火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化

劉博宇 岑強 王宇欣 楊蓉

摘 要：近年來，隨著社會的發(fā)展，我國的火電廠建設的發(fā)展也有了很大的創(chuàng)新。國家一直很重視火電廠大氣污染物排放情況，出臺了各類法律法規(guī)和防治政策?；痣姀S運營發(fā)展過程中，除了考慮經(jīng)濟效益之外，還要兼顧環(huán)境問題，思考如何減少大氣污染物排放量，并提出有效的實施方法。事實上，火電廠鍋爐改造能夠有效控制NOx排放量，減少環(huán)境及空氣污染，實現(xiàn)環(huán)境保護效益及目標。

關鍵詞：火電廠;鍋爐低氮燃燒改造;運行優(yōu)化

1 低氮燃燒技術情況

降低NOx排放，能夠對大氣污染進行有效控制。該過程中，以低氮燃燒技術為主，煙氣脫硝技術為輔。其中，低氮燃燒技術與NOx生成機理存在關聯(lián)性，主要構成元素有低氧燃燒、煙氣再循環(huán)等。通過在縱向位置設置燃燒器，促進氧化還原、主還原、燃盡區(qū)三個板塊的形成。該過程中，還能夠依據(jù)各鍋爐情況，在合適的位置歸放燃燒器，便于鍋爐內(nèi)部有機染料和配風低溫、低氧燃燒，并實現(xiàn)分區(qū)和分級，從而對NOx排放量進行有效控制，達到良好的清潔燃燒效果。

2 火電廠鍋爐低氮燃燒運行優(yōu)化調(diào)整

在保證鍋爐運行安全性的條件下在火電廠鍋爐低氮燃燒運行優(yōu)化調(diào)整方面，要提高火電廠鍋爐的運行經(jīng)濟性，通過運行的氧量、各個風門、煤粉的粗細度等方面，對火電廠進行低氮燃燒運行的優(yōu)化調(diào)整?；痣姀S鍋爐低氮燃燒運行優(yōu)化調(diào)整，其中一次風二次風以及周界風的調(diào)整，可以通過調(diào)節(jié)二次風門的開度情況，保持低氧燃燒。其中燃盡風越強，氧的含量越低，NOx也會變低。NOx的生成量越低，越能減少對大氣生態(tài)環(huán)境造成的污染。但是，存在的問題是，在運行的各個過程中二次風的開度不能過大。需要綜合考慮NOx的排放量和火電廠鍋爐的效率，調(diào)整的難易程度等綜合因素。需要注意的是在中間層的二次風的開度必須低于百分之七十，上層的二次風的開度要根據(jù)燃燒器的溫度和飛灰中碳的含量等因素進行合適的調(diào)整，要求是二度風的開度最高只能達到百分之三十五。

火電廠鍋爐低氮燃燒運行優(yōu)化調(diào)整，其中擺角和燃盡風的調(diào)整，燃盡風的擺角在上下擺動的過程中，會影響火電廠鍋爐內(nèi)的氣溫和飛灰值，在上下擺動過程中，如果擺角向下傾斜時，會使NOx的生成量和排放量顯著上升。在對火電廠鍋爐低氮燃燒和運行優(yōu)化的整個過程中，要著重對火電廠鍋爐的運行效率和NOx排放量進行分析。如果要對擺角的運行進行優(yōu)化調(diào)整，可使擺角稍微向上傾斜，向上傾斜能夠使火電廠鍋爐的氣溫運行不會出現(xiàn)偏差，增加擺角運行的效率。在燃盡的優(yōu)化調(diào)整中，在保證火電廠鍋爐總的風量不變的情況下，若負電荷提升，要開大燃盡風的擋板，能減少NOx的排放量和飛灰值，能降低氧量，使鍋爐上部分的燃燒加強，進而提高火電廠鍋爐低氮燃燒運行的優(yōu)化調(diào)整。火電廠鍋爐低氮燃燒運行優(yōu)化調(diào)整中，還要加強鍋爐氧量的調(diào)整、鍋爐中煤粉細度的調(diào)整、低氮燃燒器運行的調(diào)整。進一步地提高火電廠鍋爐運行的效率和實現(xiàn)低氮燃燒的運行優(yōu)化。

3 火電廠鍋爐低氮燃燒改造

3.1優(yōu)選燃燒器

依據(jù)實際要求，制定科學的低氮燃燒器改造方案，以此為參照，對燃燒器進行優(yōu)選。水平濃淡燃燒器和垂直濃淡燃燒器在國內(nèi)應用普遍。前者主要作用是分離水平方向煤粉，使其濃淡分開，在爐內(nèi)脫硫工作中應用普遍，射流偏向爐內(nèi)中心位置，具備很強的徑直卷吸能力和風包煤效果。垂直濃淡燃燒器與其原理相同，使用過程恰相反，著重負責垂直方向煤粉分離工作，實施效果非常好。燃燒器類型選擇切忌盲目，除了把爐內(nèi)濃淡煤粉隔開之外，還要全面掌握分離比例、各類參數(shù)情況等，嚴禁爐內(nèi)有低氮殘留。

3.2火電廠低氮燃燒運行優(yōu)化

將傳統(tǒng)燃燒器全面更換為低氮燃燒器后，需要進行相應的優(yōu)化工作，以達到全面保證鍋爐的正常運作的同時提高其電能產(chǎn)出率，擴大火電廠經(jīng)濟效益，減小汽溫和兩側煙溫的差距。目前我國所常用到的火電廠低氮燃燒運行優(yōu)化措施大致分為調(diào)整擺角和燃盡風;調(diào)整一次風、二次風、周界風;調(diào)整爐膛氧量;調(diào)整煤粉細度等幾個措施。調(diào)整擺角和燃盡風指在汽溫較高的情況下，適當?shù)慕档腿紵鲾[角并且優(yōu)化燃盡風，可以有效降低含氧量，適當上部燃燒率升高，明顯提高其低氮燃燒效率。調(diào)整一次風、二次風、周界風指通過實現(xiàn)二次風組合適當將主燃燒區(qū)實現(xiàn)低氧燃燒，結合相應的參數(shù)進行實際調(diào)整，通過實際的低氮燃燒情況進行更加適合的調(diào)整二次風工作。調(diào)整爐膛氧量指將爐膛中的含氧量控制在2.5%-3.5%之間，可以明顯達到降低NOx排放量的作用，還可以保證鍋爐長期維持一個良好的工作效率狀況。調(diào)整煤粉細度則是對分離器擋板進行適當調(diào)整，使得其變小，降低煤粉細度，最終使得煤粉燃燒更加充分，可以有效防止由于低氧環(huán)境而導致溫度超標使得受熱面超溫的情況發(fā)生，可以提高其鍋爐運作的安全穩(wěn)定性。

3.3改造主燃燒器

改造主燃燒器時，不僅要對主燃燒器標準高度進行確定，還要對四角風箱風道、擋板風箱位置等進行科學固定，更換全部噴口、彎頭等，確保各構件均達標。最末層以軸向插入式等離子燃燒器形式存在，還要對余下一次風燃燒器進行更改，使其轉換為濃淡燃燒器，上濃下淡或者下濃上淡。該背景下，高耐熱性鋼板應用效果好，使四層中間二次風噴口保持封閉狀態(tài)，同時更換余下的二次風噴口，還要兼顧貼壁風噴口布置，確保水冷壁表層有足夠的氧氣，避免因氧氣量不達標，出現(xiàn)圍爐內(nèi)溫度過高、結渣，發(fā)生腐蝕。除此之外，還需要更改其余二次風噴口，使射流方向發(fā)生改變，對一次風射流方向和其他二次風噴口角度進行重點控制，使前期缺氧燃料和后期供給氧得到充分混合。

結語

綜上所述，為了提高火電廠鍋爐廠的鍋爐運行效率，進一步實現(xiàn)低氮燃燒，有必要對火電廠鍋爐低氮燃燒改造進行研究，對火電廠鍋爐進行優(yōu)化調(diào)整，并找出有效的運行方式，提高火電廠鍋爐的效率。實現(xiàn)火電廠鍋爐的運行優(yōu)化調(diào)整，降低NOx的排放量，使排放量達標是實現(xiàn)火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化調(diào)整的重中之重?；痣姀S鍋爐的燃燒調(diào)整、優(yōu)化運行是節(jié)能降耗、提高能源利用率的有效措施。它可以降低機組供電煤耗，降低發(fā)電成本，對電力企業(yè)參與電力市場競爭具有十分重要的作用。

參考文獻

[1]劉朝倫.火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化研究[J].科學與財富，2015，7（Z2）：742.