致飞灰含碳量上升。

4 降低锅炉飞灰含碳量的方法

通过对以上列举影响飞灰含碳量种种因素的分析，我公司采取以下措施加以改善：（1）降低风煤比。现阶段我公司选用的风煤比为2.0，这是燃烧烟煤锅炉较为合适的数值。但是我公司一次风管和喷嘴的情况，导致风粉流过燃烧器喷口的速度过快，着火点推迟。因此考虑降低磨煤机的风煤比。但是风煤比降低后，一次风速降低有导致输粉管堵塞的危险。为防止煤粉管堵粉，《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》(DL/T5145-2002),

要求送粉管道介质流速不应低于18m/s，所以在降低风煤比的同时应控制磨煤机的最低一次风量不能低于50t/h。

（2）控制合适的煤粉细度。煤粉细度降低，单个颗粒燃烬所需时间减少，同时增加了煤粉和空气的接触面，加快了燃烧速度。所以通过合理的调节制粉系统的运行方式，尽可能维持理想的煤粉细度。

（3）燃烬阶段供给充足的氧气。锅炉运行中保持足够的氧量至关重要。而我公司的氧量自动调节存在缺陷，为了设计的简便，做成送风量跟随锅炉蒸发量的模式。这样的后果就是导致了增加负荷时先加煤后加风，存在缺氧燃烧的现象。改进的方法就是在增加负荷时，手动干预风量调节，提前增加送风量。

（4）优化磨煤机运行方式。下层磨维持高出力运行，上层磨在低载方式下运行，即所谓的正宝塔式给煤。通过加大下层磨的加载力，来保证煤粉细度，由于具有足够的煤层厚度，所以下层磨不会剧烈振动。上层磨虽然煤层较薄，但是工作在轻载方式下，所以也不会振动，由于其给煤量较小，所以也可以得到较细的煤粉。这样既可以缓解磨煤机振动情况，又尽可能的维持煤粉细度。当然，这种方式是不适用于特别难磨的煤。

（5）减少过燃风的用量，在总风量不变的情况下，增加过燃风相当于减少了燃烧区域

的送风，使燃烧推迟，抬高了火焰中心，所以会减弱燃烧速度。另外由于过燃风反切布置，大量送入过燃风，会将形成的燃烧切圆打散，降低了燃烧区域的温度，因而会减弱燃烧。所以运行中要尽量减少过燃风的使用。

（6）倒宝塔型配风方式。采用倒宝塔型配风可以压住火焰，不使火焰上飘，减缓了烟气的流速，延长了煤粉在炉内的停留时间。这相当于增加了煤粉的燃烧时间，对燃烬有利。

（7）火焰中心偏斜的影响。通过分析#1、#2锅炉的运行参数，怀疑其可能存在火焰中心偏斜的问题。火焰偏离炉膛中心，在炉内充满度不好，风粉掺混不理想，部分煤粉飘离燃烧区域，导致燃烧不充分。对此可以通过合理的配风辅以过燃风来加以调节。

（8）加强空预器吹灰,防止堵灰,提高传热效果,提高一、二次风温度,同时也防止由于空预器差压大而造成引风机出力不足,从而限制锅炉总风量。锅炉负压不能过高,炉膛负压适当,控制在±50 Pa之内,使煤粉在炉膛内有足够的燃烧时间。严密关闭各孔、门,保持水封正常。减小锅炉漏风。

（9）改善燃煤质量。当煤质变好时，着火迅速，反应速度快，易于燃烬。对于燃煤挥发分较高的电厂，飞灰含碳量可以很容易的控制在2%左右。所以要从源头上加以控制，尽量使用设计煤种或与设计煤种接近的煤种，以确保燃烧稳定。

5 结语

通过以上初步的分析，找到了影响我公司飞灰含碳量的主要原因是煤质变化、煤粉细度及燃烧的调整，在今后的机组运行中，工作人员应加强对入炉煤质的采样化验，及时低将煤质情况提供给运行人员，运行人员应针对当前的煤质采取合理的运行方式,及时调整,精心操作，降低锅炉的飞灰含碳量，提高机组运行经济性。

参考文献：

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飞灰含碳量高原因及调整

飞灰含碳量高原因及调整 1. 煤质特性参数的影响 (1) 燃煤挥发分的影响.当挥发分增大时,煤粉着火温度降低,着火迅速, 燃烧完全,使飞灰含碳量低;反之挥发分降低, 造成飞灰含碳量高升高. (2)燃煤水分的影响.燃煤水分增大时,着火热会随之增大,煤粉着火推 迟,火焰中心上栘,使得炉膛整体温度水平下降,煤粉的燃尽程度降低, 造成飞灰含碳量高. (3)燃煤灰分的影响.当燃煤灰分增加时,由于加热灰分的热量增加和 灰分会影响碳和氧的接触,造成火焰温度随之下降,煤粉的燃尽程度降低, 造成飞灰含碳量高. (4)煤粉细度的影响.煤粉细度直接影响飞灰可燃物的变化,煤粉越细, 越均匀,则与空气接触的单位质量的煤粉面积与体积增大,燃烧就越充分,能充分燃尽,可以使飞灰含碳量降低. 2. 运行方面的影响 (1)过量空气系数.当炉膛过量空气系数减少时,煤粉颗粒接触到的氧 减少,碳的氧化速度减慢,煤粉燃尽程度降低,煤粉发生不完全燃烧,造成飞灰含碳量高. (2)机组负荷的影响.当锅炉负荷增加时,由于气流扰动加强,风煤混合 更加均匀,燃烧更充分,但当锅炉在75%~80%额定负荷以上时,增加负荷会使炉膛的容积热负荷增加,缩短煤粉在炉内停留时间,使燃烧不充分.

(3)风煤配比的影响.一次风过高时将使煤粉着火推迟,影响锅炉燃烧 的稳定性且使经济性降低;一次风量过低,不仅易造成制粉系统出力不足,氧量不足,还使煤粉挥发分燃烧不充分,导致飞灰含碳量高,此外,还有造成粉管堵的危险. (4)磨出口各一次煤粉管压力,速度及煤粉浓度不均匀性的影响.若同 一台磨出口一次煤粉管静压、速度及煤粉浓度不同，将造成炉内火焰充满程度不好，火焰中心不集中，火焰可能会发生偏斜、贴壁等情况，造成炉内温度场分布不均匀，理论燃烧温度降低，炉内火焰充满度不好，局部燃烧不完全，使飞灰含碳量增加。若一次风速过高将导致煤粉着火推迟，火焰中心上移，燃烧不充分，使飞灰含碳量增加。同样二次风分配不匀也将造成燃烧的不流通分，使飞灰含碳量增加。 如何降低飞灰含碳量：通过提高磨出口风粉混合物的温度，适当降低一次风压，通过采用对冲燃烧的方式，合理调节各层磨的出力，保持合理的磨的运行方式及二次风配风比例，适当增加分离器转速,提高煤粉细度。 对于我厂建议： （1）可适当提高下层磨的一次风速，相应的就提高了一次风的携带能力。 （2）调整风量，提高二次风压，增加氧量。改变二次风配比，采取上小，下大配风方式，增加下层二次风刚性，增加下层二 次风的托粉能力。

锅炉飞灰含碳量偏高的原因及处理

锅炉飞灰含碳量偏高的原因及处理 火力发电关键词: 锅炉飞灰含碳量粉煤灰 1、前言 吕四港电厂#1、2、3、4炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产制造，由三菱重工业株式会社提供技术支持的超超临界参数变压运行直流锅炉。锅炉是单炉膛、结构，炉膛尺寸(宽,深,高)19.268/19.230/19.453。设计煤种神府东胜煤，燃烧器采用摆动式上下浓淡分离直流燃烧器，分六层布置，四墙切圆燃烧。制粉系统采用中速磨正压直吹式。 2、飞灰含碳量主要影响因素 根据燃烧理论和实际运行经验得出，引起飞灰含碳量偏高的主要因素有以下几个方面：燃烧时炉内氧量不足;煤粉细度不合适;配风方式不合理;燃煤品质;燃烧时间。这几个因素相互影响互相制约。为了找出一个合适的工况来指导运行，我们对这几个因素一一加以分析。 2.1烟气氧量 煤粉随着热一次风进入炉膛后，一方面由于卷吸高温烟气的对流加热作用以及高温火焰和炉壁的辐射作用，使煤粉很快着火燃烧，初始时由于氧气充足，燃烧速度由化学反应控制，到燃烧后期，由于氧气不充足，燃烧速度由氧气的混合速度控制。在缺氧状态下，碳粒发生不完全氧化反应和还原反应，造成碳粒不完全燃烧，加大了不完全燃烧热损失。因此，保证一定的过量空气系数是必需的。根据经验，此系数应在1.15~1.3之间，折算成烟气氧量是2.6~5。 吕四港电厂#1、2、3、4炉设计烟气氧量为3~5，但由于实际燃用煤种和设计煤种有差别,因此为了保证安全，氧量一般被取下限。为了摸清具体情况，不同工况下我们作了变氧量试验，试验结果如下： 不同负荷不同氧量下的飞灰指标 通过试验，我们找出了每台炉的最佳氧量。并在实际运行中按照负荷曲线进行调整。 2.2煤粉细度 在锅炉煤粉燃烧中，对流热交换强度和氧气向粉粒表面的扩散强工与颗粒直径大小成反比，所以尽管细煤粉颗粒使紊流交换强度降低，可是，分子扩散交换及对流交换强度增强，煤粉单位重量的表面积大大增加，有利于煤粉的着火、混合与燃烬。有试验表明，煤粉燃烬时间

飞灰含碳量高的对策

灰渣含碳量高的对策 要降低灰渣含碳量,就是要使燃料的燃烧尽量接近完全燃烧,也就是在保证炉内不结渣的前提下,燃烧速度要快而且要燃烧完全,以得到最高的燃烧效率。根据灰渣含碳量的影响因素,可从以下几个方面来组织良好的燃烧过程,降低灰渣含碳量。 1.控制合适的燃料颗粒度 燃料颗粒度的降低，单个颗粒燃烬所需时间减少，同时增加了燃料和空气的接触面，加快了燃烧速度。所以应加强料场燃料管理，尽可能维持理想的燃料颗粒度。 2.加强空预器吹灰,防止堵灰 提高传热效果,提高一、二次风温度,同时也防止由于空预器差压大而造成引风机出力不足,从而限制锅炉总风量。锅炉负压不能过高,炉膛负压适当,控制在±100 Pa之内,使燃料在炉膛内有足够的燃烧时间。严密关闭各孔、门,保持密封正常。减小锅炉漏风。 3.提供合适的空气量 综合考虑不致使排烟热损失过度增大的前提下，适当提高过剩氧量。适当增加总风量，有助于降低灰渣含碳量。 一次风从布风板下鼓进，主要是满足物料流化的需要；其次是对密相区燃料进行欠氧燃烧。一次风量直接影响密相区和稀相区的燃烧份额，从而影响着灰渣含碳量的高低。一次风量的加入有最佳的风量，太少或太高都会使得锅炉飞灰含碳量增加，从而影响锅炉燃烧效率。因此一次风量不宜太高或太低。基本应保持在略大于基本硫化风量。 二次风量较高时，其射流的穿透深度越强，炉内扰动越剧烈，燃料颗粒和挥发物的横向扩散也越强烈，从而使燃料在床内分布得越均匀，燃烧也越完全，进而灰渣含碳量越少。 一二次风比保持在0.96，最为适宜。适当降低一次风量，增加二次风量，有助于降低灰渣含碳量。 为了增强二次风的混和，提高了二次风的速度，可以明显减少灰渣含碳量。所以可以适当增加二次风压，改变二次风的吹入方式等来加强混合。 4.床温的影响 提高床温有利于提高燃烧速率和缩短燃尽时间。所以应当保证入炉燃料热值。 5.具有足够的燃烧时间 燃料在炉内的停留时间,主要取决于燃料水分，水分越高，燃料在炉内停留时间越短，保持合适水分有助于减少飞灰含碳量

飞灰含碳量高的原因及对策

飞灰含碳量高的原因 a. 当排烟氧量增加,飞灰可燃物降低,燃烧效率上升。综合考虑不致使排烟热损失过度增大的前提下,适当提高过剩氧量。推荐的排烟氧量控制值如下: 315 % (MCR) : 412 % (85 %MCR) ; 510 % (70 %MCR) ;610 %(55 %MCR) ;810 %(30 %MCR) 。二次风风压低和风量不足的问题, 建议对风道和预热器进行彻底检查找漏, 也可将二次风小环管即播煤风改用一次风代替, 相应增加了二次风大环管即燃烧风风量。如果上述改进后二次风压、风量还不够, 建议对二次风机进行增容。 b. 随着床压升高, 飞灰可燃物有规律减小。 运行中在综合考虑其他因素(如床体良好流化、正常排渣、合理的风机电耗) 的前提下, 可适当提高床压在510～615 kPa 范围, 以降低飞灰可燃物。 c. 飞灰可燃物随着燃煤挥发分提高而降低。 大化电厂CFB 锅炉主要烧辽宁西马煤, 挥发分很低, 与无烟煤接近, 属于难以着火和极难燃尽的煤种。要降低飞灰可燃物后尽可能采用高热值、高挥发分的煤种, 但也需综合考虑各有关技术经济因素, 如: 锅炉热效率、结焦的危险、运行成本、检修周期及费用、煤价及运费等。 要严格控制入炉煤粒度< 10 mm , 煤的粒度分布也要符合要求, 中位径( X50) 在2 mm左右。这需要加强燃料设备维护, 当破碎机筛板、环锤磨损超标时及时维修或更换。在破碎机出现堵煤时, 立即安排人力扒放, 严禁旁路上煤。雨季期间, 保持燃料厂房内卸煤沟贮煤量, 不从露天煤场上煤, 可以有效地减少二级破碎堵煤现象。 d. 对于难燃煤种, 适当提高床温可以降低飞灰可燃物。当然要综合考虑脱硫反应的最佳温度和煤的变形温度等, 床温的控制不宜超过950 ℃。 e. 提高旋风分离器的效率, 降低飞灰可燃物含量。将入口烟道缩口适当提高分离器进口风速,适当加长中心筒长度都可以提高分离器效率。 f . 采用飞灰再循环可以将未能燃尽的飞灰可燃物引入炉膛再次燃烧, 可以有效地降低飞灰可燃物含量。影响锅炉热效率的主要因素为排烟热损失( q2)和固体未完全燃烧热损失( q4) , 减少固体未完全燃烧损失主要通过降低飞灰可燃物含量来实现。大化热电厂CFB 锅炉设计q4 为2148 % ,实际在5 %左右。因此优化锅炉运行方式,降低飞灰可燃物含量,对提高锅炉的热效率和经济运行具有重要意义。 目前虽然锅炉飞灰、制粉单耗均已达较好水平，对飞灰、制粉单耗、煤粉细度也始终进行着跟踪调整，并已下达运行操作卡片。然而飞灰偏大问题一直未能得到根本解决。飞灰含碳量有所好转，但仍不能控制在国家规定标准以内。我厂为节约用水而采用的干除灰系统即将全面投运，综合利用灰渣的粉煤灰砖厂即将投产，也面临无原料的问题。为此我们重新组织在#5炉进行了燃烧调整试验，以期找出影响大渣含碳量大

人工神经网络的大型电厂锅炉飞灰含碳量建模

基于人工神经网络的大型电厂锅炉飞灰含碳量建模 摘要：飞灰含碳量是影响锅炉热效率的一个重要因素，但飞灰含碳量受煤种、锅炉设计结构、操作参数等多种因素影响，关系复杂。煤种变化往往导致燃烧工况偏离试验调整获得的最优值。在对某台300MW四角切圆燃煤电厂锅炉飞灰含碳量特性进行多工况热态测试的基础上，应用人工神经网络的非线性动力学特性及自学习特性，建立了大 关键词：锅炉；飞灰含碳量；人工神经网络 1 引言 大型燃煤电厂锅炉的经济性一直是电厂运行和设计人员关心的重要问题。飞灰含碳量是影响锅炉热效率的一个重要指标，特别是对于燃用劣质煤的锅炉。但影响燃煤锅炉飞灰含碳量的因素多而且复杂，受到如锅炉燃用煤种、设计安装水平、锅炉运行操作水平等多种因素的影响，很难采用简单的公式进行估算，往往需采用实炉测试方法加以确定并摸索降低飞灰含碳量的运行方法。但实炉测试工作量大，测试工况有限，各运行参数和煤种对锅炉飞灰含碳量都存在影响，互相叠加，导致数据分析困难。而锅炉燃用煤种和操作参数千变万化，不可能保证在试验工况下运行，导致偏离燃烧调整获得的最佳工况下而无法获得最低的飞灰含碳量。相对而言，影响锅炉热效率的其他几项热损失根据运行参数可以有明确的计算公式可以求得，影响因素比较简单。获得飞灰含碳量与煤种和运行参数之间的关系对于锅炉的运行优化是有意义的。 本文在对某台300MW四角切圆燃煤电厂锅炉的飞灰含碳量特性进行多工况实炉热态测试的基础上，应用人工神经网络的非线性动力学特性及自学习特性，建立了大型四角切圆燃烧锅炉飞灰含碳量特性的神经网络模型，并对此模型进行了校验。结果表明，该模型能根据燃煤特性及各种操作参数准确预报锅炉在不同工况下的飞灰含碳量特性，如结合寻优技术，可为大型电厂锅炉通过燃烧调整提高锅炉效率提供有效手段。 2 人工神经网络和BP学习算法 人工神经网络是由大量模拟生物神经元的人工神经元广泛互连而成的网络，由大量的简单处理单元连接而成的自适应非线性系统。通过输入信号在各神经元之间的传递，获得输出，可以模拟人类大脑神经网络结构和行为，具有高度的非线性，并且系统可以从大量存在的知识样本中，通过学习提取出有效的知识和规则，对自身不断完善、发展和创新。 目前应用最广泛的BP网络是一种单向传播的多层前向网络，可看成是一个从输入到输出的高度非线性映射，即对样本集合，通过BP网络可近似复杂的非线性函数关系而获得输出。人工神经网络近似复杂函数、处理信息的能力完全取决于网络中各种神经元之间的耦合权值，由于较大规模网络，各权值不可能被一一确定，因此网络本身需要学习能力，即能够从示范模式的学习中逐步调整各权值。业已证明用一个3层的BP网络可以完成任意的n维到m维的映射[1]。 BP算法即误差反向传播算法是神经网络学习中最常用的学习方法之一，

飞灰含碳量在线检测系统-安装调试

FCB型电站锅炉 飞灰含碳量在线检测系统第二卷安装调试手册 南京擎能自动化设备有限公司

目录 第一部分装置现场安装 (2) 一、结构部分的安装： (2) 1、测试箱与飞灰取样器安装： (2) 2. 主机柜的安装： (4) 3. 制作安装、调试用工作平台： (4) 4. 加装防雨棚： (4) 5. 气源要求： (4) 6. 电功率要求： (5) 二、电缆敷设 (5) 1. 电厂→主机柜 (5) 2. 主机柜→电厂 (5) 3. 主机柜→测试箱 (5) 4. 测试箱→测试箱（A侧-B侧） (5) 三、电气前期安装 (6) 1. 主机柜开孔与安装（见主机柜机械安装说明）。 (6) 2. 主机柜接线端子排的安装 (6) 3. 电缆放置要求： (6) 第二部分装置的调试 (7) 1. 系统接线 (7) 2.设定初始状态 (8) 3. 通电检查 (8) 4. 装置调试 (9)

第一部分装置现场安装 本装置现场安装需电厂方面配合做的工作主要分为结构部分的安装和电缆的铺设和各种信号源的提供。下面就具体内容简述如下： 一、结构部分的安装： 本装置结构部分由两套飞灰取样器、两套测试箱、一套电控箱和一套主机柜组成。锅炉飞灰含碳量在线检测装置的前期现场安装工作包括以下内容：在空预器之后，除尘器之前的A、B两侧烟道上安装飞灰取样器和测试箱;在位于A、B两侧烟道的中间部位，安装电控箱;在集控室或电子间的适当位置安装主机箱;给装于A、B两侧烟道的测试箱分别提供仪用空气气源;电缆铺设： 1、测试箱与飞灰取样器安装： 1.1取样器和测试箱的安装要求： a．取样点位置：空气预热器之后，除尘器之前烟道的直管段。 b．温度要求：取样点处的烟道温度小于200℃。 c．流场要求：烟道内取样点附近烟道截面没有突变，气流平稳。 d．烟道内部要求：在烟道内取样点处，迎着气流方向上，距离取样吸嘴前后（前不小于3米，后不小于0.5米），不能有障碍物（如隔板，大型支撑梁等），在距离取样嘴其它方向上0.5米内不能有导流板。 e．安装形式：可以在垂直烟道安装或水平烟道安装。在垂直烟道安装时，一般取样点选择在烟道水平方向的中部。在水平烟道安装时，一般取样点选择在垂直方向上距离烟道底部1/2到1/3的高度处。

常用飞灰含碳量检测技术比较

常用飞灰含碳量检测技术比较 目前国内飞灰含碳量在线检测装置有微波检测法和灼烧失重法。 一、微波检测法又分为：微波衰减（吸收）法和微波谐振法。 1.1微波衰减（吸收）法测碳原理——检测信号功率（强度）变化（我厂一期4*125MW 采用的产品） 1.1.1 电磁波在传输过程中，不论遇到何种电介质都要产生能量的损耗。即任何介质对电磁波都有吸收的特性，只是物质的介电常数、介质损耗、传输特性不同对电磁波的吸收强弱不同。这是电磁波的一种公认特性。 因为飞灰可燃物主要成分是碳及碳的介电常数，微波测试单元就用固定频率发射能量衡定的微波信号，飞灰中可燃物的含量越高，吸收微波能量的作用就越强。所以，这种检测方法对煤种变化影响不大。 1.1.2系统工作过程——系统采用无动力飞灰取样器，自动将烟道中的灰样收集到微波测试装置的测量管中，由灰位控制器自动判别收集灰位的高度。当收集到足够的灰样时，系统对飞灰含碳量进行微波谐振测量。已分析完的灰样受智能飞灰控制装置指令，打开电磁阀接入压缩空气吹扫，根据程序设定或手动设置，飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。然后进行下一次飞灰的取样和含碳量的测量。系统就是如此循环往复的工作。 系统对飞灰含碳量进行微波测量分析后，受智能飞灰控制装置指令，打开吹扫电磁阀接入压缩空气吹扫，（根据程序设定或手动设置）飞灰可以自动经采样管道吹回烟道或者送入收灰容器，以便于化学分析化验。 1.1.3 主要特点 采用多点无动力等速取样装置，（取样不需要电、气等能源）自抽力强劲，取样速度快，灰样反吹回烟道，不堵灰。 灰路系统全封闭，无接触检测，结构简单。 整套装置没有电机、齿轮及其他任何机械转动部件，操作维护简单、方便。 检测结果数据准确、可靠。 装置防磨损、防腐，寿命较长。 1.2微波谐振法——检测微波频率变化（我厂2*300MW采用的产品） 由于不同物质的频率特性不同，而飞灰中物质组成复杂，特别是煤种变化时主要是矿物质变化，所以，这种方法在煤种变化时不能检测飞灰含碳量变化。 二、灼烧失重法 2.1 原理： 该产品采用的是灼烧法失重法测量技术，也就是电厂化验室采用的测量技术，它基于中国电力工业标准《飞灰和炉渣可然物测定方法》及《煤的工业分析方法》中的相关方法，当含有未燃尽碳的灰样在规定的高温下经灼烧后，由于灰样中残留的碳被燃尽后使灰样的质量出现了损失，利用灰样的烧失量作为依据计算出灰样中的含碳量。 含碳量的质量（%）= [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—灼烧后灰样加坩埚的质量（g）] / [灼烧前灰样加坩埚的质量（g）—收灰前坩埚的质量（g）] 2.2工作过程：

飞灰含碳量的影响因素

飞灰含碳量的影响因素概括起来主要有三方面：燃料特性、锅炉结构及其附属设备、锅炉的运行 燃料特性主要包括煤的热值、挥发分含量及煤的粒度。 一燃料特性 1. 当煤质变化时，床温床压将出现大幅波动，虽然可以通过调整配风进行调整，但燃烧工况的恶化必然导致飞灰含碳量的增加。对于挥发分含量较高、结构比较松散的烟煤、褐煤和油页岩等燃料，燃烧速率较高，飞灰含碳量较小。对于挥发分含量低，结构密实的无烟煤、石煤等相同条件下飞灰含碳量要高出很多 煤种对飞灰含碳量的影响很大，对于挥发分含量较高、结构比较松软的烟煤，褐煤和油叶岩等燃料，当煤进人流化床受到热解时，首先析出挥发分，煤粒变成多孔的松散结构，周围的氧向粒子内部扩散和燃烧产物向外扩散的阻力小，可以提高燃烧速率，降低飞灰含碳量。对于挥发分含量少，结构密实的无烟煤、石煤等，当煤粒表面燃烧后形成一层坚硬的灰壳，阻碍燃烧产物向外扩散和氧气向内扩散，燃煤燃层困难，灰壳所包覆的碳核中。 一般而言，飞灰含碳量随煤种干燥基挥发分含量增加而减少，但也要注意到挥发分高、含灰量低的烟煤的煤由于剧烈的一次破碎和二次破碎产生大量的细焦碳颗粒，从而增加飞灰含碳量。而对于含灰量高、含碳量低的煤颗粒增加，其燃烧所产生的飞灰颗粒的含碳量降低。经研究如果以干燥无灰基挥发分除以发热量所得的数值作为一个煤质指标，会发现飞灰含碳量和煤质之间明显的相关关系。2．煤的粒径 煤的颗粒粒径影响流化质量和稀、浓相区的颗粒浓度。在一定的运行风速和给料量下，床料的粒度决定了颗粒在床内的行为。当煤的颗粒粒径增大后，稀相区颗粒浓度减小，而浓相区颗粒浓度增加。研究表明，颗粒浓度越高，颗粒的扰动也越大，相互间的碰撞的机会也越多，传热系数就大。由此可知，当燃煤粒径增大后，燃烧室上部燃烧份额偏少，燃烧温度偏低，燃烧效果变差和受热面发挥不了应有的吸热作用，会造成过热蒸汽温度偏低，蒸汽参数得不到保证。 煤的颗粒粒径增加对蒸发量的影响主要表现在其循环颗粒量的减少。当大颗粒煤增多后，在一定的流化风速下，其沉积在浓相区，则飞出床层的颗粒量减少，这使锅炉往往不能维持正常的返料量，循环倍率下降，蒸发量下降。 通过计算可知，直径为2.00 mm的粒子运行速度已经超过了0．5 mm颗粒的飞出速度，因此燃料中0.5 mm以下的细颗粒进入流化床后，很快就会随烟气带出床层，飞灰中的碳主要来自这一部分细颗粒。 对粒径在20以下的焦炭颗粒，虽然在炉内的停留时间很短，但是其反应表面积大，反应速度快，其停留时间仍大于燃尽所需时间，故颗粒在离开炉膛之前就可以燃尽。对粒径在40～50间的焦炭颗粒，炉内停留时间小于其所需要的燃尽时间，所以该档颗粒的含碳量较高。对粒径大于100的焦炭颗粒，其停留时间较长，而且分离器能够捕捉到，能够返回炉内循环燃烧，所以燃尽情况较好。所以飞灰含炭量高的粒径主要集中于40～50。 要避免出现分布不均，防止两极分化，入炉煤不能粒过细，一般1 mm以下的应小于30％，特别是粒径小于0.1mm的比例应尽可能少，否则，飞灰含碳量就会增大。燃用优质煤煤颗粒可粗些,燃用劣质煤,煤颗粒要细些。所以对于不同的煤质要调整二级破碎机的破碎能力来调整煤的粒度 二锅炉设备及其附属设备的影响 1.锅炉炉膛的高度

电站锅炉飞灰含碳量在线检测装置.docx

电站锅炉飞灰含碳量在线检测装置 前期现场安装工作

电站锅炉飞灰含碳量在线检测装置的前期现场安装工作包括以 下内容： 1．在空预器之后，除尘器之前的 A、B 两侧烟道上安装飞灰取样 器和测试箱。 2．在位于 A、B 两侧烟道的中间部位，安装电控箱。 3．在集控室或电子间的适当位置安装主机箱。 4．给装于 A、B 两侧烟道的测试箱分别提供仪用空气气源。 5．电缆铺设： a．从电厂配电箱处至主机箱，铺设一根动力电缆。 b．从主机箱处至电控箱处，铺设两根信号电缆及一根动力电缆。 c．从电控箱处至 A、B 两侧测试箱处，分别铺设一根信号电 缆和一根动力电缆。 在以上工作的实施过程中，需做以下具体工作： 1．取样器和测试箱的安装要求： a．取样点位置：空气预热器之后，除尘器之前烟道的直管段。 b．温度要求：取样点处的烟道温度小于200℃。 c．流场要求：烟道内取样点附近烟道截面没有突变，气流平稳。 d．烟道内部要求：在烟道内取样点处，迎着气流方向上，距 离取样吸嘴前后（前不小于 3 米，后不小于0.5 米），不能有障碍物（如隔板，大型支撑梁等），在距离取样嘴其它方向上0.5 米内不能

有导流板。 e．安装形式：可以在垂直烟道安装或水平烟道安装。在垂直 烟道安装时，一般取样点选择在烟道水平方向的中部。在水平烟道安 装时，一般取样点选择在垂直方向上距离烟道底部1/2 到 1/3 的高度处。 f．取样管长度：取样管伸入烟道深度的原则是：在沿着取样管方向上的烟道尺寸的1/3 到 1/2 之间，一般取样管长度不宜超过 2米。 g．安装要求：取样器和测试箱安装在烟道的侧面，烟道外有 安装取样器和测试箱的空间，并且具有日常装置维护操作的空间(长 ×宽×高至少为 1.5 米× 1.5 米× 1.8 米)及平台。测试箱的支架和取样 器法兰盘焊接在同一个烟道上，测试箱和烟道壁之间的保温层厚度不 小于 15 厘米，并考虑是否需要防雨蓬。焊装矩形过渡法兰、焊接安 装测试箱用的支架和工作平台等具体尺寸见附图（一）。去保温层、 在烟道壁上开孔具体尺寸见附图（二）。 2．电控箱的安装要求：电控箱一般安装于测试箱附近，要求有打 开箱门正常操作的空间，且操作方便。电控箱支架由我方提供或由电 厂配合制作。若原有构架可利用，也可不做支架。若安装电控箱处不 具备防雨条件，还需制作防雨棚。电控箱的安装尺寸见附图（三）。 3．主机箱安装要求：主机箱安装于集控室或电子间。外形尺寸320 ×180×300mm（长×宽×深），开孔尺寸282 ×172mm（长×宽），详见附图（四）。

锅炉大灰含碳量大的原因分析及对策

编号：SM-ZD-26836 锅炉大灰含碳量大的原因 分析及对策 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

锅炉大灰含碳量大的原因分析及对 策 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 目前虽然锅炉飞灰、制粉单耗均已达较好水平，对飞灰、制粉单耗、煤粉细度也始终进行着跟踪调整，并已下达运行操作卡片。然而大灰偏大问题一直未能得到根本解决。大灰含碳量有所好转，但仍不能控制在国家规定标准以内。我厂为节约用水而采用的干除灰系统即将全面投运，综合利用灰渣的粉煤灰砖厂即将投产，也面临无原料的问题。为此我们重新组织在#5炉进行了燃烧调整试验，以期找出影响大渣含碳量大的主要因素及最佳运行方式，并相应进行了分析。 一、燃烧调整试验： 1. 利用配风装置按设计风速（一次风速30m/s）调平一次风。

2. 提高下排一次风速（一次风速35m/s）。 3. 调整风量，提高二次总风压，增加氧量。改变二次风配比，采取上小，下大配风方式，增加下二次风刚性，增加下二次风的托粉能力。 4. 采取两头大，中间小配风方式。 5. 降低下排给粉机转速：在能够保持燃烧工况相对稳定的前提下，减少下排给粉机给粉量，下排给粉机转速控制在500—550rpm，降低下一次风煤粉浓度，以进一步相对提高下二次风的托粉能力。 6. 在各个工况下，测量炉膛温度，取灰样、煤样，化验其大、小灰百分数，及煤粉细度，记录各运行参数。 7. 改变煤粉细度。 通过运行调整，大灰含碳量由原来的18.5%下降到13.8%。在本次燃烧调整中发现#2、#3、#4角一层二次风风速偏低，无法托住下排一次风，联系锅炉分场进行了处理。处理后，#2角一层二次风风速由原来的27m/s提高到37m/s，#2、#4角一层二次风风速也有所提高。并在4月份利用停机机会进行了彻底处理。目前#5炉的大灰含碳量

飞灰含碳量高原因分析

目前虽然锅炉飞灰、制粉单耗均已达较好水平，对飞灰、制粉单耗、煤粉细度也始终进行着跟踪调整，并已下达运行操作卡片。然而飞灰偏大问题一直未能得到根本解决。飞灰含碳量有所好转，但仍不能控制在国家规定标准以内。我厂为节约用水而采用的干除灰系统即将全面投运，综合利用灰渣的粉煤灰砖厂即将投产，也面临无原料的问题。为此我们重新组织在#5炉进行了燃烧调整试验，以期找出影响大渣含碳量大的主要因素及最佳运行方式，并相应进行了分析。 一、燃烧调整试验： 1. 利用配风装置按设计风速（一次风速30m/s）调平一次风。 2. 提高下排一次风速（一次风速35m/s）。 3. 调整风量，提高二次总风压，增加氧量。改变二次风配比，采取上小，下大配风方式，增加下二次风刚性，增加下二次风的托粉能力。 4. 采取两头大，中间小配风方式。 5. 降低下排给粉机转速：在能够保持燃烧工况相对稳定的前提下，减少下排给粉机给粉量，下排给粉机转速控制在500—550rpm，降低下一次风煤粉浓度，以进一步相对提高下二次风的托粉能力。 6. 在各个工况下，测量炉膛温度，取灰样、煤样，化验其大、小灰百分数，及煤粉细度，记录各运行参数。 7. 改变煤粉细度。 通过运行调整，飞灰含碳量由原来的18.5%下降到13.8%。在本次燃烧调整中发现#2、#3、#4角一层二次风风速偏低，无法托住下排一次风，联系锅炉分场进行了处理。处理后，#2角一层二次风风速由原来的27m/s提高到37m/s，#2、#4角一层二次风风速也有所提高。并在4月份利用停机机会进行了彻底处理。目前#5炉的飞灰含碳量一般控制在10%以下。 二、分析： 通过燃烧调整可以降低飞灰含碳量，但其手段是有限的。提高一次风速及降低下排给粉机转速均受到机组负荷的限制，负荷降低采用这种措施将影响燃烧的稳定性。在低负荷时受总风压的限制提高一层二次风的幅度是有限的，并且提高一层二次风影响燃烧的稳定性。降低煤粉细度将导致制粉单耗的增加，影响厂用电率。而提高二次风压将导致风机单耗增加，同时增加了预热器漏风。目前我厂#5、#6炉在高负荷时引风量不足，漏风率的增加将进一步加剧高负荷时缺风的问题。 但所有这些手段只能降低飞灰的含碳量，而不能根本解决飞灰含碳量不合格的问题。 导致飞灰含碳量高的根本原因是下排燃烧器的问题。我厂锅炉设计的一次风射流为直流射流水平射出。但我厂目前下排一次风所采用的富集型或开缝式钝体燃烧器射出的一次风气流并不是水平射流。一次风经过富集器或开缝式钝体后，气流分成三股。中间一部分气流为水平射流，上下两部分气流分别为斜上方、斜下方，然后经出口水平段定向后变为近似水平方向。由于水平段较短，射出的气流仍不是水平的。开缝式钝体燃烧器较富集型燃烧器的水平段更短，气流的下冲及上冲现象更为严重。一层二次风无法完全下冲的气流，导致煤粉不能完全燃烧就落入冷灰斗。同时，气流自这两种燃烧器喷出后，迅速扩容，流速下降，一次风的携带能力下降，导致风粉分离，部分煤粉几乎未经燃烧就落入冷灰斗。这些原因导致飞灰含碳量明显增加，而采用开缝式钝体燃烧器的锅炉飞灰含碳量更高。 因此若使飞灰含碳量在整个负荷段均控制在合格范围内，必须进行燃烧器改造。 三、对策： 导致飞灰含碳量不合格的根本原因是下排燃烧器，因此必须进行燃烧器改造。 目前低负荷稳燃型燃烧器主要有船体燃烧器、钝体燃烧器、大速差燃烧器、偏置射流燃烧器、富集型燃烧器、开缝式钝体燃烧器、浓淡型燃烧器、浓稀相燃烧器、多重富集燃烧器等。前面几种燃烧器由于稳燃能力较差，已逐渐被淘汰。目前富集型燃烧器、开缝式钝体燃烧器、浓淡型燃烧器、浓稀相燃烧器、多

三种飞灰含碳量在线检测装置比较分析

三种飞灰含碳量在线检测装置比较分析飞灰含碳量在电厂的经济、安全运行中是比较重要的参数。锅炉飞灰含碳量偏高说明锅炉燃烧不完全，降低锅炉的热效率。同时也增大了锅炉受热面的磨损。飞灰含碳量高对煤粉综合利用及环境的影响。因为飞灰含碳量高会降低粉煤灰综合利用厂粉煤灰的质量。煤粉灰的销售是粉煤灰综合利用厂的效益的来源。其中一级粉煤灰是建筑市场中很好的材料，不仅价格高，而且销路好。但是锅炉燃烧烟气中的飞灰含碳量高，就造成煤粉灰的细度，烧失量，需水量比明显增加，使得粉煤灰综合利用厂的一级灰只能当作二级灰来卖，假如指标超标严重的话，按照是建筑科学研究院的规定，还不能对外销售。最后，飞灰含碳量偏高严重加重了环境的污染。锅炉燃烧烟气中的飞灰含碳量上升，也增大了烟囱向大气的排放烟尘量；如果电除尘捕捉下来的灰走湿排放，增加了外排污水的污染。所以飞灰含碳量的在线测量对电厂机组的安全运行、公司的经济利益和生态环境都有着相当大的影响。对于飞灰含碳量测量的主要来源——飞灰含碳量在线检测装置现在社会上主要有微波衰减法、微波谐振法、灼烧失重法三种，现在对这三张在线检测装置进行简单的分析。 一、概述——各种在线检测装置： 1、微波衰减法：第一代飞灰含碳量在线检测装置 测量原理：根据飞灰中未燃尽的碳对微波能量的吸收特性，进行分析 确定飞灰中碳的含量。微波衰减法是采用撞击时取样方法，将烟道内 的灰样收集到取样瓶内，再经过测量设备进行微波测量；锅炉飞灰中 含有未燃尽的碳颗粒，由于碳具有导电性，它对微波具有吸收作用， 吸收要求被测介质在禁止状态，需要一个短时间的测量过程。微波的 吸收过程主要有两个方面： A：被测飞灰样本的含碳量：在同样多的灰样下，含碳量越多，对微 波的吸收也越多。反之，含碳量越少，对微波的吸收也越少； B：被测飞灰样本的多少：同样含碳量的灰样，被测样本越多，对微波 的吸收就越多，反之被测样本越少，对微波的吸收就越少。 所有的微波检测设备只能对飞灰含碳量测出一个相对线性关系值，含 碳量的绝对值，需要通过人工对同一飞灰样本（仪器测量过的样本） 进行化学分析一次，测出含碳量的绝对值，对微波检测设备进行一次 标定，这样微波检测设备才能测量出飞灰含碳量的绝对值。

关于锅炉飞灰含碳量的控制措施

关于锅炉飞灰含碳量的控制措施 飞灰含碳量偏高的原因分析 当煤粉气流在炉膛内的燃烧和燃尽过程不充分时,势必造成机械未完全燃烧热损失增大,飞灰含碳量升高。影响飞灰含碳量变化的因素主要有:煤粉细度、煤种特性、燃烧器的结构特性、热风温度、炉内空气动力场和锅炉负荷等。 煤粉细度的影响 煤粉细度对其煤粉的燃烧和燃尽性能有较大影响。煤粉细度越大,即煤粉颗粒粒径越大,其燃尽性能较小粒径颗粒越差,势必造成煤粉燃尽时间延长,不完全燃烧损失增大,飞灰含碳量升高,从而降低锅炉效率。细煤粉虽然容易着火和燃烧,但煤粉颗粒过细将会增加制粉系统的耗电量和加大磨煤机的磨损量。因此,在锅炉设备运行中,应综合考虑不完全燃烧损失和制粉能耗的要求,使之达到最小,即寻找煤粉经济细度或最佳细度,以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量。 煤种特性的影响 煤粉燃烧过程是在挥发成份燃烧完之后才开始焦炭的燃烧。因此,燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响最为重要。对于高挥发分燃煤,挥发分燃烧释放出大量热量,形成炉内高温氛围,有利于焦炭的迅速着火和燃尽,机械未完全燃烧损失减小,飞灰含碳量较低;相反,对于低

挥发分燃煤,则容易引起飞灰含碳量的升高。对于高水分燃煤,由于燃烧时放出的有效热量相对减少,则会降低炉内燃烧温度,并增加着火热,不利于焦炭的燃尽,造成飞灰含碳量的升高。 一次风速的影响 对于直吹式制粉系统，一次风速宜选下限，一次风速过高带来的危害如下：直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短。既不利于稳燃，又影响了燃烬；一次风中较大的煤粉颗粒获得动能过大，飞出煤粉气流，落到周围的缺氧区，影响燃烬；火焰不能均匀的充满炉膛，会发生偏移，炉膛中心烟气流速过快，缩短了煤粉在炉内停留时间。造成炉内温度分布不均匀和烟气流速不均匀。不利于稳定着火和燃烧；加剧了管道和喷嘴的磨损。 磨煤机运行方式的影响 合理的磨煤机运行方式直接影响到炉膛温度，炉膛内的火焰集中程度，火焰中心位置。 二次风量及过量空气系数的影响 锅炉燃烧所需的氧量供应主要来自二次风,如果二次风量偏小,势必影响炉内的燃烧工况,使炉内易出现缺氧燃烧现象,导致飞灰含碳量增大。 热风温度的影响 热风温度的高低直接关系到煤粉气流的初温和炉内的燃烧工况。对于同一台燃煤锅炉,当其它条件相同时,通过提高热风温度可以提高煤粉气流的初温,使燃烧室壁面温度增加,从而减少把煤粉气流加热到

几种飞灰含碳量在线检测方式的比较

几种在线检测产品比较 传统测量飞灰含碳量采用化学灼烧失重法是一种离线的分析方法，对灰样的代表性要求高、分析滞后，难以实时快速反映锅炉真实燃烧状况。 公司先后对国内外多种飞灰含碳量在线检测装置产品进行了对比研究（包括撞击取样式、烟道测量式、红外照相测量式、燃烧灰样测CO2、微波等速取样式等）。 1、采用撞击式方法取样分析，由于采集飞灰主要是依靠重力取样，所采集的灰样颗粒较大，所取灰样不具代表性，特别是其灰路存在严重的堵管现象，导致经常提供虚假的测量数据；此外运行维护量较大。 2、采用烟道测量非取样式分析，由于没有把烟气浓度信号接入，所测量的区域受烟气浓度影响很大，常常不能准确反应真实的飞灰含碳量；所测量区域也并非整个烟道截面；此外由于其采用非接触式测量，

灰样不能收集保留下来，无法准确衡量装置的准确性以及实时校验。 3、红外照相测量式因其安装在锅炉炉膛上，每次测量只能对炉膛内很小区域的烟气进行摄像，测量代表性差，并且摄像头易损坏，维护费用高。 4、燃烧灰样测CO2方式其结构复杂、测量周期长，应用很少。 5、微波谐振法，利用微波谐振腔的工作特性，将飞灰作为谐振腔的工作介质，通过检测谐振参数的变化，来实现对飞灰含碳量的测量。由于不同的煤质其燃烧后的飞灰中所含物质的密度、氧化物成分分别不同，实践中发现微波测量精度受煤种变化的影响比较大，更换煤种后需要重新进行标定，因此，难以满足用户对测量精度的要求。 灼烧法飞灰特点： 公司根据多年对客户需求的了解，研究开发了灼烧法飞灰含碳量在线检测装置，属于第三代高精度在线测碳产品，该产品将大家公认的实验室灼烧失重技术应用到工业现场的在线测量上，解决了目前微波测碳精度受煤种变化的难题，满足了电厂用户对飞灰含碳量小指标考核的要求，是在线飞灰检测技术的一次质的飞跃。 装置对每个烟道采用独立的取样、检测和控制系统，所有设备都安装于现场，有利于现场的安装和使用，可以为电厂节省电子间的有限空间。每个烟道采用一套独立的取样、检测和控制系统，与采用一台主机检测两个烟道系统相比，可以有效分散系统风险，从而进一步提高系统的可靠性。 为了提高检测指标，缩短检测周期，本装置采用富氧燃烧技术，采用先进的分子筛技术，无需使用化学试剂，无需更换制氧试剂，而是

微波飞灰测碳仪说明书

国电霍州发电厂 2×600MW机组“上大压小”工程锅炉飞灰含碳量在线检测系统 技术资料 太原市海通自动化技术有限公司 2010年11月

H T W-Ⅲ 飞灰在线测量装置 产品说明书 太原市海通自动化技术有限公司

目录 一前言 (2) 二工作原理 (3) 三功能特点 (3) 四主要技术指标 (4) 五系统结构 (4) 六安装要求 (7) 七操作 (8) 八维护 (9) 九常见故障及处理 (10) 十调试 (11)

一、前言 非常感谢您使用我公司生产的HTW系列飞灰在线测量装置！ 飞灰含碳量是衡量电站锅炉和机组运行经济性的重要指标，当飞灰含碳量高时，会直接导致煤耗的升高，从而使发电成本增高。同时增大了NO X气体的排放，对环境质量也造成了严重的影响。随着电力系统体制的改革，竞价上网等政策的实施，煤耗的高低不仅关系到发电企业的经济效益，还会影响到电厂的生存与发展。 为了优化锅炉燃烧，提高燃料的利用率，降低发电煤耗，首先必须有良好的监测手段。传统的测定飞灰含碳量的方法是灼烧称重法。它是将一定重量的灰样在高温下完全燃烧，按照燃烧前后的重量差求出飞灰含碳量。用这种方法测得的结果要比锅炉实际工况至少推迟几个小时，不能及时反映锅炉的燃烧状况以指导对锅炉燃烧状况的调整。近几年来，陆续有一些飞灰含碳量监测仪投入使用，但都存在一些问题，例如有的采用撞击式取样器进行取样。这种方法存在着灰样颗粒偏大、影响飞灰的代表性的问题。有的取样管路设计不合理，经常堵灰。还有一些仪器采用模拟电路和分立元件组成，调试复杂，功能简单，系统的稳定性差。普遍的问题是：微波源稳定性差、系统的温度漂移和时间漂移大、飞灰中含水量对测量结果的影响严重等问题。 我公司生产的HTW型飞灰含碳量实时监测系统是经过多年的用户和市场调查，采用目前最先进的微波技术和信号处理技术进行设计，很好地解决了以往该类仪器存在的问题，适用于火力发电厂和其它燃煤锅炉进行飞灰含碳量的实时监测。系统结构如图1所示。 图1：系统框图

某厂飞灰及炉渣含碳量异常升高的原因分析

某电厂飞灰及炉渣含碳量异常升高原因分析 摘要：本文通过热重分析方法对某烟煤锅炉电厂几个有代表性的入厂煤原煤样进行分析，得出不同温度下原煤的燃烧动力学特性，找出了入厂煤中含有无烟煤的燃烧特性，为该厂飞灰、大渣含碳量的异常升高找到了最有可能的原因。 关键词：烟煤锅炉含碳量热重无烟煤 1引言 某厂2×300MW机组锅炉系武汉锅炉厂生产的WGZ1025/18.24-4型烟煤煤粉锅炉，锅炉自投产后，运行状况一直良好，飞灰、炉渣含碳量分别小于1%、2%，但近来，锅炉飞灰、炉渣含碳量均异常升高，其中飞灰含碳量超过4%、炉渣含碳量超过8%，在排除设备状态不佳及运行人员操作失当外，入炉煤的燃烧特性成为了关注的焦点。 本文通过分析燃煤在不同温度下的燃烧动力学特性，以找出可能存在不适宜烟煤锅炉燃烧的其他难燃煤种。 2实验方法 2.1试验仪器 本次试验所采用仪器为梅特勒-托利多生产的TGA/DSC 1热重/热差/热流分析仪。2.2温度控制 实验共分为4个温控段 升温段1 40-105℃升温速率10℃/min 恒温段1 105℃停留时间10min 升温段2 105-1050℃升温速率10℃/min 恒温段2 1050℃停留时间30min 2.3其他参数控制 反应气体为空气流量40mL/min,保护气体氮气流量60mL/min，恒温水浴温度22℃，反应物的过筛细度：120～140目。 2.4热分析补偿模式： 扣除空白反应曲线

2.5试样 分别对电厂的三个煤场进行了取样，共形成5个样品，实验室编号如下1号煤场原煤样、2号煤场原煤样、3号煤场1号原煤样、3号煤场2号原煤样、3号煤场3号原煤样。 通过对样品进行热重分析得出其中的燃烧反应动力学特征，以找出不适宜烟煤炉型燃烧的其他煤种，为更好的比对原煤样增加了标准物质样品GBW11109d（烟煤）及GBW11112e（无烟煤）其标准值及不确定度如下表所示。 表2-1标准物质的标准值及不确定度 3 煤样的燃烧动力学特性 3.1动力学参数 3.1.1着火及燃尽温度：采用TG-DTG法来确定着火温度（图3-1），即在DTG曲线上，过峰A点作垂线与TG曲线交于B点，过B点作TG曲线的切线，该曲线与失重开始时的平行基线的交点C所对应的温度定为着火温度[1]。同时，将试样失重占总失重99%时对应的温度定为燃尽温度[2]，各试样的着火温度及燃尽温度见(表3-1) 图3-1：着火温度定义示意 由表3-1中的煤样化学动力学参数可看出3号煤场2号样的着火温度较标准物质无烟

飞灰含碳量高的原因分析与对策

飞灰含碳量高的原因分析与对策 降低飞灰含碳量,不但对控制锅炉煤粉气流的燃烧非常必要,而且可大大提高锅炉机组的经济性,从而降低锅炉烟尘排放量,减少环境污染。 一：飞灰含碳量偏高的原因分析 当煤粉气流在炉膛内的燃烧和燃尽过程不充分时,势必造成机械未完全燃烧热损失增大,表现为飞灰含碳量升高。影响飞灰含碳量变化的因素主要有:煤粉细度、煤种特性、燃烧器的结构特性、热风温度、炉内空气动力场和锅炉负荷等。 (1)煤粉细度的影响 煤粉细度对其煤粉的燃烧和燃尽性能有较大影响。煤粉细度越大,即煤粉颗粒粒径越大,其燃尽性能较小粒径颗粒越差,势必造成煤粉燃尽时间延长,不完全燃烧损失增大,飞灰含碳量升高,从而降低锅炉效率。细煤粉虽然容易着火和燃烧,但煤粉颗粒过细将会增加制粉系统的耗电量和加大磨煤机的磨损量。因此,在锅炉设备运行中,应综合考虑不完全燃烧损失和制粉能耗的要求,使之达到最小,即寻找煤粉经济细度或最佳细度,以保证较高的锅炉效率和较低的飞灰含碳量。 煤粉经济细度与燃料性质和煤粉颗粒的均匀程度有关。对于高挥发分的煤,因其容易燃烧可允许磨得粗些;对于低挥发分和可磨性指数较低的煤,因较难燃烧而应尽量磨得细些。如果煤粉颗粒比较均匀,造成不完全燃烧损失的大颗粒则相对较少,可允许煤粉粗些,这与磨煤机和分离器的形式以及运行工况有关。降低煤粉细度是控制飞灰含碳量升高的有效措施。电厂的运行实践也表明:煤粉颗粒比较均匀时,飞灰含碳量也有所下降。 (2) 煤种特性的影响 目前,国内大多数电厂存在锅炉燃烧实际煤种与设计煤种不符的情况,这是因为电厂用煤来源比较复杂,大矿煤与小窑煤混用的情况非常普遍,造成煤质成分如挥发分、水分、灰分和发热量等主要指标不稳定,从而对煤粉的完全燃烧产生很大的影响,导致飞灰含碳量发生显著变化。煤粉燃烧过程是在挥发成份燃烧完之后才开始焦炭的燃烧。因此,燃料性质中挥发分的含量对煤粉燃烧的影响最为重要。对于高挥发分燃煤,挥发分燃烧释放出大量热量,形成炉内高温氛围,有利于焦炭的迅速着火和燃尽,机械未完全燃烧损失减小,飞灰含碳量较低;相反,对于低挥发分燃煤,则容易引起飞灰含碳量的升高。对于高水分燃煤,由于燃烧时放出的有效热量相对减少,则会降低炉内燃烧温度,并增加着火热,不利于焦炭的燃尽,造成飞灰含碳量的升高。燃煤中的灰分不但不能燃烧,反而会降低燃煤的发热量,并妨碍可燃质与氧的接触,使燃料着火和燃尽困难。燃煤中灰分增加时,将会使煤粉燃尽度变差,机械未完全燃烧损失随之增加;同时由于燃煤灰分增加使得煤中的可燃质成分会相应减少,这表现为飞灰含碳量常略有降低,但是总的机械未完全燃烧损失还是增加的,因此,对于高灰分燃煤,飞灰含碳量仍表现为偏高。 （3）一次风速的影响。 对于直吹式制粉系统，一次风速宜选下限，我公司机组一次风速一般为35m/s,风速稍偏高，一次风速过高带来的危害如下： a)这直接导致煤粉气流的着火点偏远，着火推迟，燃烧过程缩短。既不利于稳燃，又影响了燃烬。 b)一次风中较大的煤粉颗粒获得动能过大，飞出煤粉气流，落到周围的缺氧区，影响燃烬。 c)火焰不能均匀的充满炉膛，会发生偏移，炉膛中心烟气流速过快，缩短了煤粉在炉内停留时间。造成炉内温度分布不均匀和烟气流速不均匀。不利于稳定着火和燃烧。 d)加剧了管道和喷嘴的磨损。