火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化調(diào)整

陳冉

摘要：本文首先闡述了氮氧化合物治理的現(xiàn)狀，接著分析了火電廠鍋爐低氮燃燒的改造方案，最后對火電廠鍋爐低氮燃燒運行的優(yōu)化方案進行了探討。希望能夠為相關(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：火電廠鍋爐;低氮燃燒;改造;優(yōu)化調(diào)整

引言：

火電廠鍋爐低氮燃燒改造工作技術(shù)性強，工藝標準高，專業(yè)要求嚴格，實施過程復雜。這項工作能夠使鍋爐燃燒工作效率得到明顯提高，并對氮氧化物排放量進行有效控制，提高火電廠日常工作及服務質(zhì)量。隨著環(huán)保意識的增強，相關(guān)從業(yè)人員要對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量加以保護，依據(jù)外部情況，升級改造鍋爐低氮燃燒，使其滿足工藝生產(chǎn)及社會發(fā)展要求，增強設(shè)備性能，實現(xiàn)生產(chǎn)效益和環(huán)境效益。

1氮氧化合物治理的現(xiàn)狀

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究人員對氮氧化合物成分、生成機理、危害以及降氮氧化合物技術(shù)的研究，我們大致上將氮氧化合物分為熱力型、燃料型以及快速型三種，這三種類型中，熱力型NOx是在鍋爐內(nèi)因局部高溫才生成的，其生成量對大氣污染構(gòu)不成威脅，而且我國相關(guān)的研究者經(jīng)過研究分析，也確定了我國火電廠燃煤鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化合物主要是燃料型NOx因此，我國火電廠使用的低氮燃燒技術(shù)也主要是針對該類型的氮氧化合物，其方法分為三個階段：燃燒前、燃燒中和燃燒后對排放氣體的處理。其中，燃燒前技術(shù)主要是脫氮技術(shù)，在燃料投放進鍋爐前，將其轉(zhuǎn)化為低氮性質(zhì)的有機燃料，但這種脫氮技術(shù)相對而言較為復雜，難度較高且成本很高，我國目前正在研究，暫未將該技術(shù)投入到使用中。燃燒中的脫氮技術(shù)主要是抑制氮氧化合物的生成，并通過一定的技術(shù)再將燃燒中生成的氮氧化合物進行還原反應。燃燒后的脫氮技術(shù)即是煙氣脫硝技術(shù)，當前，我國火電廠對于排放的煙氣進行脫氮處理，主要是采用選擇性催化還原方法、非催化還原方法和液體吸收方法等來實現(xiàn)的。

2火電廠鍋爐低氮燃燒的改造方案

2.1選擇合適的燃燒器

在火電廠鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造中，選擇適合的燃燒器是改造的關(guān)鍵所在。就目前我國火電廠使用的鍋爐燃燒器來看，主要有兩種類型：其一是水平型濃淡燃燒器，其二是垂直型濃淡燃燒器。其中水平型的濃淡燃燒器，主要是針對水平方向投放的煤粉作濃淡分離處理，使其射流能夠偏向鍋爐的中心位置，而且這種型號的燃燒器具有較強的徑直卷吸能力，在燃燒時具有顯著的“風包煤”效果，爐內(nèi)脫氮效果很好，在我國的火電廠中具有廣泛的應用;而垂直型濃淡燃燒器則是針對從垂直方向投放的煤粉，對其作濃淡分離處理，在實際的使用中，我們通過調(diào)整燃燒組垂直的方向，也可以實現(xiàn)燃燒區(qū)內(nèi)有機煤粉的宏觀濃淡分離效果。在選擇時，應根據(jù)該廠的地理位置、實際情況以及使用煤粉的情況進行選擇，以保證燃燒后產(chǎn)生的氮氧化合物排放量達到國家規(guī)定的標準。

2.2主燃燒器的改造

在主燃燒器改造過程中，首先應規(guī)定主燃燒器的標準高度以及固定四角風箱風道和擋板風箱的位置，將所有的24支一次風燃燒器即噴口、噴嘴體、彎頭更換至符合實際要求的構(gòu)件，最下層一次風改造成等離子發(fā)生器軸向插入式的等離子燃燒器，以及剩下的20支一次風燃燒器更改為上濃下淡或下濃上淡的濃淡燃燒器。其次，利用耐熱性較高的鋼板封閉處于四層中間的二次風噴口，全部更換剩余二次風噴口，將有貼壁風噴口布置在三層中的二次風以及中間第二層的二次風噴口處，隨時供給水冷壁表面足夠的氧氣，避免出現(xiàn)結(jié)渣和因爐內(nèi)溫度過高而出現(xiàn)腐蝕狀況。最后，通過改變除下層二次風以外的其他二次風噴口的射流方向以及將一次風射流方向與其他二次風噴口的角度控制在10°，確保前期缺氧燃料與后期供給氧的充分混合。

2.3科學設(shè)計OFA噴口和二次風

盡管鍋爐燃燒系統(tǒng)相對比較復雜，但OFA噴口結(jié)構(gòu)則比較簡單，在業(yè)內(nèi)備受青睞。實踐中，需要在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上再次對OFA噴口進行應用，發(fā)揮其優(yōu)勢的同時，兼顧反切性能，對爐內(nèi)氣流進行有效控制，使爐內(nèi)出煙口溫度正常。假使原OFA噴口尺寸、風速設(shè)置、風量等各指標等不能夠契合低氮燃燒技術(shù)改造要求，可直接封堵耐熱版，也可以對其進行二次改造。將大比例二次風布置在燃燒器上端，便于分級燃燒爐內(nèi)空氣，減少氮氧化物，使鍋爐得到充分燃燒。同時，還要在二次風設(shè)計中，考慮燃盡區(qū)位置、大小等指標。

3火電廠鍋爐低氮燃燒運行的優(yōu)化方案

3.1對一次風、二次風和周界風進行優(yōu)化調(diào)整

在火電廠鍋爐燃燒的過程中，生成的氮氧化合物濃度會隨著燃盡區(qū)的風量變化而產(chǎn)生變化，通俗來講，燃盡區(qū)的風量越大，鍋爐內(nèi)氧氣的含量就會越低，產(chǎn)生氮氧化物的濃度也就會越低。而通過對不同功率機組的運行進行調(diào)節(jié)，以及對正寶塔或倒寶塔的配風方式進行對比分析，我們發(fā)現(xiàn)：使用倒寶塔進行配風，鍋爐燃燒器在運行中氮氧化合物產(chǎn)生的量較低，這樣可以在很大程度上降低火電廠排放煙氣中的氮氧化合物，降低大氣的污染狀況。因此，在鍋爐低氮燃燒的過程中，我們應設(shè)置各層二次風的開度保持在0.7以下，而上層的二次風開度則應小于0.35，此外，各層的周界風開度應控制在0.15到0.2之間。具體優(yōu)化調(diào)整的方案，各火電廠應根據(jù)自身的實際情況合理進行調(diào)整。

3.2燃燒器的擺角和燃盡區(qū)風量的優(yōu)化調(diào)整

根據(jù)分析低氮燃燒過程中生成氮氧化合物的數(shù)量，我們發(fā)現(xiàn)，燃燒器的擺角和燃盡區(qū)風量的大小對生成氮氧化合物具有極大的影響，對其進行優(yōu)化調(diào)整十分重要。通過向上傾斜調(diào)整燃盡風的角度，有效降低了鍋爐兩側(cè)溫度的差別，提升了擺角在運行中工作的效率。此外，通過增大燃盡區(qū)的風擋板，能有效降低氮氧化合物的排放量，并降低飛灰的數(shù)量。

3.3調(diào)整爐內(nèi)含氧量

事實上，科學調(diào)整爐內(nèi)含氧量，也能夠優(yōu)化低氮燃燒運行過程。通過對爐內(nèi)含氧量進行控制，避免生成太多氮氧化物。當爐內(nèi)含氧量比較低時，會排出少量氮氧化物。但試驗表明，倘若爐內(nèi)含氧量太低，會增加飛灰可燃物。為避免這種情況，要科學控制爐內(nèi)氧量，以2.5%-3.5%為宜。除了對火電廠氮氧化物排放量進行有效控制，還要對鍋爐燃燒效率進行兼顧。

結(jié)束語：

對鍋爐低氮燃燒技術(shù)的優(yōu)化與調(diào)整可以有效提高鍋爐燃燒的工作效率，降低氮氧化物排放量，對火電廠的長久發(fā)展具有重要意義。在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量日益惡化的今天，火力發(fā)電行業(yè)必須做出適時的調(diào)整，以適應社會發(fā)展需求。

參考文獻：

[1]唐利興.火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化分析[J].機械管理開發(fā).2018（01）

[3]陳偉蛟.火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化調(diào)整[J].科技風.2018（35）

[2]王春橋，盧宏源，王懷欣.火電廠貧煤鍋爐低氮燃燒器改造淺談[J].低碳世界.2017（02）