鍋爐低氮燃燒器改造后存在的問題與對策

劉 裕 王玉良 張海強

近年來，我國環境污染嚴重，霧霾對人們生活和工作的方方面面都造成了一定程度的影響。在國家環保政策的嚴格要求下，電力企業非常重視節能減排工作，制定并實施合理有效的措施。將來很長一段時間，我國仍主要使用燃煤發電機組發電，但是很多發電企業的鍋爐都不能達到當前國家的環保要求。因此，煤炭發電企業必須按照國家要求的污染物排放限值進行鍋爐優化改造，積極采取一系列環保措施。鍋爐改造采取低氮燃燒技術，不僅可以大大地降低NOx的排放量，還可以提高鍋爐工作的穩定性和安全性，同時節約成本。

1 治理NOx的現狀

目前，國內外對NOx各方面的研究已經比較透徹，燃煤發電NOx的處理方法包括三個階段：燃燒之前的處理、燃燒過程中的處理以及燃燒后的處理。燃燒前脫氮是指把燃料轉化成低氮的燃料，難度比較大，成本比較高，因此現在處于研究階段。燃燒中脫氮主要采取的方法是阻止燃料在燃燒時形成NOx而排放出來并把已經形成的NOx還原。燃燒后的脫氮是指把燃料燃燒后釋放出來的氣體進行脫硝處理?，F在，煤炭發電企業廣泛使用燃燒中的脫氮技術和燃燒后煙氣的脫硝技術來減少NOx的排放，通過對燃煤鍋爐的優化和改造，大幅度減少NOx的排放?，F階段，低氮燃燒技術處于研究和發展階段，在鍋爐實際工作中運用此技術會產生一些問題，本文就這些問題和處理方法進行分析討論。

2 低氮燃燒器改造后存在的問題

燃煤鍋爐使用低氮燃燒技術后的效果證明，這項技術對于減少NOx的產生量是非常有效的。但是，在實際工作中，鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號也不同，使得NOx的產生量也各不同，產生的問題也不盡相同。

2.1 增加灰和爐渣可燃物，導致爐效降低

改造低氮燃燒器后，NOx的產生量降低很多，但是在使用同一種煤種時，還是會產生很多的飛灰污染物。主要原因是低氮燃燒技術使用的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區的溫度就會大幅度下降，煤粉是否著火就被控制并且推遲，同時著火區的含氧量減少，燃燒的過程被加長，飛灰和爐渣可燃物變多。部分鍋爐改造使燃燒器的一、二次風噴口和燃盡風噴口的面積發生變化，致使一次風和二次風的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。

2.2 蒸汽的參數偏離設計值，過熱器減溫水量增加

鍋爐改造使用空氣分級的低氮燃燒技術后，蒸汽的參數值偏離了設計值，發生了鍋爐過熱器減溫水量變多的情況。這是由于煤粉燃燒的過程變長，加上燃盡風的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會降低，形成對流的受熱面的吸熱量就會變多，使得過熱器減溫水量變多。

2.3 鍋爐內部燃燒環境變壞，配煤、配風、穩燃性變低

爐膛內的溫度變低是由于使用低溫和低氧燃燒，在低溫缺氧的環境下煤粉就會推遲著火，而且燃為灰燼的能力也會變弱，鍋爐內的燃燒環境和改造之前比變差。在鍋爐改造前使用的配煤、配風方法已經不適用于改造后，不僅會對鍋爐的各項指標產生影響，還會使鍋爐低負荷穩燃的能力變低。

2.4 鍋爐對煤的種類適應性變差

改造低氮燃燒器后，大力優化調整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NOx的排放量和鍋爐的經濟性。但是，如果更換鍋爐使用的煤種，就會打破一開始鍋爐的經濟指標和環保指標的平衡關系。若使用高熱值、高揮發的煤種，會稍許增多NOx的排放量，但是比較容易控制；若使用的煤種是劣質的或者含的水分較多會稍許減少NOx的排放量，但是比較難控制。

3 鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應對策略

現在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，但是已經運行的電廠已經產生問題。針對已經出現的問題，筆者提出以下解決策略。

3.1 改造前進行充分評估

鍋爐的各項排放指標都很重要，其中NOx的排放濃度和煤的種類、鍋爐的型號以及燃燒器的型號關系密切。一直以來，燃煤電廠為了自身利益，鍋爐使用的煤種都比預先設計使用的要劣質。所以，在使用低氮燃煤技術改造之前，人們就要全面考慮分析鍋爐使用的煤種。鍋爐在按設計的計劃改造后，選的煤炭種類不好，使得NOx的排放量可能不會減少，反而導致新問題出現。另外還要對鍋爐進行全方位的了解，制定科學合理的改造計劃，均衡考量鍋爐的經濟指標和環保指標，逐漸解決現有問題，杜絕新問題出現。

3.2 優化調整，使用科學的燃燒方法

鍋爐低氮燃燒器經過改造后，已經確定型號，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種產生的NOx的量也會不同，由此可見起主導作用的是鍋爐的運行方式。因此，為了降低NOx的排放量，必須人們優化調整燃燒方法，使其完全滿足環保要求并提高其經濟性。

3.2.1 鍋爐內分層配煤混合燃燒

在保證排放氣體的濃度符合環保要求并且燃燒穩定的情況下，要使用最經濟的煤種，在爐內分層燃燒，既可保證鍋爐的穩定性也可以控制NOx的產生。

3.2.2 優化熱工的自動控制

利用低氮技術改造后，鍋爐內的燃料燃燒時間變長，因此要優化調整熱工的控制系統和控制曲線。根據鍋爐在實際工作中出現的問題，應該優化所需的控制曲線及控制系統，改善其在有負荷時的響應能力。

3.2.3 堅持不懈地優化調整燃燒

在進行低氮燃燒技術改造后，鍋爐的NOx排放量不僅和使用的煤種有關，還和鍋爐的工作方式密切相關。在使用煤種和鍋爐負荷改變的情況下，鍋爐的運行氧量、配風的方式以及磨煤機的運行組合方法要全面進行優化。通常，根據實際情況，人們需要經過一兩個月的時間才能找到最優的燃燒方案，既符合環保要求又符合經濟要求，因此，要堅持不懈地優化調整燃燒方式，這才是最重要的。

4 結論

改造鍋爐低氮燃燒器的時間較短，因此有些問題還沒有被發現，同時人們對已經發現的問題認識不是太全面，在處理問題時經驗也不足。為了降低NOx的排放量，減少發電廠的環保壓力，人們需要繼續研究，逐漸改善燃煤設備，使其符合環保指標，提升環保技術，提高處理問題的能力，保證燃煤發電的可持續發展，為發電企業爭取更多的經濟效益。

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