超臨界鍋爐低氮燃燒結焦原因分析

路霞

摘 要：為了滿足燃煤機組NOx超低排放的需要，國家能源集團聊城發電有限公司#3鍋爐將24只噴燃器全部換成了低氮燃燒器，改造后，出現了掉焦頻繁及掉焦滅火事故的發生，為此，通過試驗制定了防掉焦滅火措施。

關鍵詞：超臨界;低氮燃燒;結焦

中圖分類號：TK224.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0141-02

0 引言

國家能源集團聊城發電有限公司#3鍋爐采用低NOx旋流式煤粉燃燒器鍋爐，前后墻對沖方式，采用雙進雙出磨煤機并配動態分離器的正壓直吹式制粉系統，6臺雙進雙出鋼球磨煤機。

1 結焦原因分析

為了達到環保排放要求，噴燃器改為低氮燃燒器后，爐膛火焰中心溫度高，配風量相對來說少，在燃盡口附近，再配置風量，達到燃盡的目的，從而降低了NOX值，但也增加了結焦的可能性。額定負荷600MW工況下，通過實際測量就地爐膛燃盡風處溫度，發現溫度高達1620℃，如圖1所示。聊城發電有限公司#3爐燃用設計煤種時燃盡風處區域設計溫度在1350℃-1550℃。針對#3爐燃燒特性，通過燃燒調整總結出最佳措施，以達到結焦量少的目的。

2 通過做試驗調整總結的采取最佳措施

（1）合適的煤粉細度及顆粒均勻性可以預防鍋爐結焦。煤粉細度調整不同磨煤機料位值900-1200-1400，煤粉細度如圖2所示，料位在1200Pa時，煤粉細度最小。

（2）根據每臺磨煤機的配煤要求，盡量調高磨煤機出口溫度。ACDF磨煤機配無煙煤時磨出口溫度控制在120℃，B、E磨煤機配煙煤時出口溫度控制在95℃。

（3）通過調整二次風與三次風配比，確定二、三次風比率對爐膛出口溫度的影響，以制定相應措施控制屏過區域結焦現象的發生。保持機組負荷595MW、氧量（總風量）不變，通過對磨煤機二次風擋板在50%-60%-70%-80%-90%-100%六個工況調整，發現B、E層二次風門開度控制在100%，三次風門開度控制在60%，D、F層二次風門開度控制在80%，D層二次風開度比F層開度大10%，三次風門開度控制在80%，A、C層二次風門開度控制在60%，C層二次風門比A層風門開度大10%，三次風門開度控制在50%。若磨煤機停運，相應二次風門開度控制在20%，此時爐膛溫度明顯下降，如圖3所示。

（4）600MW負荷時，運行氧量控制在2.8%以下時，爐內還原性氣氛較強，任何負荷確保氧量不低于3.2%。

（5）B磨煤機加8噸，E磨煤機加5噸級配鋼球后，B、E、D、F磨煤機電流保持在135A，A、C磨電流保持在145A，600MW負荷下，BE層二次風門全開，DF層二次風門全開，AC層二次風門開度60%，爐膛溫度如圖4所示：爐膛溫度明顯下降，因此，磨煤機電流低于要求電流5A時要及時加球。

（6）灰熔點過低，容易產生較多的氧化鈉、氧化硅、氧化鋁機氧化亞鐵，容易出現結焦現象，進煤前組織化驗礦點灰熔點，控制灰熔點變形溫度不得低于1250℃。

（7）燃燼風箱底部增加熱一次風擾流風，以防燃盡風箱內積灰造成燃燼風口堵塞。熱一次風至燃燼風擋板處于開啟狀態。

（8）調整屏過、高過底部區域吹灰器推進長度，防止屏過、高過區域產生吹灰死區。

（9）入爐煤揮發分偏高，灰熔點偏低、鍋爐掉焦頻繁時，可適當開啟磨煤機旁路風，增加磨煤機一次風量，提高一次風剛性，推遲煤粉著火。

（10）及時調整過熱汽溫，在保證過熱汽溫及減溫水量有一定裕量的情況下，盡量降低中間點過熱度，增大爐膛吸熱量，降低爐膛出口煙氣溫度。

（11）每日中班輪停一次磨煤機，中班負荷不具備磨煤機輪停條件時，夜班輪停，夜班班負荷不具備磨煤機輪停條件時，白班輪停。

3 結語

由于聊城發電有限公司#3爐燃用設計煤種時燃盡風處區域設計溫度在1350℃～1550℃，#3鍋爐低氮燃燒器改造后，爐膛溫度最高溫度點燃盡風處實際溫度達到了1640℃，是此處結焦的主要原因。在機組滿足設計煤種的情況下，通過運行中調節磨煤機料位高度、控制氧量、磨煤機二三次風開度等，使爐膛溫度最高溫度點燃盡風處實際溫度降到了1500℃左右，滿足了爐膛不結焦的條件，并采取了防掉焦措施，防止了鍋爐掉焦滅火事故的發生。

參考文獻

[1] 樊泉桂.超超臨界及亞臨界參數鍋爐[M].中國電力出版社，2007.

[2] 國家能源集團聊城發電有限公司.#3鍋爐燃燒優化調整報告[R].