目前国内现有的125 MW级煤粉炉机组均有较长的运行年限，机组运行效率普遍较低，其中飞灰可燃物含量偏高是造成该类型锅炉热效率普遍偏低的主要原因。本文对萍乡电厂两台125 MW机组飞灰可燃物含量偏高问题进行了针对性的试验研究，分析了造成飞灰可燃物含量偏高的原因，并采取了相关的调整措施、提出了针对性的建议。
1、设备概况
萍乡电厂两台125MW机组锅炉系上海锅炉厂生产的SG-420/13. 7-540/540-M416A型超高压中间再热自然循环固态排渣煤粉炉。采用中间储仓式热风送粉方式，配筒式钢球磨煤机制粉系统。燃烧器为直流式，正四角布置，燃烧器顶部的上二次风切圆旋向与下面的一、二、三次风旋向相反。燃烧器自下而上为二、一、一、二、一、二、三、二次风。一次风喷嘴固定不能摆动，二、三次风喷嘴通过手轮和连杆可以上下摆动±20，富通新能源销售销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
2、飞灰可燃物含量偏高原因分析
2.1概况简述
萍乡电厂#4炉、#5炉自2010年6月以来飞灰可燃物含量相对于1月—5月出现上升，运行人员多次调整后无明显效果。2010年1月～6月的飞灰可燃物含量月平均值的变化趋势如图1所示。
从图1可见，自6月以来，#4炉和#5炉的飞灰可燃物含量均有上升，#5锅炉的上升幅度更大。为此，2010年7月13日～7月23日对飞灰可燃物含量偏高问题进行针对性的试验分析。
2.2试验情况说明
针对上述现象，依次进行了如下工作：
(1)对锅炉系统设备进行全面检查。在试验之前对#4炉和#5炉制粉系统及主要辅机系统进行了全面的检查，发现#5炉粗粉分离器入口处有一泄漏处，当即组织检修人员进行了处理，其它系统均正常。
(2)运行燃烧调整。在保持原有运行方式的前提下，先将一次风速降低，降至最低安全风速(30m/s);其次，在降低一次风速的基础上调整二次风的配风方式，将第一层和第三层二次风逐渐开大；最后，将三次风的风门关小。
在调整过程中，由于煤质较差，机组又需要带高负荷，所有给粉机处于最大出力，此时降低一次风速容易造成堵粉，因此采用降低一次风速的调节手段有限；煤质较差时，运行人员将一、三层二次风全关，此时燃烧很稳定，当调整二次风配风方式时燃烧出现不稳定，危及机组安全，因此变二次风配风方式的调节手段也有限。综上，在现有煤质下，运行燃烧调整的手段有限。
(3)调整制粉系统。试验期间两台炉出现过全部给粉机均在最大出力状态仍不能带满负荷，而粉仓粉位却高报警致同时停两台磨煤机的情况，这说明两台炉制粉系统能够满足现有煤质下稳定运行的需求。试验后期对#5炉的乙粗粉分离器挡板进行了调整，由于长期未操作过，只调动了4片挡板（共36片），并对煤粉进行了细度分析，结果显示由于调整的数目太少，其对煤粉细度的影响很小。
(4)对原煤样进行实验室分析。试验的第一阶段和第二阶段分别取了一份有代表性的煤样进行实验空分析，煤样①（代表好煤）和煤样②（代表差煤）的实验室分析结果能够大致反映出该厂燃煤的燃烧特性。
2.3结果分析
以下是试验期间前后半个月（7月10日—7月25日）的数据，结果如图2所示。
从图2可见，从7月10日—7月25日，#4锅炉的飞灰可燃物的含量呈下降趋势；#5锅炉飞灰可燃物含量在7月10日～7月20日之间一直在反复波动，21日以后整体上处于下降趋势，但相对于#4炉，#5炉的下降幅度不明显。
7月21日将#5炉一次风速降低，对二次风的配风方式也进行了调整，但此两项的调整受到燃烧稳定性的限制，调整幅度较小，随后将三次风风门由100%关至80%，从后面几天的试验数据来看，飞灰含碳量有下降趋势，但下降幅度不大，不如#4炉明显。从燃烧理论方面来看，当煤质较差时，降低一次风速、减小三次风带粉量、降低煤粉细度，降低炉膛火焰中心，都有利于增加煤粉的燃烧时间，提高煤粉的燃尽度。
试验期间，对#4炉和#5炉煤粉细度的日平均统计值如图3所示。
图3表明，在统计数据期间，#4炉的煤粉整体上较#5炉要细，在当前煤质下，#4炉的煤粉燃尽效果要优于#5炉。
2.4原煤样实验室分析
对带同的煤样①（7月16日上午）和煤样②（7月23日上午）进行了燃烧特性试验，每个煤样分别做了两个平行工况。
(1)煤样①
工业分析结果：Med=1.88%，Aad=45.83%，v8d=17.29%，Q= 12. 338MJ/kg。
燃烧特性试验结果：着火温度（平均值）．458.1℃，燃尽温度（平均值）：743.4℃。
煤样①的燃烧特性曲线如图4所示。
从图4可见：平行煤样的TG曲线、DTG曲线(TG曲线的一阶导数)、DSC曲线都具有很好的相似性。说明整个燃烧过程具有很稳定的形态特征。
该煤样的燃烧丰要分为3个阶段，第一阶段从环境温度到350℃，该阶段是煤样在开始着火燃烧之前有一个比较明显的增重阶段：第二阶段从350～650℃，该阶段丰要包括挥发分的释放和绝大部分焦炭的燃烧过程：第三阶段从650～743.4℃（燃尽温度），该阶段是很少量的固定碳燃烧过程（俗称二次燃烧）。
从图4可见，该煤样的最终残余质量平均值为46. 93%，该部分可认为为该煤粉的灰分含量(工业分析空干基灰分为45. 83%)，而二次燃烧阶段消耗掉的可燃部分含量平均值为4.2996，该部分为很难燃尽的部分，而这部分可燃物占灰分的比例为8. 37%，该值类似于飞灰含碳量，之所以说类似是因为试验是从环境温度以40℃/min的升温速率加热到1000℃，这与锅炉的实际燃烧情况不尽相同，但在利用热重分析仪在实验室对多个煤种进行燃烧特性试验的统计数据说明该比例偏高，这也从侧面反映了该煤种不易燃尽。上述煤样的着火温度为458.1℃，燃尽温度为743.4℃。
(2)煤样②
工业分析结果：Med=5.396，Aad=64. 34%，Vad=11. 85%，Q -9. 908 MJ/kg。
燃烧特性试验结果：着火温度（平均值）：474.2℃，燃尽温度（平均值）：779.9℃。
煤样②的燃烧特性曲线如图5所示。
与煤样①的3个阶段不同，煤样②的燃烧主要分为两个阶段，第一阶段从环境温度到375℃，该阶段是煤样在开始着火燃烧之前有一个比较明显的增重阶段：第二阶段从375～779.9℃（燃尽温度），该阶段主要包括挥发分的释放和绝大部分焦炭的燃烧过程。从上图可见，煤样②的着火温度（平均值）：474.2℃，燃尽温度（平均值）．779.9℃。
根据有关资料及利用热重分析仪在实验空对多个煤种进行燃烧特性试验的统计数据表明：将煤的着火难易情况划分成3类：一类，着火温度≤450℃的为容易着火；二类，着火温度在450—500℃范围内的为较易着火：三类，着火温度≥500℃的为不易着火。同样，将煤的燃塔难易情况划分成3类一类，燃尽温度≤650℃的为容易燃尽；二类，燃尽温度在650—700℃范围内的较易燃尽；三类，燃尽温度≥700℃的为不易燃尽。
通过对煤的实验室分析，煤样①和煤样②均属于较易着火、不易燃尽的煤种，并且煤样②的着火和燃尽特性比煤样①更差。同时两煤样均与设计煤质相差较多，这也影响了锅炉效率。
3、结论
(1)通过原煤的实验室分析，试验期间两炉燃用的煤种属于较易着火、不易燃尽的煤种或混煤，且均差于设计煤种，这式两台锅炉近期飞灰可燃物偏高的主要原因。
(2)同样的运行方式及燃用相同煤种情况下，#4炉的煤粉较#5炉要细，这是导致#5炉飞灰可燃物比#4炉偏高的主要原因。
(3)此次燃烧调整对降低飞灰可燃物有一定的效果(见图2)，但受运行和设备等实际状况的影响，效果不显著。在燃用较差煤种的条件下，燃烧调整的效果更不显著。
(4)在煤质较差的情况下，采用适当降低一次风速，降低三次风带粉量，增加下层火嘴给粉量、降低上层火嘴给粉量以降低火焰中心及延长煤粉在炉内停留时间，摸索选择合理的配风方式、减少空预器漏风以提高热风温度等手段有助于降低飞灰可燃物。
(5)建议在停炉检修期间对两台炉的制粉系统进行认真检查，对每台磨的钢球进行筛选，并将钢球装载量加至额定装载量；同时将粗粉分离器的挡板调整成一致开度，在现有煤种情况下将煤粉细度控制在R90=10%左右，有利于燃尽。
(6)对大量煤种的燃烧特性试验表明，虽然原煤工业分析结果接近，但燃烧特性相差较大的混煤并没有单一煤种的燃尽效果好。建议尽量采用适合该炉型燃烧特性的煤种。
富通新能源不但销售生物质锅炉，而且大量销售木屑颗粒机压制的杨木木屑颗粒燃料。
