锅炉低氮燃烧器改造后存在的问题与策略

锅炉低氮燃烧器改造后存在的问题与策略

安伟鹏

大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂 河北省张家口市 075000

摘要：本文对治理NOx情况实行分析，对锅炉低氮燃烧器完成改造的相关问题加以研究，比如：炉效降低问题、锅炉对煤种类适应降低问题、过热器降温水量过多问题等。最后，采取了相关锅炉低氮燃烧器改造后问题的处理措施，以便及时解决锅炉低氮燃烧器改造后的问题。

关键词：锅炉；低氮燃烧器；改造问题；策略

当前，我国生态环境污染问题严峻，直接关系到人们的正常生活、生活质量，因而需认真做好电力企业节能减排方面工作。同时，煤炭发电企业应该遵循国家污染物排放相关标准，对锅炉低氮燃烧器进行改造，合理使用低氮燃烧技术处理，旨在使得NOx排放量得到控制，促使锅炉运行更加稳定、可靠。

一、治理NOx情况分析

国内、外相关NOx方面的研究较多，燃煤发电NOx处理阶段有燃烧前处理阶段、燃烧中处理阶段、燃烧后处理阶段。其中，燃烧前脱氮为燃料——低氮燃料转化的过程，这个环节操作困难且需投入大量的资金支持，所以应加深研究、分析^[1]；燃烧中脱氮多会使用阻燃法，对燃烧过程中燃烧形成的NOx排放出来，然后形成NOx还原；燃烧后脱氮，指的是将燃料燃烧后释放出的气体作以脱销处理。当前，煤炭发电企业多会通过燃烧中脱氮、燃烧后烟气脱销的方式，降低NOx排放量、实行燃煤锅炉完善及改造处理。

二、锅炉低氮燃烧器完成改造的相关问题研究

（一）过热器降温水量多问题

锅炉改造时会应用空气分级低氮燃烧技术处理，蒸汽参数、设计参数有一定出入，这时容易引发锅炉过热器减温水量增加的现象，和煤粉燃烧时间长、使用燃尽风有关，因此易促使炉膛出口烟气的温度增加、炉膛温度及炉膛水冷壁辐射吸热量下降，逐渐形成对流导致受热面吸热量增加、过热器降温水量增加的情况。

（二）炉效低问题

完成锅炉低氮燃烧器改造后NOx产生量减少，采用相同煤种的时候会生成大量的飞灰污染物质，究其原因和低氮燃烧技术的应用为低温燃烧、低氧燃烧有关，主燃区温度降低、煤粉着火则会受到控制、延迟，这时着火区含氧量降低、燃烧时间加长，故而飞灰、炉渣可燃物增加^[2]。除此之外，锅炉改造使燃烧器一次风喷口、二次风喷口面积产生一定的改变，一次风、二次风混合延迟，所以对煤粉气流着火、燃烧情况构成直接影响。

（三）锅炉对煤种类适应性降低问题

改造后的低氮燃烧器调整燃烧，利于和NOx排放量、锅炉经济性匹配，然而若是更换锅炉煤种易于致使锅炉经济指标、环保指标的关系失衡，使用高热值煤种、高挥发煤种，NOx排放量加大、控制效果较佳；采用的为煤种质量不达标/含水量过多，则会使得NOx排放量减少，不利于有效控制。

（四）锅炉内燃烧环境变化问题

炉膛内温度下降的原因，与低温燃烧、低氧燃烧存在紧密关联性，低温缺氧条件下煤粉着火时间延迟，成为灰烬后能力减退，这时锅炉内燃烧环境、改造前比较有较大区别。锅炉改造前使用的为配煤法和配风法，不建议在改造后使用，主要原因为如果在改造后使用会对锅炉的相关指标构成不利影响，且易于致使锅炉低负荷稳燃能力下降^[3]。

三、锅炉低氮燃烧器改造后问题的处理措施刍议

（一）进行改造前评估工作

锅炉不通过排放指标中，NOx排放浓度、煤类型，以及锅炉型号、燃烧器型号等的联系紧密，燃煤电厂为维护自身经济效益，锅炉应用的煤种质量、设计煤种质量有一定差异性，因而要求在选用低氮燃煤技术改造前，考虑到锅炉使用煤种情况。除此之外，锅炉设计改造后煤炭类型不佳，容易造成NOx排放量控制不良的现象，这就要求对锅炉作以全面了解、编制相应的改造方案，考虑到锅炉经济性、环保性，从而避免引发新的风问题造成不良影响^[4]。

（二）合理应用燃烧的方法

锅炉低氮燃烧器完成改造后确定型号，于各种锅炉条件下燃烧煤种不同、产生NOx量有所差异，提示锅炉运行方式可发挥重要作用，便于为降低NOx排放量提供支持。

（三）科学调整燃烧方式

低氮燃烧技术完成改造后，锅炉NOx排放量与应用煤种、锅炉工作方式联系密切，在应用煤种、锅炉负荷发生变化条件下，锅炉运行氧量、配风方式、磨煤机运行组合法等均需作以优化和调整。一般情况下，需要一段时间确定最适合的燃烧方案、不断完善燃烧的方式，以此满足经济性及环保性的相关要求。排放气体浓度满足环保标准的同时，应确保燃烧的稳定性、使用经济性煤种，于炉内进行分层燃烧，从而提高锅炉稳定性、减少NOx产生量。通过实行低氮技术改造工作，锅炉内燃料燃烧时间增加，故而建议对热工控制系统、控制曲线作以相应调整，结合锅炉工作期间问题完善控制曲线、控制系统，从而不断加强锅炉负荷过程中相应方面能力。

（四）完善锅炉运行氧量

对空气系数、空气氧量加以控制的过程，可促使煤粉缺氧条件下燃烧，对NOx生成进行控制，在缺氧条件下锅炉飞灰可燃物的量会增长，会对锅炉运行效率造成严重威胁。针对于此，需保持低氮情况下使飞灰可燃物减少、确保锅炉的整体运行效率，通过燃烧调整试验确定运行氧量，于NOx排放浓度规定范围使得排烟损失、气体、固体未燃损情况得到有效控制。在低氮燃烧器实行改造前风量、氧量均较大，可为主再热气温控制工作打下基础，低氮燃烧器可在分级燃烧之上构建，氧量、主再热气温不是呈正比例，风量适合趋势下风量增加，主燃区富氧状态下燃烧NOx的浓度提升，而这也是造成燃尽区热负荷中心构建受到直接影响的基本原因，此时主再热气温设计值过低

^[5]。经燃烧调整试验结果可见，机组负荷处于280MW~300MW控制氧量约为2%，负荷250MW~270MW控制氧量在3%左右，负荷180MW~200MW控制氧量约为4%，负荷160MW~180MW控制氧量在5%左右，有助于使得NOx排放浓度、飞灰可燃物，以及主再热气温等保持稳定。

（五）一次风、二次风配比调节方法

一次风、二次风调节，对于减少飞灰可燃物和NOx生成，以及提高主再热气温、燃烧稳定性，均有积极的影响。一次风管保持通畅条件下，严格控制风速、确保二次风速，利于加大空气、煤粉扰动，促使煤粉可燃物质、空气直接接触，燃烧更加完全^[6]。在负荷条件下一次风压箱的压力在2600Pa左右，处于高负荷条件一次风箱压力在2800Pa左右，不但能有效延长煤粉烛燃烧区停留的时间，而且封管加装风速测量装置可将一次风速控制在每秒20m。

结语：为使得NOx排放量得到控制、减轻发电厂环保方面的负担，需对燃煤设备加以深入研究，实行锅炉低氮燃烧器改造，如：改造前评估、调整燃烧方式、完善锅炉运行氧量等，进而有效维护发电企业的效益、促进其良好的发展。

参考文献：

[1]胡胜林，李源，毛睿，等.低氮改造后再热汽温偏低的燃烧调整研究[J].发电技术，2019，40(5):6.

[2]王云鹏，段小云.330MW热电联产机组锅炉低氮燃烧器改造和燃烧调整[J].华电技术，2020，42(6):8.

[3]杨轶.锅炉低氮燃烧器改造后受热面超温原因分析及预防控制[J].通讯世界，2019，26(3):2.

[4]席云铭，韩彩凤，肖琨.600MW亚临界煤粉锅炉低氮燃烧器改造方案研究[J].锅炉技术，2019，050(004):66-69.

[5]白发强.75t/h中压燃气锅炉低氮燃烧器改造效果分析[J].中国化工贸易，2019，011(022):126.

[6]杨海勇，熊显巍，冉桂林.中间仓储式热风送粉贫煤锅炉低氮燃烧器改造[J].华电技术，2019，41(9):4.