淺析鍋爐低氮燃燒器改造後存在的問題與對策

近年來，我國(guó)環境污染嚴重，霧霾對人們生活和工(gōng)作(zuò)的方方面面都造成了一定程度的影響。在國(guó)家環保政策的嚴格要求下，電(diàn)力企業非常重視節能(néng)減排工(gōng)作(zuò)，制定并實施合理(lǐ)有(yǒu)效的措施。将來很(hěn)長(cháng)一段時間，我國(guó)仍主要使用(yòng)燃煤發電(diàn)機組發電(diàn)，但是很(hěn)多(duō)發電(diàn)企業的鍋爐都不能(néng)達到當前國(guó)家的環保要求。因此，煤炭發電(diàn)企業必須按照國(guó)家

要求的污染物(wù)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(jì )術，不僅可(kě)以大大地降低NO 的排放量，還可(kě)以提高鍋爐工(gōng)作(zuò)的穩定性和安(ān)全性，同時節約成本。

1、NO 治理(lǐ)現狀

國(guó)内外已對NO 的危害、燃煤發電(diàn)燃燒過程中(zhōng)NO 的生成機理(lǐ)和降低NO 技(jì )術進行了較為(wèi)充分(fēn)的研究，可(kě)分(fēn)為(wèi)三種：熱力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ；其中(zhōng)，燃料型NO 約占80-90%，是各種低NO 技(jì )術控制的主要對象；其次是熱力型，主要是由于爐内局部高溫造成，快速型NO 生成量很(hěn)少。NO 的控制方法可(kě)分(fēn)為(wèi)燃燒之前的處理(lǐ)、燃燒過程中(zhōng)的處理(lǐ)和燃燒後的處理(lǐ)。燃燒前脫氮是指把燃料轉化為(wèi)低氮燃料，技(jì )術複雜，難度大，成本高，因此現在處于研究階段；燃燒中(zhōng)脫氮主要有(yǒu)：一是抑制燃燒中(zhōng)NO 的形成，二是還原已形成的NO ；燃燒後脫氮主要是指煙氣脫硝：包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法等。

目前被大家公(gōng)認，并已在各燃煤機組鍋爐上廣為(wèi)應用(yòng)的降NO 方法，主要是燃燒中(zhōng)脫氮的低氮燃燒技(jì )術加燃燒後脫氮的煙氣脫硝技(jì )術；燃燒中(zhōng)脫氮是根據NO 的生成機理(lǐ)采取的低氮燃燒技(jì )術主要是：低氧燃燒、空氣分(fēn)級燃燒、燃料分(fēn)級燃燒、煙氣再循環等，該技(jì )術的主要機理(lǐ)就是将燃燒器通過縱向布置形成氧化還原、主還原、燃盡三區(qū)，對于四角切圓燃燒鍋爐還可(kě)通過橫向雙區(qū)布置形成近壁區(qū)和中(zhōng)心區(qū)兩個區(qū)域，從而實現燃料與配風在爐膛内分(fēn)區(qū)、分(fēn)級、低溫、低氧燃燒，降低煤粉燃燒過程中(zhōng)NO 生成量。

2、低氮燃燒技(jì )術應用(yòng)改造後存在問題及原因分(fēn)析

從低氮燃燒技(jì )術在大量電(diàn)站燃煤鍋爐應用(yòng)實踐證明，這項技(jì )術對于減少NO 的産(chǎn)生量是非常有(yǒu)效的。但是，在實際工(gōng)作(zuò)中(zhōng)，由于鍋爐使用(yòng)的煤種不同，而且鍋爐型号也不同，使得NO 的産(chǎn)生量也各不同，産(chǎn)生的問題也不盡相同。

2.1 增加灰和爐渣可(kě)燃物(wù)，導緻爐效降低

改造低氮燃燒器後，NO 的産(chǎn)生量降低很(hěn)多(duō)，但是在使用(yòng)同一種煤種時，飛灰可(kě)燃物(wù)升幅也較大。主要原因是低氮燃燒技(jì )術使用(yòng)的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區(qū)的溫度就會下降較多(duō)，煤粉是否着火就被控制并且推遲，并降低着火區(qū)的氧量，使煤粉燃燼能(néng)力下降，燃燒的過程被加長(cháng)，飛灰和爐渣可(kě)燃物(wù)變多(duō)。部分(fēn)鍋爐改造時改變了燃燒器的一、二次風噴口和燃盡風噴口的面積發生變化，緻使一次風和二次風的混合推遲，這不利于煤粉的氣流着火和燃燒。

2.2 蒸汽參數偏離設計值，過熱器減溫水量增加或再熱器超溫

鍋爐采用(yòng)空氣分(fēn)級低氮燃燒技(jì )術改造後，一方面，燃燒延遲，火焰中(zhōng)心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設計值的問題則加劇，過、再熱減溫水量增加。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐内溫度分(fēn)布更加均勻，對于原來爐膛水冷壁的沾污結渣情況嚴重的則會改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過熱器溫升、再熱器溫升下降，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達不到超設計值。

低氮燃燒技(jì )術改造後，産(chǎn)生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多(duō)，由于煤粉燃燒的過程變長(cháng)，加上燃盡風的使用(yòng)，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增加，使得過熱器減溫水量增加。

2.3 鍋爐内部燃燒環境變壞，配煤、配風、穩燃性變低

因采用(yòng)低溫、低氧燃燒，爐膛溫度下降，在低溫缺氧的環境下煤粉就會推遲着火，而且燃為(wèi)灰燼的能(néng)力也會變弱，鍋爐内的燃燒環境和改造之前比變差。

在鍋爐改造前使用(yòng)的配煤、配風方式很(hěn)大程度上不适用(yòng)，不僅會對鍋爐的各項指标産(chǎn)生影響，還會使鍋爐低負荷穩燃的能(néng)力變低。

2.4 鍋爐對煤的種類适應性變差

低氮燃燒器改造後，大力優化調整燃燒，在很(hěn)大程度上可(kě)以很(hěn)好地匹配NO 的排放水平和鍋爐的經濟性。但鍋爐燃用(yòng)煤種發生變化後，就會打破一開始鍋爐的經濟指标和環保指标的平衡關系。若使用(yòng)高熱值、高揮發的煤種時，NO 的排放濃度雖略有(yǒu)增加但較易調整控制；若使用(yòng)的煤種是劣質(zhì)的或者含的水分(fēn)較多(duō)會稍許減少NO 的排放量，但是比較難控制。

3 鍋爐低氮燃燒器改造後存在問題的應對策略

現在燃煤電(diàn)廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時該技(jì )術的應用(yòng)中(zhōng)出現的問題正逐漸暴露。針對已經出現的問題，提出以下解決策略：

3.1 改造前的充分(fēn)評估

鍋爐的各項排放指标都很(hěn)重要，尤其是NO 的排放濃度與煤種、鍋爐選型、燃燒器型式密切相關，對于在運鍋爐，爐型已确定，但由于近年來，燃煤電(diàn)廠為(wèi)了自身利益，鍋爐燃用(yòng)的煤質(zhì)大多(duō)進行摻混且劣于原設計煤種，因此，在使用(yòng)低氮燃燒技(jì )術改造之前，首先應充分(fēn)評估鍋爐現有(yǒu)主要燃用(yòng)煤種和常用(yòng)煤種，在改造可(kě)行性論證中(zhōng)由于煤種選定不當造成改造後NO 減排效果不明顯并産(chǎn)生新(xīn)的問題的不乏其數，其次是對在運鍋爐進行摸底試驗，充分(fēn)評估鍋爐運行中(zhōng)存在的燃燒性能(néng)、蒸汽參數、受熱面壁溫、結焦結渣、運行調整、熱工(gōng)自動等方面的問題，提出科(kē)學(xué)合理(lǐ)改造預期目标，權衡鍋爐經濟指标和環保指标，逐漸解決現有(yǒu)問題，杜絕新(xīn)問題出現。

3.2 優化調整，使用(yòng)科(kē)學(xué)的燃燒方法

鍋爐低氮燃燒器經過改造後，燃燒器的型式已确定，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種産(chǎn)生的NO 的量也會不同，由此可(kě)見起主導作(zuò)用(yòng)的是鍋爐的運行方式。因此，為(wèi)了降低NO 的排放量，必須人們優化調整燃燒方法，并且在滿足環保排放要求的前提下要最大程度兼顧運行經濟性。

3.2.1 鍋爐内分(fēn)層配煤混合燃燒

在保證排放氣體(tǐ)的濃度符合環保要求并且燃燒穩定的情況下，要使用(yòng)最經濟的煤種，在爐内分(fēn)層燃燒，既可(kě)保證鍋爐的穩定性也可(kě)以控制NO 的産(chǎn)生。

3.2.2 優化熱工(gōng)的自動控制

利用(yòng)低氮技(jì )術改造後，鍋爐内的燃料燃燒時間變長(cháng)，因此要優化調整熱工(gōng)的控制系統和控制曲線(xiàn)。根據鍋爐在實際工(gōng)作(zuò)中(zhōng)出現的問題，應該優化所需的控制曲線(xiàn)及控制系統，改善其在有(yǒu)負荷時的響應能(néng)力。

3.2.3 持續燃燒優化調整

鍋爐低氮燃燒技(jì )術改造後，除與燃用(yòng)煤種有(yǒu)關外，主要與鍋爐的運行方式有(yǒu)關，鍋爐運行氧量、配風方式、磨煤機運行組合方式等在煤種變化和負荷變化後都要進行摸索優化，根據鍋爐燃燒優化調整試驗，當煤質(zhì)有(yǒu)較大變化後，一般需近兩個月的調整，才能(néng)摸索出環保排放指标和運行經濟指标均兼顧的規律，因此持續燃燒優化調整是必不可(kě)少。

4結束語

改造鍋爐低氮燃燒器的時間較短，問題暴露的還不完全，同時我們對問題的認識還不充分(fēn)，對處理(lǐ)問題的經驗還不足，為(wèi)緩解燃煤發電(diàn)廠的環保壓力，降低NO 的減排技(jì )術沿需進一步研究和發展，減少發電(diàn)廠的環保壓力，更為(wèi)重要的是在新(xīn)的減排技(jì )術和環保設施應用(yòng)後産(chǎn)生的問題處理(lǐ)能(néng)力要進一步提升，為(wèi)燃煤發電(diàn)廠的可(kě)持續發展争取更大的環保效益。

文(wén)章來源（http://www.guolu.net/article-9000068.html）

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