制粉系统进行乏气改造前后方式变化分析

2014-10-31

中国新技术新产品 2014年18期

关键词：风箱制粉磨煤机

（国华北京热电分公司，北京 100025）

制粉系统进行乏气改造前后方式变化分析

朱霏

（国华北京热电分公司，北京 100025）

本文介绍了国华北京热电分公司为了降低锅炉NOX排放进行锅炉乏气改造前后方式的变化及运行方式的改变，制粉系统操作方式的改变，参数控制的调整。

乏气改造；磨煤机；排粉机；NOX

一、锅炉原布置方式介绍

国华北京热电分公司4台锅炉均为哈尔滨锅炉有限责任公司生产。锅炉型号HG—410/9.8—YM15。额定蒸发量410h/ t。额定主汽温度540℃，额定主蒸汽压力9.8MPa。原设计方式中锅炉为热风送粉进入炉膛燃烧的方式。锅炉一次风进风热风温度315℃。锅炉一次风进风冷风温度为环境温度。锅炉一次风温度180℃。锅炉二次风温度315℃。锅炉排烟温度为135℃。

各炉配备有两套中间储仓式钢球滚桶磨煤机的制粉系统，两套制粉系统共用一个粉仓。各炉粉仓之间及#1、2和#3、4炉之间可通过齿索输粉机送粉。煤粉仓容积310 m³储存量216t储存4.37小时。磨煤机型号MG350.600—I，出力45t/h左右（运行经验），排粉机为离心式，型号M5—29—11NO20D。锅炉为四角喷燃布置，热风送粉。锅炉原配风方式布置为：下二次风、下一次风、中二次风、上一次风、上二次风和两层三次风、一次燃尽风，上燃尽风（二次风）和下燃尽风（二次风）。一次风由高温空气预热器出来的热风及送风机出口来的冷风进行温度调节。二次风取自高温空预器出口。每台制粉系统四根三次风管。四角二次风大挡板投入自动，用于控制一次风压。两侧一次热风由热风环行风道各侧引出，两侧一次冷风分别由两送风机出口引出。

锅炉原方式为制粉系统为中储式温风送粉系统，在采用空气分级燃烧技术降低氮氧化物排放时，由于三次风中携带大量超细煤粉进入炉膛燃烧，三次风气流携带煤粉浓度较低，使得该部分煤粉燃烧过程处于富氧环境下，其燃烧过程中生成大量的NOx，导致最终总的NOx排放较高。磨煤机投运个数越多，三次风量就越大，NOx生成量就越高。另外，当锅炉负荷降低时，为保证磨煤机运行经济性，磨煤机通风量仍保持在最佳制粉电耗工况，导致三次风量也没有随锅炉负荷同比例降低，主燃烧区域的空气系数无法控制在理论最佳值，此时NOx排放浓度会远高于设计工况，制约了燃烧过程进一步控制NOx排放。

二、锅炉乏气改造方式介绍

现在我公司将中储式热风送粉系统改造为乏气送粉方式，将由排粉风机出来的乏气全部送入一次风管道，直接采用乏气作为送粉介质输送煤粉，可以避免乏气直接送入炉膛造成的局部富氧气氛，有效抑制了乏气所带煤粉燃烧过程的NOx生成量，从而使得炉内的燃烧氮氧化物产生得到大大降低。改为乏气送粉后一次风温度也有原来的180度左右降低到110度左右。进一步降低了NOX的生成。

原主燃烧器、再燃风组件和SOFA风组件都不做改动；拆除现有两层三次风组件前的管道，将燃烧器三次风入口封堵；原三次风冷却风保留，并保持常开；作为二次风使用。更换排粉机出口排粉风箱，每个风箱接出6根乏气管道和一根再循环管道，两个排粉风箱接出共12跟乏气管道分别连接至风粉混合器前原一次风管道，乏气管道上设防磨可调缩孔和乏气关断门；风粉混合器及其后一次风管道不作改动，原风粉混合器前的一次风管道拆除，一次风箱拆除；自一次风总风管道引热风到排粉风机入口风道，并在此热风管上开掺冷风风道，冷风直接从环境空气抽取，在冷、热风道上分别设旁路热风调节门和旁路冷风调节门，冷、热风混合后的风道上设旁路调节门，同时在该热风道混入前的排粉风机入口风道上增设制粉系统防磨调节门。

当排粉风机停运时，相对应的一次风喷口需停运，为保证一台排粉风机运行时锅炉燃烧的稳定性，在中二次风喷口中对角安装2支燃气枪，起到低负荷稳燃作用。

当磨煤机投运时，自空预器出口热风总管来的热风，一部分进入四角二次风箱，供二次风、一次风周界风、再燃风周界风及燃尽风取风；一部分进入磨煤机，携带煤粉经粗粉分离器和细粉分离器后，煤粉进入煤粉仓，乏气自细粉分离器进入排粉风机，由排粉风箱分配到一次风管（每个排粉风箱对应6根一次风管）和再循环风管，排粉风机出来的乏气由一次风管经风粉混合器与煤粉混合后，将煤粉经燃烧器喷口送入炉膛。

当磨煤机停运时，自空预器出口热风总管来的热风，一部分进入四角二次风箱，供二次风、一次风周界风、再燃风周界风及燃尽风取风；一部分掺冷风后直接进入排粉风机到12根一次风管，由排粉风箱分配到一次风管（每个排粉风箱对应6根一次风管），排粉风机出来的温风由一次风管经风粉混合器与煤粉混合后，将煤粉经燃烧器喷口送入炉膛。

三、锅炉乏气改造后制粉系统的操作调整

因为乏气改造后排粉机充当了一次风机的作用，因此锅炉粉仓粉位高需停止制粉时，只需将磨煤机、给煤机停止运行。排粉机要继续保持运行维持一次风压。这时排粉机入口风要倒至旁路运行，为了控制一次风温度，就要用引自室外的冷风来调节一次风温度，这时就会有额外的空气进入炉膛增加炉内的氧量。从而使锅炉NOX排放量增大。在低负荷时尤为突出，因为低负荷时锅炉送风量已很难再降低，锅炉内富氧程度大大提高。高负荷时可以通过降低锅炉送风量来控制锅炉内的氧量，保持NOX的排放维持较低的水平。

当磨煤机运行时，排粉机旁路风系统解列，制粉系统内的送风来自锅炉的高低温空气预热器。这时进入锅炉的空气都是来自送风机和少量的锅炉系统漏风。因此磨煤机启动后进入锅炉内的风量会比停止时减少很多。低负荷时，锅炉NOX排放明显降低很多。高负荷时为了维持锅炉燃烧，要适当增加锅炉送风量。

因为排粉机带一次风运行，排粉机的主要功能要维持一次风压，因此制粉出力要服从于一次风压的控制。乏气改造后由于系统阻力的改变，制粉系统已不能保持在最大出力工况下运行，因此降低NOX的排放牺牲了一部分经济型。排粉机也不能在制粉停止时在停止，也进一步增加了厂用电耗。

制粉系统进行乏气改造后，乏气由原来直接送入锅炉燃烧变为分配给各个一次粉嘴，磨煤机启动前后，炉膛内的火焰中心不会改变，因此磨煤机启动前后对锅炉的燃烧工况影响相对未改造前要小的多。锅炉参数控制要容易一些。但磨煤机的启停要复杂了。因为磨煤机启停过程中要保证一次风压不变，同时还要有旁路风和制粉系统内部风的切换过程。