火电厂锅炉低氮燃烧改造与运行优化调整分析

火电厂锅炉低氮燃烧改造与运行优化调整分析

王方，冯向远，黄文，方翔，张恒科

华能洛阳热电有限责任公司   河南省洛阳市   471000

摘要：在火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整中，是在火电厂锅炉低氮燃烧时排放的大气污染，该气体危害生态的健康。目前，国家对环保的要求逐渐加大，对火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整的发展迅速，为了能提高火电厂锅炉的效率，实现火电厂锅炉的运行优化调整，降低的排放量，使排放量达标。

关键词：火电厂锅炉；低氮燃烧；改造；运行优化调整

1低氮燃烧器改造方案

1.1燃烧器的选择

在低氮燃烧器改造方案中，选择适合的燃烧器是其中的关键。目前来看，国内应用较为广泛的燃烧器主要有两种，一种是水平浓淡燃烧器，另一种是垂直浓淡燃烧器。水平浓淡燃烧器主要是对水平方向的煤粉进行浓淡分离，主要以其射流偏向炉内中心位置、径直卷吸能力较强、“风包煤”效果显著等特点集中应用于炉内脱氮技术。垂直浓淡燃烧器主要是对垂直方向的煤粉进行浓淡分离，通过将其布置在燃烧组的垂直方向，可以达到燃烧区内煤粉宏观浓淡分离的效果。在选择燃烧器类型时，应充分考虑炉内煤粉浓淡分离的效果，控制好分离比例以及相关参数，保证炉内低氮燃烧彻底。

1.2主燃烧器改造

在主燃烧器改造当中，除了要确定主燃烧器标准高度，还要固定好四角风箱风道、挡板风箱位置，将弯头、喷口全部更换，保证每个构件均可以达到使用标准。在最最末层使用插入式等离子燃烧器，更改余下一次风燃烧器为浓淡燃烧器，根据实际改造方案做好浓淡燃烧器类型选择。结合以往的改造方案，高耐热性钢板使用效果较好，可以保持四层中间二次风喷口时刻保持封闭状态，之后将余下的二次风喷口更换，兼顾贴壁风喷口布设位置，保持水冷壁表面上含有充足的氧气，避免氧气过少无法满足标准，否则可能在围炉内出现温度超标、结渣、腐蚀等问题。此外，要将剩余二次风喷口进行整改，重点改变射流方向，重点控制一次、二次风射流方向喷口角度，保证前期缺氧燃料、后期供给氧之间混合足够充分。

1.3 OFA喷口及二次风的设计

OFA是锅炉燃烧系统中的一种喷口，因其结构简单而被广泛应用。在低氮燃烧技术改造过程中，应尤其注意在原有的锅炉燃烧系统对于OFA喷口的二次使用问题。在主燃烧器上层的OFA喷口结合反切作用，用以控制炉内的气流，减少炉内出烟口的温度偏差。若原OFA喷口的尺寸、设置风速及风量不符合低氮燃烧技术的改造方案，可利用耐热板进行封堵或重新改造。在燃烧器上端布置比例较大的二次风，可将炉内燃烧的空气进行分级燃烧，有效控制氮氧化物的生成，保证锅炉燃烧效率。另外，还应将燃尽区的位置与大小考虑到二次风设计中。

2低氮燃烧运行优化原理与要求

低氮燃烧优化调整需要在保证锅炉运行安全基础前提下展开设计，考虑各个优化方案使用中锅炉运行经济性，综合考量含氧量、各个风门、煤粉粗细等参数，优化调整低氮燃烧运行情况。如在一次风、二次风、周界风调整当中，要根据实际情况进行二次风门开度调整，保持内部的低氧燃烧。理论上，燃尽风越强、含氧量越低、生成量越少。而减少生成量可以减少对自然环境的负面影响。但在实际运行中二次风开度不能过大。要结合具体排放量、火电厂锅炉运行效率、调节优化综合难度等多个方面进行分析。不同火电厂的锅炉燃烧技术指标不同，低氮燃烧系统优化调整必须要结合实际情况，深入考察锅炉内部结构构造，计算锅炉燃烧的实际效率信息，对燃烧设备进行优化改造，这样才能够提高炉内的燃烧率。科学定制合理的优化方案，以保证锅里燃烧稳定性为核心，对炉内燃烧情况进行优化，全方位考量燃烧料、制粉系统对燃烧率造成的影响。

3火电厂低氮燃烧运行优化方案分析

3.1一次风、二次风、周界风优化调整

在进行主燃烧区调整当中，要特别关注低氧燃烧的实际需求，做好二次风门实际开度控制，把控好燃尽风量、控氧量之间的关系，根据锅炉机组内部的实际运行状况，对锅炉优化参数进行调整，对比采用多种配风方案，采取多元化的锅炉运行模式，尽可能减少实际排放量，控制锅炉生产带来的污染问题，提高火电厂生产的环境效益。对于二次风开度控制来说，通常最上层二次风开度要控制在35%以内，每层周界风开度要在15%～20%范围内，最下层二次风开度不得低于70%，如果最下层二次风开度不足70%，则在煤粉燃烧过程中容易出现缺氧问题，快速增加烟气的生成量。考虑到二次风组合模式、排放量、锅炉汽体温度等存在着相互影响作用，因此在进行优化调整过程中，要根据这些数据参数综合进行调整。特别要关注制粉系统工作模式、锅炉负载情况、锅炉工作情况等，综合分析锅炉低氮燃烧实际效益，从中找出现存问题，针对性对存在问题的参数展开调整。

3.2燃烧器摆角与燃尽风的优化调整

火电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整，其中摆角和燃尽风的调整，燃尽风的摆角在上下摆动的过程中，会影响火电厂锅炉内的气温和飞灰值，在上下摆动过程中，如果摆角向下倾斜时，会使

的生成量和排放量显著上升。在对火电厂锅炉低氮燃烧和运行优化的整个过程中，要着重对火电厂锅炉的运行效率和排放量进行分析。如果要对摆角的运行进行优化调整，可使摆角稍微向上倾斜，向上倾斜能够使火电厂锅炉的气温运行不会出现偏差，增加摆角运行的效率。在燃尽的优化调整中，在保证火电厂锅炉总的风量不变的情况下，若负电荷提升，要开大燃尽风的挡板，能减少的排放量和飞灰值，能降低氧量，使锅炉上部分的燃烧加强，进而提高火电厂锅炉低氮燃烧运行的优化调整。

3.3炉内含氧量的优化调整

为降低炉内氧气的增加而增加氮氧化物的排放量，可以通过控制炉内含氧量来降低氮氧化物的生成量，正常情况下，炉内含氧量越低，氮氧化物排放量也就越少，但经试验后发现，炉内含氧量过低会造成飞灰可燃物增高，燃尽废物中的含碳量过高等状况的发生，所以经过长时间的实践总结出，最好将炉内氧量控制在低于3.5%高于2.5%，在降低火电厂氮氧化物排放量的同时确保锅炉燃烧的工作效率。

3.4锅炉煤粉细度调节

除了以上方法，还可以通过煤粉细度调节降低生成量。部分锅炉由于在更换了低氮燃烧器之后，由于炉膛低氧燃烧以及运行调整参数不精准，会出现飞灰含碳值异常上升。产生低氮燃烧改造锅炉效率与排放量控制相矛盾的情况，而通过对煤粉细度进行调节，将煤粉细度均值下调40%～50%，之后借助工况优化调整燃烧值，可以下降火焰中心，有效控制飞灰值，同时降低生成量。这是由于降低煤粉细度，能够加强在分级燃烧度，提升焦炭中氮的释放速率，加强还原能力。据调查显示，煤粉细度下降会导致煤粉系统电耗增加大约0.02%左右，但考虑到燃烧效率提升，所以锅炉整体运行效率更高一些。

结语：

综上所述，为了提高火电厂锅炉厂的锅炉运行效率，进一步实现低氮燃烧，有必要对火电厂锅炉低氮燃烧改造进行研究，对火电厂锅炉进行优化调整，并找出有效的运行方式，提高火电厂锅炉的效率。实现火电厂锅炉的运行优化调整，降低的排放量，使排放量达标是实现火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整的重中之重。它可以降低机组供电煤耗，降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用。

参考文献:

[1]唐利兴.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析[J].机械管理开发，2018(01):63-64.

[2]袁宏伟,陈启召.660MW发电机组对冲燃煤锅炉低氮燃烧改造及运行优化试验[J].广东电力,2016,29(11):26-30.