电厂锅炉低氮燃烧改造现状及运行优化途径探讨

王树俅

国家能源集团菏泽发电有限公司 山东 菏泽 274000

引言

在新时期环境下，随着我国对环境保护力度的不断加强，针对火力发电厂运行过程中的排放浓度以及排放总量标准进行有效规定，而新的排污收费制度的实施大大增加了企业的运行成本，对此，发电厂要对相关技术进行创新，针对有关设备改造现状进行深入的研究，从而为发电厂健康稳定运行提供保障。

1 电厂锅炉低氮燃烧设备改造现状分析

1.1 电厂锅炉低氮燃烧设备应用安全经济现状分析

某发电公司#3炉型号为MBEL—1025/17.3—541/541，在实际应用过程中主要以“W”火焰为燃烧方式，其中制粉系统为双进双出钢球磨正压直吹式，其中每台炉配置3台磨煤机，燃烧器型式主要为单旋风筒狭缝式燃烧器，#3炉采用“W”火焰锅炉低NOx燃烧技术进行低氮燃烧改造后，炉膛温度偏高，尤其高负荷存在明显的结焦现象，还使排烟温度升高，厂用电耗增大，锅炉的整体热效率下降。而且大量掉焦引起炉膛负压波动并且几次因严重掉焦造成燃烧失稳，除渣系统卡死停运，严重危害锅炉安全经济运行。

1.2 电厂锅炉低氮燃烧设备改造后结焦现状分析

电厂锅炉低氮燃烧设备在王树俅完成改造后容易出现炉掉焦现象，一般有±400Pa以内的负压波动，炉膛火焰电视变黑，火检大幅闪动。依照相关数据分析，公司#3炉因为落大焦致使炉膛负压波动超过±400Pa范围的就达17次，造成炉底除渣系统卡死、停运达6次，机组限负荷3次。依照实际来分析，后墙左侧上层看火孔已被焦块封实，后墙右侧上层看火孔部分被焦块堵住，而对其他看火孔观察时未见焦块。因此，需对#3炉低氮改造后结焦严重进行分析研究，并针对#3炉运行调整提出具体方案，有效地控制锅炉受热面结焦问题的发生，不断提高机组运行经济性和环保指标水平。

2 电厂锅炉低氮燃烧设备运行优化技术方案分析

2.1 有效调整各项技术参数

第一，积极调整燃烧器后二次风喷口角度，使乏气喷口下移并偏向炉膛中心，并且要打通乏气喷口周围的冷却风通道，开大拱上二次风门80%，关小拱下三次风门50%，以降低炉膛火焰中心高度，增加水冷壁有效吸热面积，降低主燃烧区温度。同时，要提高拱上主气风速，在旋风子上部乏气竖直段加装一12mm厚截流挡板，保留60%的通流面积，适当开大燃烧器乏气可调缩孔30%，提高燃烧器煤粉浓淡分离的程度，维持合适的风粉比。第二，将分级风导流板角度适当调大，在拱上下行气流的压制作用下贴向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一层空气膜，减小分级风风门，则防焦风风量将增大，有效防止炉膛结焦。

2.2 加强对电厂锅炉低氮燃烧设备应用管理质量

在应用电厂锅炉低氮燃烧设备过程中，针对#3炉改造实际情况进行深入的分析，对此首先要对电厂锅炉低氮燃烧设备#3炉的炉膛漏风进行全面查找，一旦发现有漏风情况，要及时封堵炉膛漏风，并积极增加火焰的充满度和搅拌混合情，从而防止火焰中心升高或偏斜。其次，加大对入厂煤、入炉煤质的监督，对燃煤进行合理掺配，确保入炉煤质符合设计煤种。同时，要严格空预器、受热面定期吹灰工作，尤其是重点区域要增加吹灰次数，对有故障的吹灰器及时联系检修处理，确保清洁和传热效果。最后，加强巡回检查，就地检查活动磨煤机回粉阀，并炉底渣样、燃烧器着火情况和除渣系统运行状况及时掌握。同时，当煤质有波动时，要根据实际情况进行调整，合理配风，保证空气和燃料的良好混合，避免形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦。

3 电厂锅炉低氮燃烧运行优化途径

3.1 有效调整参数，避免出现锅炉结焦现象

依照实际情况来分析，电厂锅炉低氮燃烧过程中的结焦部位主要集中在卫燃带上，基于看火孔挂焦和侧墙壁面处CO浓度来分析，结焦部位主要集中在后墙区域，在燃烧器喷口周围没有焦块，对此要去除翼墙上靠近侧墙和垂直墙部分的卫燃带，以适当降低炉膛温度，防止锅炉结焦。其次，电厂锅炉低氮燃烧设备#3炉在实际应用过程中，SOFA燃尽风摆角要进行合理化调整，确保炉底注入风门在30%以内，避免炉底热风干扰主燃烧组织，从而有效解决锅炉结焦问题。最后，利用停炉机会对燃烧器后二次风喷口角度进行调整，使乏气喷口下移，减轻刷墙现象，同时打通乏气喷口周围的冷却风通道，减轻挂焦现象。

3.2 优化内部运行方式，提升设备应用质量和效率

首先，将分级风导流板角度适当调大，在拱上下行气流的压制作用下贴向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一层空气膜，因而冷灰斗不易结渣。减小分级风风门，则防焦风风量将增大，有效防止炉膛结焦。其次，合理控制锅炉氧量水平，调节二次风量，调节炉底注入风，使其提供充足的氧量保证煤粉的充分燃烧，同时要严禁缺氧燃烧，避免局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛，导致结焦。同时，要调节一次风，使火焰长度合适；调节三次风，开度调整范围在15%-35%间，使火焰不贴壁，有效调整锅炉燃烧，适当提高磨煤机料位，以保持较低的一次风压，维持合适的风煤比，通过调整磨煤机给煤量和分离器转速等手段，控制磨煤机出口温度，维持两端出口温度基本一致。由于#3炉A磨煤机粉管风速偏低，但A磨出力不低，造成风煤比低，因此减少A磨出力，同时增加A磨燃烧器后墙二次风量。

结束语：综上所述，通过对电厂锅炉低氮燃烧设备#3炉低氮燃烧器改造后锅炉结焦运行情况的分析研究，找出了造成结焦的原因，并通过对锅炉配风优化、运行燃烧调整等一系列措施实施，基本消除了“W”火焰锅炉结焦问题，避免了锅炉结焦造成锅炉被迫停运除焦、锅炉限出力、炉底除渣系统被迫停运等现象，保证锅炉和除渣系统安全稳定运行，提高了锅炉运行的经济性和安全性。