改造NOx燃燒器降低煙氣中氮氧化物含量的試驗(yàn)總結(jié)

索傳勝

摘 要：為了降低火力電廠排煙中氮氧化物的濃度，機(jī)組進(jìn)行燃燒器的改造，以降低煙氣排放NOx值，同時(shí)要做到運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞：NOx 燃燒器；氧量；擺角

華電章丘發(fā)電有限公司300MW機(jī)組配制的1025t/h亞臨界壓力控制循環(huán)鍋爐采用了引進(jìn)的國外先進(jìn)技術(shù)，鍋爐由上海鍋爐廠有限公司生產(chǎn)制造的SG-1025/17.50-M885型亞臨界壓力、一次再熱、控制循環(huán)、汽包爐，鍋爐燃用揮發(fā)分較高的煙煤。

過熱汽溫度調(diào)節(jié)以噴水為主，燃燒器噴嘴擺動(dòng)調(diào)節(jié)再熱汽溫度，并輔以微量噴水，鍋爐過熱汽、再熱汽溫度在65%-100%負(fù)荷范圍內(nèi)保證額定值；爐膛水冷壁、過熱器、再熱器、空氣預(yù)熱器等受熱面布置有吹灰器。

鍋爐配置三臺(tái)BBD4060A雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)。每臺(tái)磨煤機(jī)的一端帶四角一層一次風(fēng)噴嘴，一臺(tái)磨帶兩層一次風(fēng)噴嘴。正常情況下投運(yùn)三臺(tái)磨煤機(jī)帶BMCR工況，特殊情況下允許兩臺(tái)磨煤機(jī)帶ECR工況。

1.低NOx燃燒器改造方案

華電章丘發(fā)電有限公司300MW亞臨界鍋爐低NOx燃燒器改造，原理為水平濃淡+偏置周界風(fēng)+SOFA燃燒器，采用水平濃淡燃燒器代替原有的WR煤粉燃燒器；燃燒器上方增設(shè)SOFA燃燒器；煤粉燃燒器的一、二次風(fēng)噴口全部更換。

技術(shù)特點(diǎn)：保持原有燃盡高度：18.11 m；至拐點(diǎn)距離不變：5.03 m；有合理的空間增設(shè)SOFA燃燒器；低NOx改造效果明顯；燃燒器區(qū)域放熱強(qiáng)度有所提高，燃燒效率維持不變；不影響鍋爐效率；能夠到達(dá)最佳的降低NOx排放目標(biāo)。

2.試驗(yàn)項(xiàng)目

常規(guī)運(yùn)行工況試驗(yàn)；二次風(fēng)門及SOFA風(fēng)門優(yōu)化試驗(yàn)；氧量及燃燒器擺角優(yōu)化試驗(yàn)。

3.試驗(yàn)條件

3.1低氮燃燒調(diào)試在280MW、200 MW兩個(gè)負(fù)荷工況下進(jìn)行，負(fù)荷達(dá)到并穩(wěn)定1小時(shí)后進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整期間的負(fù)荷應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定，每個(gè)工況2-3小時(shí)，鍋爐負(fù)荷波動(dòng)不超過±5.0%。

3.2 負(fù)荷達(dá)到調(diào)試工況，停止全部吹灰器運(yùn)行。

3.3 燃燒調(diào)整期間的入爐煤質(zhì)保持不變。

4.試驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1燃燒器改造前后運(yùn)行性能參數(shù)比較及分析

4.2改造前后運(yùn)行性能參數(shù)分析

4.2.1 NOx排放情況：#3爐改造前西安熱工院進(jìn)行摸底試驗(yàn)時(shí)NOx=800mg/Nm3，在煙煤鍋爐而言相當(dāng)高，經(jīng)改造調(diào)試后NOx排放量在300mg/Nm3以下，NOx降低幅度60-70%，最低預(yù)計(jì)可以達(dá)到240-260 mg/Nm3（燃燒器擺角下擺15°左右），改造效果顯著。

4.2.2 過熱器減溫水：過熱器減溫水量減少了約40%，提高機(jī)組運(yùn)行安全性。

4.2.3 再熱器減溫水：改造前再熱減溫水量0-20t/h，改造后為0t/h。改造前再熱減溫水量按平均10t/h計(jì)算，改造后機(jī)組效率提高約0.2%，折算成鍋爐效率提高約0.5%，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤耗節(jié)約1400噸/年，大幅提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

4.2.4 爐膛結(jié)焦情況：改造前整個(gè)爐膛從冷灰斗拐點(diǎn)到屏底大面積結(jié)焦，導(dǎo)致鍋爐過、再熱器大量噴水和高溫受熱面超溫，特別是再熱器噴水導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；改造后任何工況下再熱器噴水量為0，末再壁溫也無超溫現(xiàn)象，確保鍋爐在安全和經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)行。

4.2.5飛灰和大渣含碳量：飛灰可燃物比改造前基本持平或略有上升，大渣含碳量比修前下降了約30%。

4.2.6 煙溫偏差：改造前爐右側(cè)高且煙溫偏差較大，改造后爐左側(cè)高且煙溫偏差大幅減小。

4.2.7 末再壁溫及其偏差：改造前爐右側(cè)高，經(jīng)常超溫，改造后爐左側(cè)高，無超溫現(xiàn)象。

4.2.8 排煙溫度：改造前后基本持平，查預(yù)熱器入口煙溫改造后比改造前下降了4℃。

5.結(jié)論和建議

通過此次對#3爐的調(diào)試試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)此次低氮燃燒器改造的煙氣排放NOx值在230 mg/Nm3～300 mg/Nm3。爐膛無結(jié)焦，再熱器無噴水，煙溫偏差小，受熱面壁溫余量大，運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)，改造效果理想。通過試驗(yàn)總結(jié)了以下幾個(gè)調(diào)節(jié)時(shí)注意的因素：

5.1 AB1、BC1層二次風(fēng)門開度與NOx值成正比。AB2、BC2層二次風(fēng)門開度與NOx值成反比。

5.2 由于一次風(fēng)在線風(fēng)速不準(zhǔn)，從一次風(fēng)母管壓力來看，一次風(fēng)速參差不齊，有些顯示極高，導(dǎo)致著火推遲，影響燃燒效率和NOx排放。建議對一次風(fēng)在線進(jìn)行標(biāo)定，然后再調(diào)節(jié)一次風(fēng)母管壓力等手段進(jìn)行降低一次風(fēng)速。

5.3 通過擺角試驗(yàn)調(diào)整表明NOx值隨著擺角下擺的增大而降低，在不影響再熱器氣溫及著火穩(wěn)定性的情況下燃燒器噴嘴盡量下擺。

5.4 通過改二次風(fēng)配風(fēng)方式試驗(yàn)，已確定降低NOx最佳配風(fēng)方式，NOx在230-300mg/Nm3左右。

5.5 通過變氧量試驗(yàn)。氧量的增加鍋爐效率降低，NOx值增大。通過其他工況的分析以及比較，兼顧效率以及NOx值，建議氧量控制在3.0%以下是最合適的。

5.6 建議重新標(biāo)定DCS表盤氧量，以便更準(zhǔn)確地調(diào)試，使鍋爐處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。