浅谈火力发电厂低氮燃烧器改造蔡泽锋

浅谈火力发电厂低氮燃烧器改造蔡泽锋

蔡泽锋

（广东拓奇电力技术发展有限公司广东省广州市510000）

摘要：介绍了火电厂烟气脱氮的技术分类及低氮燃烧器改造的技术方案，并以亲身参与的湖南常德创元电厂低氮燃烧器改造为例，阐述了低氮燃烧器改造的施工方案。

关键词：低氮燃烧器改造；技术方案；施工方案；

随着人类生活水平的提高，环境保护已成为人类最重要的议题，氮氧化物造成的大气污染越开越引起人们的重视。2000年，我国氮氧化物排放量约为1177万吨，其中约63%源于燃煤。如果保持这种排放水平，到2020年我国氮氧化物排放量将达到2363一2914万吨，超过美国成为第一大氮氧化物排放国。控制氮氧化物排放的问题已是刻不容缓。燃煤锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物严重危害着生态环境，已成为火电厂排烟污染物中一个急需控制的项目。

一、火电厂烟气脱氮技术分类

火电厂在控制燃煤锅炉NOx生成方面，主要采取以下两项技术：一是进行低氮燃烧器改造，采取良好的炉内低氮燃烧方式来抑制NOx生成；二是在锅炉的尾部烟道加装脱硝装置，把煤粉燃烧形成的NOx转化成无害的氮气和有用的氮肥。现很多火电厂均采用上述两种方法一起实施，来更好的减少烟气中NOx的生成。

二、低氮燃烧器改造的技术方案

首先，采用在各煤粉管道中布置的的旋风分离器对一次风煤粉进行浓淡分离，两个浓浓、淡淡的一次风煤粉进入一个一次风室，构成一个一室两层的煤粉燃烧器。从下往上，一次风煤粉喷嘴依次为:两室四层浓浓一次风、一层浓淡一次风、两层淡淡一次风。

第二，将燃烧区域分成上下三个区域，下部为由两层四室浓一次风构成的主燃烧稳燃区，中部为两层四室的淡一次风构成的NOx还原区，顶部为由在主燃烧区上部布置的两层分离SOFA构成的燃尽区。

第三，在炉膛燃烧区域的水平截面，一次风喷嘴射流反切，在每层浓一次风喷嘴上部布置一层刚性的偏置二次风，这样构成了在炉膛中央的高浓度煤粉、高温、低氧的主燃烧区，在炉膛壁面附近构成了低煤粉浓度、低温、高过量空气系数的氧化区;同时SOFA燃尽风喷嘴反切，并可水平、上下摆动，调节炉膛出口火焰温度和避免炉膛出口两侧烟温偏差。

图一改造前主燃烧器

第四，一次风煤粉燃烧器采用齿形低NOx煤粉喷嘴。该结构类似于WR宽调节比燃烧器，但采用了与喷嘴的摆动配合结构，减少了煤粉喷嘴的周界风设计，而在煤粉喷嘴上下两侧各增加了一层二次风。

第五，在最下层的浓一次风和淡一次风燃烧器布置小油点火装置，以保证冷热态锅炉启动的少油点火启动，以及实现锅炉非正常的超低负荷(低于的30%MCR)的节油稳燃。

三、低氮燃烧器改造具体施工方案

以我自己参与的湖南常德创元电厂2×300MW机组低氮燃烧器改造为例，湖南创元电厂2×300MW机组是上海锅炉厂有限公司生产的亚临界、一次中间再热、自然循环锅炉，单炉膛四角切向燃烧，烟气挡板调温，配套中储式钢球磨热风送粉系统，设计燃用河南贫瘦煤，半露天布置，全钢架悬吊结构，平衡通风，固态机械除渣。锅炉型号：SG-1025/17.5-M720，于2008年09月投入商业运行。

本次改造项目设计、制造单位为烟台龙源电力技术有限公司，主燃烧器组合件标高：最低：16.6米，最高28.88米，SOFA燃烧器为四层，SOFA燃烧器组合件标高在31米-38米之间。单件最大重量26.4吨，主燃烧器、SOFA燃烧器采用组合件整体吊装（包括弯管水冷壁、燃烧器壳体、一、二、三次风组件、二次风门挡板）。SOFA风箱、风道采用现场制作安装。

主燃烧器分布方式：

图二改造后主燃烧器

增加sofa燃烧器分布方式：

本次改造施工的关键点：

1、找准标高位置

燃烧器安装标高的测量，以汽包中心为基准下往下引，确定主燃烧器中心标高位置，再从主燃烧器中心标高引至主燃烧器上下位置水冷套焊口标高，确定割管位置。sofa燃烧器中心也由主燃烧器标高上引确定，再由sofa燃烧器中心引出sofa燃烧器水冷套焊口标高，确定割管位置。

2、找准切圆

燃烧器安装的好坏直接关系到锅炉运行出力，因此在这一工序中，应做到谨慎、细致，保证安装质量。喷燃器标高偏差为±5mm，各喷燃器之间标高相对偏差为±3mm。改造后燃烧器切圆为Φ1272mm，假想切圆的切线与喷嘴轴线夹角偏差应该小于0.5°。

四、结语

综上所诉，低氮燃烧器改造是国内火力发电厂减少NOx排放量的有效措施之一，而掌握合理的低氮燃烧器改造施工方案、了解低氮燃烧的技术原理是每个电厂锅炉检修人员都要掌握的一项重要知识，同时也希望随着以后科学技术的进步，能有更加有效减少火电厂燃煤锅炉NOx排放量的新技术出现。

参考文献

[1]李明.浅析火电低氮燃烧器的改造与应用.《科技风》2011年15期.

[2]张成恩.分级燃烧技术的应用[J].锅炉技术，1998（6）.