锅炉排烟中CO的控制

摘要：随着社会的进步与发展，环保要求越来越高，为了满足环保的要求，我厂近几年将四台炉全部进行了脱销改造，最近#3炉D修中在脱销 画面中增加了锅炉排烟 中CO的参数监视.，加入该参数有何深意呢？如何利用此参数调整锅炉燃烧、NOX控制呢？

关键词：CO 锅炉燃烧 脱硝 锅炉热损失

0前言

时代在进步、社会在发展，新时代对环保越发重视，为了满足环保的要求，我厂近几年将四台炉全部进行了脱销改造，在脱销改造过程中，我厂在脱销画面中增加了锅炉排烟中CO的参数监视，我们根据CO这个参数可以做好锅炉燃烧调整，风煤配比，汽温调整等控制措施。

1 锅炉热损失

我们知道锅炉主要热损失有四种：排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失。为了减少锅炉的热损失，就要提高锅炉的燃烧率， 所谓提高燃烧效率，就是要适量的燃料与适量的空气组成最佳比例进行燃烧。在日常的燃烧调整中我们主要参照烟气中O2含量来控制燃烧率的，然而在实际运行过程中，单纯测量和控制了氧量并不能反映炉内煤粉和空气混合状况的好坏，即使测量到的氧量足够，若混合不好等原因，也会使不完全燃烧损失增大。

2 锅炉热损原因

原因有两个：1、烟道的截面积很大，烟气成分的分布是很不均匀的，通过氧化锆测量仪器测得的平均氧量不能反映出局部缺氧的情况。2、由于漏风的影响，氧量的测量精度较之CO的测量精度差很多，因此监测CO含量比监测氧量更加能够准确的反应炉膛的燃烧情况。通过对烟气中CO含量的连续在线监测，不仅能控制锅炉燃烧，提高燃烧效率，且能防止过量空气系数大于燃烧合理配比所要求的数值，从而降低SO2和NOx污染物排放量，从而节省大量的生产成本，带来可观的经济效益。

3 采用CO监测进行燃烧调整的优点

实践证明与O2监测相比采用CO监测进行燃烧调整有如下优点：

（1）烟气中CO浓度对总风量变化的反应十分灵敏，特别是在临界点附近，O2的微小变化就会导致CO浓度的急剧变化，而且CO浓度也能感受到燃烧系统配风工况的变化，因此，这是一种锅炉内任何局部缺氧状况的探测手段。

（2）CO含量与飞灰可燃物、排烟热损失及过量空气之间存在一定的关系。利用CO检测，可使燃煤锅炉在较低的、也是最佳的过量空气下运行，从而减少排烟热损失及送、风机耗电量，提高锅炉运行效率，而又不会因炉内局部缺风产生严重的炉内结渣或水冷壁管金属腐蚀。对降低NOX、SO3的形成与排放也十分有益。

（3）对于高硫煤，可减少过量空气，从而使SO2氧化成SO3的数量减少，进而减轻尾部受热面的酸腐蚀。在较低的火焰温度下，生成的NOX随着过量空气的减少而减少，这对环境保护是相当有利的。另外，采用CO检测，可以发现炉内局部缺风现象，进而寻找炉内风粉配合局部不均的根源，以获得更加均匀的燃烧工况。

4 CO的产生

初接触该参数，我们知道CO的产生是由于煤炭燃烧不完全所产生的，根据不完全燃烧的程度会产生不同量的CO，而燃燒程度则与氧量息息相关，我们从下图中粗略的看出关系，图中红色是CO含量，蓝色是脱销入口的O2含量，我们发现CO数值在飙升的恰是O2含量低的时候，而且CO数值变化比较大，从几十直接会升至一千多mg/m3。

通过几日的观察，发现：

当O2>2.0时，CO基本维持在30mg/m3以下

当O2处于1.5左右时，CO会维持在100mg/m3以下

当O2<1时便会瞬间彪至1000mg/m3以上

由此可见控制氧量对CO的控制是相当重要，其实这与我们专业规定的氧量控制： 290MW以上氧量不低于1.5%，280MW以下氧量不低于2.0%，280-290MW之间氧量1.5-2.0% 很吻合。

5 CO的控制

目前CO按不超过200mg/m3控制，那么有哪些方法去控制该参数呢？

1、增加氧量：为了控制NOx的生成，我们采用缺氧燃烧技术，导致煤粉不能充分燃烧，生成大量的CO。但是增加氧量要注意烟尘及NOx不要超排，同时增加氧量也会增加排烟损失，这应该是控制的主要措施，也是最有效的措施。

2、提高制粉系统出口温度提高磨煤机出口温度：有利于煤粉提前燃烧，加强燃烧，延长煤粉燃烧时间，有利于充分燃烧从而控制CO 。

3、降低火焰中心适当增加下层风门的开度：关小高位燃尽风风门的开度，降低上层给煤机的出力，使火焰中心稳定，有利于进入炉膛的煤粉及时燃烧，而且有效的降低了火焰中心，延长煤粉在炉内的燃烧时间，使其充分燃烧，弊端就是火焰中心降低，致使再热器温明显降低

4、适当降低制粉系统出口压力降低一次风压：煤粉细度较细，所需着火热进一步减少，利于着火。

5、减少炉膛出口烟温偏差：当负荷较高时氧量比较低，而此时如火焰中心偏斜，则会加剧氧量低的那一侧，此时就要通过调整火焰中心尽量做到两侧一致，从而减少CO含量，又不用增加风量，达到经济性的提高。关于这个调整方法，大家在平时的燃烧中主要是调整燃烬风的配比，其原理是我厂锅炉采用四角布置的切向摆动式燃烧器，在炉膛中心形成逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切圆，为了削弱炉膛出口烟气的旋转强度，减小四角燃烧引起的炉膛出口烟温偏差，燃尽风室被设计成反切，使其喷口出口中心线同主喷口中心线成18°的夹角，其目的是要形成一个反向动量矩，来平衡主燃烧器的旋转动量矩，从而达到减少炉膛出口烟温偏差的目的。

6、磨煤机组合方式：磨煤机运行情况对于CO 浓度的影响也较大，当ABC或BCD磨煤机运行时CO 的指标较容易控制，而当磨煤机有隔层运行情况时CO 浓度容易超标，因此建议尽量减少磨煤机隔层运行方式。在磨煤机隔层运行时尽量减少最上和最下层磨煤机的出力，让煤粉浓度尽量集中。尽量采用下层磨的运行方式，避免隔层运行，这样更有利于燃烧的充分进行，减少CO的产生。

7、适当调整高位燃烬风门的摆角：将锅炉底层的二次风门解除自动，保持在较大开度，例如AB 层、BC 层、CD层，一般开至60%以上，有时开至80%左右，同时限制上层二次风门开度，以维持二次风箱差压满足要求，此方法可在负荷平稳时有效控制CO 浓度，且对燃烧器摆角的高低没有限制，可以根据汽温调整的需要将燃烧器摆角摆到较高位置。

將高位燃烬风门的摆角开大会有效的降低炉膛火焰，延长燃烧时间，有利于充分燃烧。此种调整方法也有明显的缺点：（一）在负荷波动时，CO 还是会超限。（二）由于二次风门手动开大，为了保证二次风差压，就需要增大锅炉送风量，不利于锅炉烟气中NOx的控制。另外在吹灰时也偶会发生瞬时上涨的时候，但很快就下来了，影响不太大。

在燃烧过程中会一个参数的调整会影响到其他参数，调整的原则是在满足环保参数的同时尽量提高经济性。

下面是通过减少风量对经济性做了简单的比较：

从表中可以看出在满足CO排放要求时尽量降低风量，对风机的节能是比较可观的。

从我们目前的燃烧调整来看，大部分时间控制的氧量达到2.0以上，根据CO的数值变化情况，我们可以适当的下调。根据烟气中CO浓度与过量空气的关系，理想的运行点应位于CO浓度开始急剧增加处，或者稍稍前面一点，但是CO浓度对过量空气十分敏感，一直在变化当中。它与特定的炉设计也有关系，我们在利用CO监测进行锅炉优化调整的同时，仍应采用O2监测，以O2监测进行过量空气的粗调整，而以CO监测进行细微的燃烧调整。

6 总结

总之，我们在燃烧时利用CO和氧量，可以直观的判断配风的优劣并进行调整，通过细致的燃烧调整，使锅炉达到最佳状态，而且也能降低NOx的排放。

参考文献：

[1]朱同忠.脱销运行规程，2016.10

[2]王晓峰.东北电网消纳风电能力研究[D].华北电力大学（北京），2011

[3][80]电技字第26号 《电力工业技术管理法规》

作者简介：

赵兵，男，1969 年5月，江苏省淮安市华能淮阴电厂运行部全能主值。从事电厂集控运行30余年，具有较强的专业能力。机组运行过程中各调整手段灵活，手法细腻。全程参与了我厂三号机组首次启停调峰，多次主操了我厂30%，40%深度调峰等重大操作。为人乐观开朗，工作认真负责，积极主动，得到领导和同事的一致好评。

华能淮阴电厂 江苏淮安 223001