灰渣殘?zhí)悸适侵该悍墼谌紵^程中沒有完全燃燒部分所占的比例?；以鼩?zhí)悸适呛饬棵悍坼仩t燃燒效率的重要指標(biāo)，灰渣殘?zhí)悸试叫?，煤粉燃燒效率越高，煤粉化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能越好。

文章來源：《智能礦山》2025年第7期“革新·改造:中國煤科優(yōu)秀QC成果專欄”

第一作者：王學(xué)文，主要從事粉體燃燒技術(shù)開發(fā)工作，2023年獲評煤炭行業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組活動成果二級，2024年獲評煤炭行業(yè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組活動成果一級，2024年榮獲中國煤炭科工集團有限公司QC小組活動成果第8名。E-mail：1173620894@qq.com

作者單位：北京天地融創(chuàng)科技股份有限公司

引用格式：王學(xué)文，賈東亮，孟長芳，等. 降低煤粉爐灰渣殘?zhí)悸实母倪M措施[J].智能礦山，2025，6(7)：84-88.

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選擇課題與現(xiàn)狀調(diào)查

北京天地融創(chuàng)科技股份有限公司在國能神東煤炭補連塔煤礦（簡稱補連塔煤礦）煤粉鍋爐房共運行7臺蒸汽鍋爐，總計140 t/h產(chǎn)能，承擔(dān)著補連塔礦的生產(chǎn)和生活用熱供應(yīng)。從2021—2022年的運行效果可知，部分鍋爐存在燃料燃燒不充分、灰渣殘?zhí)悸矢叩惹闆r，導(dǎo)致鍋爐熱效率降低、能源浪費的現(xiàn)象。

為更好降低煤粉爐灰渣殘?zhí)悸?，提高煤炭利用效率，降低鍋爐燃料成本，增加安全運行管控，QC小組分析補連塔煤礦煤粉爐的運行情況，針對性解決灰渣殘?zhí)几叩膯栴}，以提高煤粉爐燃燒效率、能源利用率。

QC小組調(diào)查對比分析煤粉爐灰渣殘?zhí)记闆r，并完成目標(biāo)值測算。補連塔煤礦煤粉鍋爐房共有2臺40 t/h蒸汽鍋爐、5臺20 t/h蒸汽鍋爐。分析2022年各臺鍋爐灰渣殘?zhí)悸实贸觯?0 t/h鍋爐灰渣殘?zhí)悸示哂?0 t/h鍋爐，20 t/h鍋爐灰渣殘?zhí)悸势骄禐?6.27%，尤其#2鍋爐采暖季灰渣平均殘?zhí)悸蕿?9.63%，40 t/h鍋爐灰渣殘?zhí)悸势骄禐?.69%。為降低煤粉工業(yè)鍋爐整體的灰渣殘?zhí)剂浚?0t/h煤粉鍋爐為治理重點，2022年#1～7鍋爐灰渣殘?zhí)悸手鶢顖D如圖1所示。

圖1 2022年#1～7鍋爐灰渣殘?zhí)悸手鶢顖D

QC小組調(diào)查補連塔煤礦煤粉爐燃燒設(shè)備使用情況，存在燃燒器系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、爐膛系統(tǒng)、操作人員業(yè)務(wù)能力不同等問題，燃燒設(shè)備在使用過程中部分存在使用缺陷，煤粉爐燃燒運行使用誤區(qū)統(tǒng)計如圖2所示。

圖2 煤粉爐燃燒運行使用缺陷統(tǒng)計

分析運行使用缺陷統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，煤粉爐燃燒運行系統(tǒng)的燃燒器系統(tǒng)、供料系統(tǒng)分別占缺陷總數(shù)約30%，爐膛系統(tǒng)缺陷約為20%，因此，針對此3項影響煤粉爐灰渣殘?zhí)嫉闹饕蛩?，制定目?biāo)、分析原因、采取措施。

設(shè)定目標(biāo)與原因分析

經(jīng)過QC小組內(nèi)部共同探討，5#鍋爐采用20 t/h鍋爐，采暖季運行期間灰渣月均殘?zhí)悸蕛H為8.75%，及時調(diào)整運行，各鍋爐灰渣殘?zhí)悸示艿陀?%的目標(biāo)均值。

圖3 #1～4鍋爐灰渣殘?zhí)悸示的繕?biāo)

QC小組針對引起煤粉爐燃燒運行系統(tǒng)3項主要缺陷，細致討論并匯總歸類各類原因，最終得出10個末端原因包括：管理人員未專門培訓(xùn)、預(yù)燃室和爐膛結(jié)焦及積灰、司爐工崗前培訓(xùn)質(zhì)量低、供料器供料不均勻、司爐工整體責(zé)任感偏低、燃燒器旋流強度大小不匹配、過量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)、煤粉含灰量不穩(wěn)定、煤粉細度的影響、鍋爐負荷的影響，并逐條確認10個末端因素，找出影響目標(biāo)實現(xiàn)的主要因素，形成要因確認清單見表1。

表1 要因確認清單

QC小組成員逐一驗證10個末端原因，最終將預(yù)燃室和爐膛結(jié)焦及受熱面積灰、燃燒器旋流強度大小不匹配、入煤含灰量不穩(wěn)定確認為要因。

（1）預(yù)燃室和爐膛結(jié)焦及受熱面積灰

調(diào)查現(xiàn)場預(yù)燃室和爐膛發(fā)現(xiàn)，煤粉爐燃燒運行過程中預(yù)燃室、爐膛、受熱面存在較嚴(yán)重的積灰結(jié)焦現(xiàn)象，尤其是預(yù)燃室出口結(jié)焦影響爐內(nèi)空氣動力工況，鍋爐灰渣殘?zhí)悸试龈?，受熱面積灰結(jié)渣增加引風(fēng)阻力，風(fēng)機電耗增大，結(jié)渣使排煙溫度升高，導(dǎo)致鍋爐效率下降。

結(jié)焦較少的鍋爐和結(jié)焦較多的鍋爐灰渣殘?zhí)悸式y(tǒng)計如圖4所示，結(jié)果表明2類鍋爐灰渣殘?zhí)悸示?、極差、標(biāo)準(zhǔn)偏差較大差異。各鍋爐結(jié)焦、積灰現(xiàn)場的鍋爐積灰結(jié)焦調(diào)查如圖5所示，判定預(yù)燃室和爐膛結(jié)焦及受熱面積灰為要因。

圖4 各爐灰渣殘?zhí)悸势骄?、極差、標(biāo)準(zhǔn)偏差統(tǒng)計結(jié)果（#5爐結(jié)焦、積灰較少）

圖5 鍋爐積灰結(jié)焦調(diào)查

（2）燃燒器旋流強度不匹配

QC小組統(tǒng)計分析神東地區(qū)20 t/h鍋爐不同旋流強度的灰渣采樣化驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同旋流強度下灰渣殘?zhí)悸什町愝^大，在統(tǒng)計時間內(nèi)Sn=2.1時，灰渣殘?zhí)悸示禐?3.18%，Sn=1.0時，灰渣殘?zhí)悸示禐?.36%，差值為10.82%，極差差值和標(biāo)準(zhǔn)偏差差值分別為20.12%、5.68%。因此，燃燒器旋流強度對鍋爐灰渣殘?zhí)悸视绊戄^大為要因。

（3）煤粉含灰量不穩(wěn)定

QC小組成員以煤質(zhì)中關(guān)鍵指標(biāo)之一原煤收到基灰分含量為檢驗指標(biāo)，統(tǒng)計時間內(nèi)灰渣殘?zhí)悸屎驮菏盏交曳趾?，利用散點圖分析得出，散布圖擬合直線R2=0.9 926>0.99，擬合度較好，據(jù)相關(guān)系數(shù)審定表可知，r=0.9 962≥r（19）=0.4 555，呈強正相關(guān)，煤粉含灰量對灰渣殘?zhí)悸视绊懗潭容^大為要因，原煤收到基灰分含量與灰渣殘?zhí)悸实纳⒉既鐖D6所示。

圖6 原煤收到基灰分含量與灰渣殘?zhí)悸实纳⒉?/span>

制定并實施對策

針對預(yù)燃室和爐膛結(jié)焦及受熱面積灰、燃燒器旋流強度大小不匹配、入煤含灰量不穩(wěn)定確認的3個要因，QC小組討論并制定了對策，在煤粉爐燃燒運行過程中措施落實到位。制定對策清單見表2，實施的3項改進措施如圖7所示。

表2 制定對策清單

圖7 實施的3項改進措施

（1）通過前置預(yù)燃室整體，并在預(yù)燃室內(nèi)部設(shè)置噴吹管，在鍋爐上安裝激波吹灰器，定期清理預(yù)燃室、鍋爐受熱面上的積灰。

（2）通過冷態(tài)下煙花試驗和熱態(tài)驗證，確定適合燃燒器的旋流強度；優(yōu)化改造燃燒器中導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)，使得進入風(fēng)箱的空氣均勻分布。

（3）加強制粉站來煤質(zhì)量的化驗監(jiān)測，停止輸送不符合入煤質(zhì)量要求煤粉，供應(yīng)；增加化驗頻次，多部位采樣，保證化驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過實施降低了灰渣殘?zhí)悸剩瓿纱胧┠繕?biāo)。

效果檢驗與鞏固措施

對策實施后，煤粉爐灰渣殘?zhí)悸氏啾葘Σ邔嵤┣?，各類?shù)據(jù)得到了有效降低。實施改造措施后#1～4爐灰渣殘?zhí)悸示禐?.051%，比目標(biāo)值縮減了12%，超額完成了預(yù)期目標(biāo)，活動前后煤粉爐各爐灰渣殘?zhí)悸示祵Ρ确治鋈鐖D8所示。

圖8 活動前后煤粉爐各爐灰渣殘?zhí)悸示祵Ρ确治?/span>

鍋爐運行過程中的燃燒效率由76%提高到86%，1臺20 t/h鍋爐每采暖季煤粉用量約為9 500 t，對策實施后可節(jié)約煤粉190 t，按當(dāng)年煤粉采購市場價1 200元/t計算，可節(jié)約成本22.8萬元，4臺鍋爐可節(jié)約成本91.2萬元，通過提高鍋爐能效，節(jié)約燃料成本，提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

QC活動達到了預(yù)期效果，為進一步鞏固所取得的成果，采取以下4項措施。

（1）加強現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控，對于重要工序?qū)嵤┦孪茸龊妙A(yù)控措施。

（2）強化技術(shù)交底，加強班組員工的責(zé)任意識和質(zhì)量意識。

（3）推廣本次活動成果，形成了作業(yè)指導(dǎo)書，確保成果的延續(xù)性。

（4）鞏固煤粉爐灰渣殘?zhí)悸实母倪M成果，鞏固期20 t/h灰渣殘?zhí)悸蕿?1爐為6.89%、#2爐為8.21%、#3爐為5.74%、#4爐為6.21%，對策實施后，鞏固期各爐灰渣殘?zhí)悸示^目標(biāo)值，QC活動效果顯著。

結(jié) 語

QC小組針對補連塔煤礦煤粉鍋爐灰渣殘?zhí)悸矢叩膯栴}，確認預(yù)燃室結(jié)焦積灰、燃燒器旋流強度不匹配及煤粉含灰量不穩(wěn)定為主要影響因素。通過前置預(yù)燃室并安裝激波吹灰器、優(yōu)化燃燒器導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)、強化制粉站煤質(zhì)監(jiān)測等措施，使20 t/h鍋爐灰渣殘?zhí)悸蕪?6.27%降至7.051%，燃燒效率由76%提升至86%，單臺鍋爐每采暖季節(jié)約煤粉190 t，4臺合計年節(jié)約燃料成本91.2萬元，驗證了QC小組的方法在工業(yè)鍋爐能效提升中的有效性與經(jīng)濟性。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

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