電廠鍋爐低氮燃燒改造現狀及運行優化途徑探討

王樹俅

國家能源集團菏澤發電有限公司 山東 菏澤 274000

引言

在新時期環境下，隨著我國對環境保護力度的不斷加強，針對火力發電廠運行過程中的排放濃度以及排放總量標準進行有效規定，而新的排污收費制度的實施大大增加了企業的運行成本，對此，發電廠要對相關技術進行創新，針對有關設備改造現狀進行深入的研究，從而為發電廠健康穩定運行提供保障。

1 電廠鍋爐低氮燃燒設備改造現狀分析

1.1 電廠鍋爐低氮燃燒設備應用安全經濟現狀分析

某發電公司#3爐型號為MBEL—1025/17.3—541/541，在實際應用過程中主要以“W”火焰為燃燒方式，其中制粉系統為雙進雙出鋼球磨正壓直吹式，其中每臺爐配置3臺磨煤機，燃燒器型式主要為單旋風筒狹縫式燃燒器，#3爐采用“W”火焰鍋爐低NOx燃燒技術進行低氮燃燒改造后，爐膛溫度偏高，尤其高負荷存在明顯的結焦現象，還使排煙溫度升高，廠用電耗增大，鍋爐的整體熱效率下降。而且大量掉焦引起爐膛負壓波動并且幾次因嚴重掉焦造成燃燒失穩，除渣系統卡死停運，嚴重危害鍋爐安全經濟運行。

1.2 電廠鍋爐低氮燃燒設備改造后結焦現狀分析

電廠鍋爐低氮燃燒設備在王樹俅完成改造后容易出現爐掉焦現象，一般有±400Pa以內的負壓波動，爐膛火焰電視變黑，火檢大幅閃動。依照相關數據分析，公司#3爐因為落大焦致使爐膛負壓波動超過±400Pa范圍的就達17次，造成爐底除渣系統卡死、停運達6次，機組限負荷3次。依照實際來分析，后墻左側上層看火孔已被焦塊封實，后墻右側上層看火孔部分被焦塊堵住，而對其他看火孔觀察時未見焦塊。因此，需對#3爐低氮改造后結焦嚴重進行分析研究，并針對#3爐運行調整提出具體方案，有效地控制鍋爐受熱面結焦問題的發生，不斷提高機組運行經濟性和環保指標水平。

2 電廠鍋爐低氮燃燒設備運行優化技術方案分析

2.1 有效調整各項技術參數

第一，積極調整燃燒器后二次風噴口角度，使乏氣噴口下移并偏向爐膛中心，并且要打通乏氣噴口周圍的冷卻風通道，開大拱上二次風門80%，關小拱下三次風門50%，以降低爐膛火焰中心高度，增加水冷壁有效吸熱面積，降低主燃燒區溫度。同時，要提高拱上主氣風速，在旋風子上部乏氣豎直段加裝一12mm厚截流擋板，保留60%的通流面積，適當開大燃燒器乏氣可調縮孔30%，提高燃燒器煤粉濃淡分離的程度，維持合適的風粉比。第二，將分級風導流板角度適當調大，在拱上下行氣流的壓制作用下貼向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一層空氣膜，減小分級風風門，則防焦風風量將增大，有效防止爐膛結焦。

2.2 加強對電廠鍋爐低氮燃燒設備應用管理質量

在應用電廠鍋爐低氮燃燒設備過程中，針對#3爐改造實際情況進行深入的分析，對此首先要對電廠鍋爐低氮燃燒設備#3爐的爐膛漏風進行全面查找，一旦發現有漏風情況，要及時封堵爐膛漏風，并積極增加火焰的充滿度和攪拌混合情，從而防止火焰中心升高或偏斜。其次，加大對入廠煤、入爐煤質的監督，對燃煤進行合理摻配，確保入爐煤質符合設計煤種。同時，要嚴格空預器、受熱面定期吹灰工作，尤其是重點區域要增加吹灰次數，對有故障的吹灰器及時聯系檢修處理，確保清潔和傳熱效果。最后，加強巡回檢查，就地檢查活動磨煤機回粉閥，并爐底渣樣、燃燒器著火情況和除渣系統運行狀況及時掌握。同時，當煤質有波動時，要根據實際情況進行調整，合理配風，保證空氣和燃料的良好混合，避免形成還原性氣氛，防止局部嚴重積灰、結焦。

3 電廠鍋爐低氮燃燒運行優化途徑

3.1 有效調整參數，避免出現鍋爐結焦現象

依照實際情況來分析，電廠鍋爐低氮燃燒過程中的結焦部位主要集中在衛燃帶上，基于看火孔掛焦和側墻壁面處CO濃度來分析，結焦部位主要集中在后墻區域，在燃燒器噴口周圍沒有焦塊，對此要去除翼墻上靠近側墻和垂直墻部分的衛燃帶，以適當降低爐膛溫度，防止鍋爐結焦。其次，電廠鍋爐低氮燃燒設備#3爐在實際應用過程中，SOFA燃盡風擺角要進行合理化調整，確保爐底注入風門在30%以內，避免爐底熱風干擾主燃燒組織，從而有效解決鍋爐結焦問題。最后，利用停爐機會對燃燒器后二次風噴口角度進行調整，使乏氣噴口下移，減輕刷墻現象，同時打通乏氣噴口周圍的冷卻風通道，減輕掛焦現象。

3.2 優化內部運行方式，提升設備應用質量和效率

首先，將分級風導流板角度適當調大，在拱上下行氣流的壓制作用下貼向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一層空氣膜，因而冷灰斗不易結渣。減小分級風風門，則防焦風風量將增大，有效防止爐膛結焦。其次，合理控制鍋爐氧量水平，調節二次風量，調節爐底注入風，使其提供充足的氧量保證煤粉的充分燃燒，同時要嚴禁缺氧燃燒，避免局部區域的熾熱焦碳和揮發分得不到氧量而出現局部還原性氣氛，導致結焦。同時，要調節一次風，使火焰長度合適；調節三次風，開度調整范圍在15%-35%間，使火焰不貼壁，有效調整鍋爐燃燒，適當提高磨煤機料位，以保持較低的一次風壓，維持合適的風煤比，通過調整磨煤機給煤量和分離器轉速等手段，控制磨煤機出口溫度，維持兩端出口溫度基本一致。由于#3爐A磨煤機粉管風速偏低，但A磨出力不低，造成風煤比低，因此減少A磨出力，同時增加A磨燃燒器后墻二次風量。

結束語：綜上所述，通過對電廠鍋爐低氮燃燒設備#3爐低氮燃燒器改造后鍋爐結焦運行情況的分析研究，找出了造成結焦的原因，并通過對鍋爐配風優化、運行燃燒調整等一系列措施實施，基本消除了“W”火焰鍋爐結焦問題，避免了鍋爐結焦造成鍋爐被迫停運除焦、鍋爐限出力、爐底除渣系統被迫停運等現象，保證鍋爐和除渣系統安全穩定運行，提高了鍋爐運行的經濟性和安全性。