火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整

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　　摘要：本文首先阐述了氮氧化合物治理的现状，接着分析了火电厂锅炉低氮燃烧的改造方案，最后对火电厂锅炉低氮燃烧运行的优化方案进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
　　关键词：火电厂锅炉;低氮燃烧;改造;优化调整
　　引言：
　　火电厂锅炉低氮燃烧改造工作技术性强，工艺标准高，专业要求严格，实施过程复杂。这项工作能够使锅炉燃烧工作效率得到明显提高，并对氮氧化物排放量进行有效控制，提高火电厂日常工作及服务质量。随着环保意识的增强，相关从业人员要对生态环境质量加以保护，依据外部情况，升级改造锅炉低氮燃烧，使其满足工艺生产及社会发展要求，增强设备性能，实现生产效益和环境效益。
　　1氮氧化合物治理的现状
　　根据国内外相关研究人员对氮氧化合物成分、生成机理、危害以及降氮氧化合物技术的研究，我们大致上将氮氧化合物分为热力型、燃料型以及快速型三种，这三种类型中，热力型NOx是在锅炉内因局部高温才生成的，其生成量对大气污染构不成威胁，而且我国相关的研究者经过研究分析，也确定了我国火电厂燃煤锅炉燃烧过程中产生的氮氧化合物主要是燃料型NOx因此，我国火电厂使用的低氮燃烧技术也主要是针对该类型的氮氧化合物，其方法分为三个阶段：燃烧前、燃烧中和燃烧后对排放气体的处理。其中，燃烧前技术主要是脱氮技术，在燃料投放进锅炉前，将其转化为低氮性质的有机燃料，但这种脱氮技术相对而言较为复杂，难度较高且成本很高，我国目前正在研究，暂未将该技术投入到使用中。燃烧中的脱氮技术主要是抑制氮氧化合物的生成，并通过一定的技术再将燃烧中生成的氮氧化合物进行还原反应。燃烧后的脱氮技术即是烟气脱硝技术，当前，我国火电厂对于排放的烟气进行脱氮处理，主要是采用选择性催化还原方法、非催化还原方法和液体吸收方法等来实现的。
　　2火电厂锅炉低氮燃烧的改造方案
　　2.1选择合适的燃烧器
　　在火电厂锅炉低氮燃烧技术改造中，选择适合的燃烧器是改造的关键所在。就目前我国火电厂使用的锅炉燃烧器来看，主要有两种类型：其一是水平型浓淡燃烧器，其二是垂直型浓淡燃烧器。其中水平型的浓淡燃烧器，主要是针对水平方向投放的煤粉作浓淡分离处理，使其射流能够偏向锅炉的中心位置，而且这种型号的燃烧器具有较强的径直卷吸能力，在燃烧时具有显著的“风包煤”效果，炉内脱氮效果很好，在我国的火电厂中具有广泛的应用;而垂直型浓淡燃烧器则是针对从垂直方向投放的煤粉，对其作浓淡分离处理，在实际的使用中，我们通过调整燃烧组垂直的方向，也可以實现燃烧区内有机煤粉的宏观浓淡分离效果。在选择时，应根据该厂的地理位置、实际情况以及使用煤粉的情况进行选择，以保证燃烧后产生的氮氧化合物排放量达到国家规定的标准。
　　2.2主燃烧器的改造
　　在主燃烧器改造过程中，首先应规定主燃烧器的标准高度以及固定四角风箱风道和挡板风箱的位置，将所有的24支一次风燃烧器即喷口、喷嘴体、弯头更换至符合实际要求的构件，最下层一次风改造成等离子发生器轴向插入式的等离子燃烧器，以及剩下的20支一次风燃烧器更改为上浓下淡或下浓上淡的浓淡燃烧器。其次，利用耐热性较高的钢板封闭处于四层中间的二次风喷口，全部更换剩余二次风喷口，将有贴壁风喷口布置在三层中的二次风以及中间第二层的二次风喷口处，随时供给水冷壁表面足够的氧气，避免出现结渣和因炉内温度过高而出现腐蚀状况。最后，通过改变除下层二次风以外的其他二次风喷口的射流方向以及将一次风射流方向与其他二次风喷口的角度控制在10°，确保前期缺氧燃料与后期供给氧的充分混合。
　　2.3科学设计OFA喷口和二次风
　　尽管锅炉燃烧系统相对比较复杂，但OFA喷口结构则比较简单，在业内备受青睐。实践中，需要在原有系统基础上再次对OFA喷口进行应用，发挥其优势的同时，兼顾反切性能，对炉内气流进行有效控制，使炉内出烟口温度正常。假使原OFA喷口尺寸、风速设置、风量等各指标等不能够契合低氮燃烧技术改造要求，可直接封堵耐热版，也可以对其进行二次改造。将大比例二次风布置在燃烧器上端，便于分级燃烧炉内空气，减少氮氧化物，使锅炉得到充分燃烧。同时，还要在二次风设计中，考虑燃尽区位置、大小等指标。
　　3火电厂锅炉低氮燃烧运行的优化方案
　　3.1对一次风、二次风和周界风进行优化调整
　　在火电厂锅炉燃烧的过程中，生成的氮氧化合物浓度会随着燃尽区的风量变化而产生变化，通俗来讲，燃尽区的风量越大，锅炉内氧气的含量就会越低，产生氮氧化物的浓度也就会越低。而通过对不同功率机组的运行进行调节，以及对正宝塔或倒宝塔的配风方式进行对比分析，我们发现：使用倒宝塔进行配风，锅炉燃烧器在运行中氮氧化合物产生的量较低，这样可以在很大程度上降低火电厂排放烟气中的氮氧化合物，降低大气的污染状况。因此，在锅炉低氮燃烧的过程中，我们应设置各层二次风的开度保持在0.7以下，而上层的二次风开度则应小于0.35，此外，各层的周界风开度应控制在0.15到0.2之间。具体优化调整的方案，各火电厂应根据自身的实际情况合理进行调整。
　　3.2燃烧器的摆角和燃尽区风量的优化调整
　　根据分析低氮燃烧过程中生成氮氧化合物的数量，我们发现，燃烧器的摆角和燃尽区风量的大小对生成氮氧化合物具有极大的影响，对其进行优化调整十分重要。通过向上倾斜调整燃尽风的角度，有效降低了锅炉两侧温度的差别，提升了摆角在运行中工作的效率。此外，通过增大燃尽区的风挡板，能有效降低氮氧化合物的排放量，并降低飞灰的数量。
　　3.3调整炉内含氧量
　　事实上，科学调整炉内含氧量，也能够优化低氮燃烧运行过程。通过对炉内含氧量进行控制，避免生成太多氮氧化物。当炉内含氧量比较低时，会排出少量氮氧化物。但试验表明，倘若炉内含氧量太低，会增加飞灰可燃物。为避免这种情况，要科学控制炉内氧量，以2.5%-3.5%为宜。除了对火电厂氮氧化物排放量进行有效控制，还要对锅炉燃烧效率进行兼顾。
　　结束语：
　　对锅炉低氮燃烧技术的优化与调整可以有效提高锅炉燃烧的工作效率，降低氮氧化物排放量，对火电厂的长久发展具有重要意义。在生态环境质量日益恶化的今天，火力发电行业必须做出适时的调整，以适应社会发展需求。
　　参考文献：
　　[1]唐利兴.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析[J].机械管理开发.2018（01）
　　[3]陈伟蛟.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整[J].科技风.2018（35）
　　[2]王春桥，卢宏源，王怀欣.火电厂贫煤锅炉低氮燃烧器改造浅谈[J].低碳世界.2017（02）
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