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摘要：CFB锅炉（循环流化床锅炉）灰渣含碳量直接反映锅炉燃烧的好坏，灰渣含碳量对锅炉热效率有很大影响，间接影响了煤单耗和发电效率。通过运行实践，从设备和运行调整方面得出CFB锅炉的燃煤粒径、床温、床压、一次风和二次风的配比等因素对灰渣含碳量的影响。
关键词：CFB锅炉；灰渣含碳量；煤单耗；锅炉热效率
动力车间煤炉单元锅炉为3台UG-75/4.02-MQ型，由无锡锅炉厂制造。正常运行时，主要燃料为一定粒度的煤，同时可掺烧瓦斯。锅炉热效率的高低，取决于排烟热损失、机械不完全燃烧、化学不完全燃烧热损失、散热损失，并从排烟温度、灰渣含碳量等指标可以直观的体现，因此日常运行中对此类指标的监控尤为重要。
在锅炉运行中会随着煤质、工况调整等问题出现，锅炉运行经济性变化较大，根据燃烧效率影响因素，机械未完全燃烧损失（q4）占有相当大的部分，而灰、渣含碳量的高低直接决定q4的高低，影响整个蒸汽系统的经济效益[1]。
为分析影响锅炉灰渣含碳量影响因素，降低煤单耗，提高机组运行经济性，针对3#燃煤锅炉，通过运行实践调整，逐步分析床压、床温、过剩空气系数及入炉煤颗粒径等因素对灰渣含碳量的影响。
1、燃煤的粒径
CFB锅炉对燃煤粒径的大小要求范围比较大，针对锅炉内的燃烧状况，受热面的磨损，灰渣的含碳量，本单位控制入炉煤粒径的大小为0-13mm。
（1）细煤粒份额比较大
根据CFB锅炉的燃烧动力场特点，如果入煤粒径过小，容易使燃料一送入炉膛内就被流化风带入密相区，在密相区属欠氧燃烧，形成了大量一氧化碳，大量的一氧化碳和未来得及燃烧的煤粉随烟气进入稀相区，增加了稀相区的燃烧份额，使稀相区的燃烧份额超过设计值，导致一部分一氧化碳和煤粉随烟气排出，造成了不完全燃烧，并且较细的燃料颗粒也不利于旋风分离器进行捕捉，影响燃料在锅炉内的再循环，增大锅炉灰中的含碳量。
（2）粗煤粒份额比较大
粗煤粒份额比较大，会使燃料在炉膛内的燃尽时间变长，使得许多大颗粒燃料沉于密相区底部，燃烧不充分，随渣排出炉外，从而增加了底渣中的含碳量；大颗粒燃料在密相区的沉积，为防止结焦，可能会加大一次风量，使大量细煤粒随烟气排出，还会加大对受热面的磨损。
2、床温
CFB锅炉床温的选定，应根据燃烧的稳定性、运行的经济性及环保等要求综合确定，本公司循环流化床锅炉的床温在850-950℃内，使锅炉获得较好的燃烧效率。
根据环保要求，对燃煤锅炉控制的排放物主要是粉尘、硫的氧化物和氮的氧化物。而氮氧化物产生受锅炉床温影响较大，通过查阅资料，温度在900℃左右氮的氧化物生成量最小[2]，对环境的污染已得到有效的扼制。
冬季储藏的原煤水分过大，会造成煤粉着火延后；原煤的挥发分高，就容易着火燃烧，反之就不易引燃。所以燃料水分过大或挥发分较小的煤种，因着火推迟，最后导致在整个燃烧过程结束时，部分煤粉来不及完全燃尽，造成灰渣含碳量超标。
根据CFB锅炉燃烧的特点，从旋风分离器出来的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃烧温度在800℃以上，这些焦炭颗粒的燃烧大部分在稀相区完成，CFB锅炉二次风口一般布置在稀相区和密相区交界处，床温过低，稀相区温度达不到焦炭燃烧温度，使燃烧不完全，灰渣含碳量升高。控制床温在850℃--950℃之间，物料经过稀相区二次风口后，使稀相区温度高于800℃，基本可以解决这一问题；在这一温度区间，由于灰的变形温度一般高于1100℃，也不会产生结焦现象，保证锅炉稳定运行。
下面是3#CFB锅炉调整床温时所跟踪的一组数据：
3、一次风和二次风的配比
对于锅炉在运行中处于不同负荷状态下，送入锅炉内的风量的分配也是有所不同。但是总得分配原则基本一致，低负荷运行，燃用煤热值较低时，可以使一次风比例增加大些；高负荷运行，燃用煤热值较高时，可以使得二次风比例大些。
在总风量一定的情况下，增大一次风份额，在一定范围内增加了密相区的空气量，有利于其区域内燃料的燃烧，有利于降低底渣中的含碳量；增大二次风份额，加强了燃料颗粒的炉内循环，减少了燃料颗粒在燃烧室的停留时间，使得细小颗粒通过排渣口排除锅炉，从而导致底渣含碳量升高。这就要求运行人员在实际操作中，根据CFB锅炉本身特点，保证燃烧充分、风机电耗率低、减少受热面磨损的情况下，通过精心调整，摸索出适合某台CFB锅炉的一次风和二次风合理配比值。根据锅炉负荷和煤质，我们公司CFB锅炉的一次风和二次风配比值大致为6：4、5：5。
在保证总风量的前提下，保持锅炉微负压，增加物料在炉膛内的停留时间，有利于灰份中碳的燃烧，减少灰份含碳量。
4、床压
床压对CFB锅炉灰渣（特别是渣）的含碳量的高低有很大影响，随着一次风量的变化，床压也发生变化。在做燃烧调整时，保证安全、经济的情况下，尽量提高床压，使炉渣在炉内停留的时间长，燃烧充分，对降低渣的含碳量很明显。
在调整燃烧时，必须保证在同负荷下一次风量确定的情况下，尽量保持高床压（约8—9Kpa），否则提高床压对降低灰渣含碳量意义不大。对于本单位CFB的床压尽可能控制在8-8.5Kpa。
结论
（1）灰渣样本量低，导致灰渣含碳量检测数据不够准确，无法真实反映锅炉燃烧工况。
（2）飞灰含碳量随床压升高而升高，炉渣含碳量随床压升高而降低。综合考量床压控制在8-8.5Kpa。
（3）床温控制以配风调节为主，正常随煤质、负荷变化，保持在870～900℃间。
（4）飞灰含碳量与一次风量成正比，炉渣含碳量与一次风量成反比。
（5）综合考虑风量与安全运行、经济性及磨损关系，确定3#炉最佳氧量 6.5%～7.5%。
参考文献：
[1]张宝亮.胡志宏.465t/h循环流化床锅炉灰渣含碳量优化调整试验[J].山东电力技术2010，4.
[2]冉宏.CFB锅炉降低灰渣含碳量的探讨[J].电力建设.2008，11.
作者简介：
王家征（1985-），男 2012年畢业于东北石油大学，硕士。现为哈尔滨石化公司动力车间助理工程师，从事锅炉装置运行工作。
关键词：CFB锅炉；灰渣含碳量；煤单耗；锅炉热效率
动力车间煤炉单元锅炉为3台UG-75/4.02-MQ型，由无锡锅炉厂制造。正常运行时，主要燃料为一定粒度的煤，同时可掺烧瓦斯。锅炉热效率的高低，取决于排烟热损失、机械不完全燃烧、化学不完全燃烧热损失、散热损失，并从排烟温度、灰渣含碳量等指标可以直观的体现，因此日常运行中对此类指标的监控尤为重要。
在锅炉运行中会随着煤质、工况调整等问题出现，锅炉运行经济性变化较大，根据燃烧效率影响因素，机械未完全燃烧损失（q4）占有相当大的部分，而灰、渣含碳量的高低直接决定q4的高低，影响整个蒸汽系统的经济效益[1]。
为分析影响锅炉灰渣含碳量影响因素，降低煤单耗，提高机组运行经济性，针对3#燃煤锅炉，通过运行实践调整，逐步分析床压、床温、过剩空气系数及入炉煤颗粒径等因素对灰渣含碳量的影响。
1、燃煤的粒径
CFB锅炉对燃煤粒径的大小要求范围比较大，针对锅炉内的燃烧状况，受热面的磨损，灰渣的含碳量，本单位控制入炉煤粒径的大小为0-13mm。
（1）细煤粒份额比较大
根据CFB锅炉的燃烧动力场特点，如果入煤粒径过小，容易使燃料一送入炉膛内就被流化风带入密相区，在密相区属欠氧燃烧，形成了大量一氧化碳，大量的一氧化碳和未来得及燃烧的煤粉随烟气进入稀相区，增加了稀相区的燃烧份额，使稀相区的燃烧份额超过设计值，导致一部分一氧化碳和煤粉随烟气排出，造成了不完全燃烧，并且较细的燃料颗粒也不利于旋风分离器进行捕捉，影响燃料在锅炉内的再循环，增大锅炉灰中的含碳量。
（2）粗煤粒份额比较大
粗煤粒份额比较大，会使燃料在炉膛内的燃尽时间变长，使得许多大颗粒燃料沉于密相区底部，燃烧不充分，随渣排出炉外，从而增加了底渣中的含碳量；大颗粒燃料在密相区的沉积，为防止结焦，可能会加大一次风量，使大量细煤粒随烟气排出，还会加大对受热面的磨损。
2、床温
CFB锅炉床温的选定，应根据燃烧的稳定性、运行的经济性及环保等要求综合确定，本公司循环流化床锅炉的床温在850-950℃内，使锅炉获得较好的燃烧效率。
根据环保要求，对燃煤锅炉控制的排放物主要是粉尘、硫的氧化物和氮的氧化物。而氮氧化物产生受锅炉床温影响较大，通过查阅资料，温度在900℃左右氮的氧化物生成量最小[2]，对环境的污染已得到有效的扼制。
冬季储藏的原煤水分过大，会造成煤粉着火延后；原煤的挥发分高，就容易着火燃烧，反之就不易引燃。所以燃料水分过大或挥发分较小的煤种，因着火推迟，最后导致在整个燃烧过程结束时，部分煤粉来不及完全燃尽，造成灰渣含碳量超标。
根据CFB锅炉燃烧的特点，从旋风分离器出来的可燃物基本是焦炭，焦炭的燃烧温度在800℃以上，这些焦炭颗粒的燃烧大部分在稀相区完成，CFB锅炉二次风口一般布置在稀相区和密相区交界处，床温过低，稀相区温度达不到焦炭燃烧温度，使燃烧不完全，灰渣含碳量升高。控制床温在850℃--950℃之间，物料经过稀相区二次风口后，使稀相区温度高于800℃，基本可以解决这一问题；在这一温度区间，由于灰的变形温度一般高于1100℃，也不会产生结焦现象，保证锅炉稳定运行。
下面是3#CFB锅炉调整床温时所跟踪的一组数据：
3、一次风和二次风的配比
对于锅炉在运行中处于不同负荷状态下，送入锅炉内的风量的分配也是有所不同。但是总得分配原则基本一致，低负荷运行，燃用煤热值较低时，可以使一次风比例增加大些；高负荷运行，燃用煤热值较高时，可以使得二次风比例大些。
在总风量一定的情况下，增大一次风份额，在一定范围内增加了密相区的空气量，有利于其区域内燃料的燃烧，有利于降低底渣中的含碳量；增大二次风份额，加强了燃料颗粒的炉内循环，减少了燃料颗粒在燃烧室的停留时间，使得细小颗粒通过排渣口排除锅炉，从而导致底渣含碳量升高。这就要求运行人员在实际操作中，根据CFB锅炉本身特点，保证燃烧充分、风机电耗率低、减少受热面磨损的情况下，通过精心调整，摸索出适合某台CFB锅炉的一次风和二次风合理配比值。根据锅炉负荷和煤质，我们公司CFB锅炉的一次风和二次风配比值大致为6：4、5：5。
在保证总风量的前提下，保持锅炉微负压，增加物料在炉膛内的停留时间，有利于灰份中碳的燃烧，减少灰份含碳量。
4、床压
床压对CFB锅炉灰渣（特别是渣）的含碳量的高低有很大影响，随着一次风量的变化，床压也发生变化。在做燃烧调整时，保证安全、经济的情况下，尽量提高床压，使炉渣在炉内停留的时间长，燃烧充分，对降低渣的含碳量很明显。
在调整燃烧时，必须保证在同负荷下一次风量确定的情况下，尽量保持高床压（约8—9Kpa），否则提高床压对降低灰渣含碳量意义不大。对于本单位CFB的床压尽可能控制在8-8.5Kpa。
结论
（1）灰渣样本量低，导致灰渣含碳量检测数据不够准确，无法真实反映锅炉燃烧工况。
（2）飞灰含碳量随床压升高而升高，炉渣含碳量随床压升高而降低。综合考量床压控制在8-8.5Kpa。
（3）床温控制以配风调节为主，正常随煤质、负荷变化，保持在870～900℃间。
（4）飞灰含碳量与一次风量成正比，炉渣含碳量与一次风量成反比。
（5）综合考虑风量与安全运行、经济性及磨损关系，确定3#炉最佳氧量 6.5%～7.5%。
参考文献：
[1]张宝亮.胡志宏.465t/h循环流化床锅炉灰渣含碳量优化调整试验[J].山东电力技术2010，4.
[2]冉宏.CFB锅炉降低灰渣含碳量的探讨[J].电力建设.2008，11.
作者简介：
王家征（1985-），男 2012年畢业于东北石油大学，硕士。现为哈尔滨石化公司动力车间助理工程师，从事锅炉装置运行工作。