火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化

刘博宇 岑强 王宇欣 杨蓉

摘 要：近年来，随着社会的发展，我国的火电厂建设的发展也有了很大的创新。国家一直很重视火电厂大气污染物排放情况，出台了各类法律法规和防治政策。火电厂运营发展过程中，除了考虑经济效益之外，还要兼顾环境问题，思考如何减少大气污染物排放量，并提出有效的实施方法。事实上，火电厂锅炉改造能够有效控制NOx排放量，减少环境及空气污染，实现环境保护效益及目标。

关键词：火电厂;锅炉低氮燃烧改造;运行优化

1 低氮燃烧技术情况

降低NOx排放，能够对大气污染进行有效控制。该过程中，以低氮燃烧技术为主，烟气脱硝技术为辅。其中，低氮燃烧技术与NOx生成机理存在关联性，主要构成元素有低氧燃烧、烟气再循环等。通过在纵向位置设置燃烧器，促进氧化还原、主还原、燃尽区三个板块的形成。该过程中，还能够依据各锅炉情况，在合适的位置归放燃烧器，便于锅炉内部有机染料和配风低温、低氧燃烧，并实现分区和分级，从而对NOx排放量进行有效控制，达到良好的清洁燃烧效果。

2 火电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整

在保证锅炉运行安全性的条件下在火电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整方面，要提高火电厂锅炉的运行经济性，通过运行的氧量、各个风门、煤粉的粗细度等方面，对火电厂进行低氮燃烧运行的优化调整。火电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整，其中一次风二次风以及周界风的调整，可以通过调节二次风门的开度情况，保持低氧燃烧。其中燃尽风越强，氧的含量越低，NOx也会变低。NOx的生成量越低，越能减少对大气生态环境造成的污染。但是，存在的问题是，在运行的各个过程中二次风的开度不能过大。需要综合考虑NOx的排放量和火电厂锅炉的效率，调整的难易程度等综合因素。需要注意的是在中间层的二次风的开度必须低于百分之七十，上层的二次风的开度要根据燃烧器的温度和飞灰中碳的含量等因素进行合适的调整，要求是二度风的开度最高只能达到百分之三十五。

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NOx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NOx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NOx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。火电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整中，还要加强锅炉氧量的调整、锅炉中煤粉细度的调整、低氮燃烧器运行的调整。进一步地提高火电厂锅炉运行的效率和实现低氮燃烧的运行优化。

3 火电厂锅炉低氮燃烧改造

3.1优选燃烧器

依据实际要求，制定科学的低氮燃烧器改造方案，以此为参照，对燃烧器进行优选。水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃烧器在国内应用普遍。前者主要作用是分离水平方向煤粉，使其浓淡分开，在炉内脱硫工作中应用普遍，射流偏向炉内中心位置，具备很强的径直卷吸能力和风包煤效果。垂直浓淡燃烧器与其原理相同，使用过程恰相反，着重负责垂直方向煤粉分离工作，实施效果非常好。燃烧器类型选择切忌盲目，除了把炉内浓淡煤粉隔开之外，还要全面掌握分离比例、各类参数情况等，严禁炉内有低氮残留。

3.2火电厂低氮燃烧运行优化

将传统燃烧器全面更换为低氮燃烧器后，需要进行相应的优化工作，以达到全面保证锅炉的正常运作的同时提高其电能产出率，扩大火电厂经济效益，减小汽温和两侧烟温的差距。目前我国所常用到的火电厂低氮燃烧运行优化措施大致分为调整摆角和燃尽风;调整一次风、二次风、周界风;调整炉膛氧量;调整煤粉细度等几个措施。调整摆角和燃尽风指在汽温较高的情况下，适当的降低燃烧器摆角并且优化燃尽风，可以有效降低含氧量，适当上部燃烧率升高，明显提高其低氮燃烧效率。调整一次风、二次风、周界风指通过实现二次风组合适当将主燃烧区实现低氧燃烧，结合相应的参数进行实际调整，通过实际的低氮燃烧情况进行更加适合的调整二次风工作。调整炉膛氧量指将炉膛中的含氧量控制在2.5%-3.5%之间，可以明显达到降低NOx排放量的作用，还可以保证锅炉长期维持一个良好的工作效率状况。调整煤粉细度则是对分离器挡板进行适当调整，使得其变小，降低煤粉细度，最终使得煤粉燃烧更加充分，可以有效防止由于低氧环境而导致温度超标使得受热面超温的情况发生，可以提高其锅炉运作的安全稳定性。

3.3改造主燃烧器

改造主燃烧器时，不仅要对主燃烧器标准高度进行确定，还要对四角风箱风道、挡板风箱位置等进行科学固定，更换全部喷口、弯头等，确保各构件均达标。最末层以轴向插入式等离子燃烧器形式存在，还要对余下一次风燃烧器进行更改，使其转换为浓淡燃烧器，上浓下淡或者下浓上淡。该背景下，高耐热性钢板应用效果好，使四层中间二次风喷口保持封闭状态，同时更换余下的二次风喷口，还要兼顾贴壁风喷口布置，确保水冷壁表层有足够的氧气，避免因氧气量不达标，出现围炉内温度过高、结渣，发生腐蚀。除此之外，还需要更改其余二次风喷口，使射流方向发生改变，对一次风射流方向和其他二次风喷口角度进行重点控制，使前期缺氧燃料和后期供给氧得到充分混合。

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，对火电廠锅炉进行优化调整，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NOx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。火电厂锅炉的燃烧调整、优化运行是节能降耗、提高能源利用率的有效措施。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]刘朝伦.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化研究[J].科学与财富，2015，7（Z2）：742.