锅炉燃烧器低氮改造后存在的问题与防范措施

锅炉燃烧器低氮改造后存在的问题与防范措施

郑涛

上海能源科技发展有限公司  上海  200233

摘要：锅炉燃烧器低氮改造是为了减少燃烧过程中产生的氮氧化物排放，以应对环境保护的需求。尽管低氮改造在降低污染方面取得了显著成效，但也存在一些问题需要解决。本文将分析低氮改造后可能出现的问题，并提出相应的防范措施，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：锅炉燃烧器；低碳改造；燃烧效率

1.燃烧稳定性下降

1.1问题

低氮改造后，由于燃烧过程发生了变化，容易导致燃烧不稳定的问题。这可能表现为火焰不均匀、燃烧噪声增大等情况，影响锅炉的正常运行。

1.2防范措施

1.2.1优化燃烧器结构设计

（1）火焰稳定器：在燃烧器中增加火焰稳定器，通过改变火焰形态和流动特性，提高火焰的稳定性。火焰稳定器可以采用旋流器、喷射器等不同结构形式。

（2）喷嘴设计：合理设计喷嘴形状和尺寸，使燃料和空气能够均匀混合并充分燃烧。喷嘴的位置、角度和数量也需要进行合理安排。（3）混合室设计：设计合适的混合室，使燃料和空气能够充分混合，并提供良好的燃烧条件。混合室内的结构和通道布置应该经过精确计算和模拟，确保混合效果最佳[1]。

1.2.2严格控制燃烧过程中的氧量

（1）氧量监测和调节：安装氧量传感器来实时监测燃烧过程中的氧含量。根据实际情况，及时调整燃料供给和空气配比，使氧含量维持在适宜的范围内。

（2）空气预热系统：使用空气预热系统将进入燃烧器的空气进行预热，以提高燃料的燃烧效率，并减少所需的氧量。这有助于改善燃烧稳定性。（3）混合气均匀性控制：通过优化燃料和空气的混合方式和分布，确保燃料与氧气充分混合并均匀分布。这可以减少局部过剩氧的产生，提高燃烧的均匀性和稳定性。（4）燃烧过程参数控制：根据燃料特性和运行环境，合理设置燃烧过程的参数，如燃烧温度、燃料喷量等。通过优化这些参数，可以减少氧的过量供应，提高燃烧效率。

1.2.3定期检查和维护燃烧器

（1）检查燃烧器组件：定期检查燃烧器的关键组件，如喷嘴、火焰稳定器等。确保它们的完整性和功能正常。（2）清洁燃烧器内部：定期清理燃烧器内部的灰渣和积碳，以保证通道畅通，并提高燃烧效果。（3）校正和调试：定期校正燃烧器的工作参数，如燃料供给量、空气配比等。通过调试燃烧器，确保其处于最佳工作状态。（3）检查燃烧器连接：检查燃烧器与锅炉或其他设备的连接是否紧固可靠，避免漏风或漏气现象[2]。（4）替换老化部件：及时更换老化、损坏或失效的燃烧器部件，以确保燃烧器的正常工作和长期稳定性。

2.氮氧化物排放逸出

2.1问题

尽管进行了低氮改造，但在实际运行中，锅炉燃烧器低氮改造后的NOx排放仍可能超过标准限值。这可能是由于燃烧工况变化、设备老化等原因导致的。

2.2防范措施

2.2.1建立完善的监测控制系统

（1）安装氮氧化物监测设备：在燃烧器附近安装氮氧化物监测设备，实时监测燃烧过程中的氮氧化物排放情况。这可以帮助及时发现排放异常，并采取相应的调整措施。（2）自动控制系统：使用自动控制系统对燃烧过程进行实时控制。通过与氮氧化物监测设备的联动，自动控制系统可以根据监测结果调整燃料供给和空气配比，保持氮氧化物排放稳定和达标。（3）数据分析和预警功能：监测控制系统应具备数据分析和预警功能，能够对氮氧化物排放数据进行统计分析，提前预警和诊断潜在的问题，并提供解决方案[3]。（4）远程监控和管理：将监测控制系统与远程监控和管理系统相结合，实现对燃烧过程的远程监测和管理。这样可以及时掌握燃烧器运行情况，进行远程调整和干预，确保排放达标。

2.2.2定期进行设备运行检查和维护

（1）设备检查：定期对燃烧器及相关设备进行全面检查，包括喷嘴、燃烧室、火焰稳定器等部件的状态和清洁情况。发现损坏或老化的部件应及时更换。（2）燃料质量控制：确保使用合格的燃料，避免使用含有高硫或其他污染物质的燃料，以减少氮氧化物的生成和排放。（3）清洁和维护：定期清洁燃烧器内部，去除积碳和灰渣，以提高燃烧效率和稳定性。同时，进行必要的润滑和维护工作，保障设备正常运行[4]。

2.2.3加强操作人员培训

（1）操作指导：为操作人员提供详细的操作指导，包括启动和停机程序、设备调整方法、监测仪器的使用等。确保他们能够正确并熟练地操作低氮燃烧设备。（2）安全培训：强调安全意识和安全操作规范，教育操作人员在操作过程中注意安全风险，并采取相应的预防措施，以保障工作场所的安全。（3）培训更新：定期进行培训更新，以便操作人员了解最新的低氮燃烧技术和操作方法，并不断提高他们的专业水平。

3.其他污染物排放增加

3.1问题

锅炉燃烧器低氮改造后，可能会引起能耗的增加。这可能是由于改造过程中引入了额外的设备或者调整了燃烧参数等原因导致的。

3.2防范措施

3.2.1优化燃烧过程控制

（1）燃料预处理：对燃料进行适当的预处理，如脱硫、脱水和粉碎等，以降低含硫和湿度，提高燃烧效率和减少其他污染物的生成。（2）空气配比调整：通过优化空气配比，确保燃料在理想的氧浓度下完全燃烧，减少未燃烧的碳和其他污染物的生成。（3）温度控制：通过控制燃烧温度，尽可能降低颗粒物和挥发性有机物的生成。适当的温度控制可以使燃料完全燃烧，并有助于减少其他污染物的排放

[5]。（4）燃烧控制系统优化：对燃烧控制系统进行优化，确保其精确监测和调节燃料供给、空气配比等参数，以实现低污染物排放和高燃烧效率。

3.2.2定期清洗和更换污染物排放相关的设备

（1）烟囱和管道清洗：定期对烟囱和管道进行清洗，除去积聚的颗粒物、油污和其他污染物。清洗后可以提高排放通道的流畅度，减少颗粒物和挥发性有机物的滞留和排放。（2）过滤器或捕集器清洗和更换：根据设备的使用情况和厂家建议，定期清洗过滤器或捕集器，以去除积聚的颗粒物和其他污染物。同时，根据捕集器的使用寿命，及时更换旧的捕集器，以保持其有效控制污染物排放的能力。（3）传感器和监测设备维护：定期检查和校准气体传感器和监测设备，确保其准确度和可靠性。维护良好的传感器和监测设备可以提供准确的污染物排放数据，帮助及时发现并解决问题。（4）燃烧器维护和调整：定期对燃烧器进行维护和调整，以保持其正常运行和高效燃烧。

3.2.3对其他污染物的监测和治理能力

（1）污染物监测系统建设：建立完善的污染物监测系统，包括传感器、监测设备、数据采集与分析平台等。通过实时监测其他污染物的浓度和排放情况，可以及时发现异常并采取相应措施进行治理。（2）污染物治理技术研发：加大对其他污染物治理技术的研发和推广应用。通过研究和开发先进的污染物治理技术，如颗粒物捕集器、脱硫装置、挥发性有机物吸附剂等，提高治理效率和降低其他污染物排放。（3）污染物治理能力建设：加强污染物治理技术的培训和推广。提高从业人员的技术水平，使其具备处理其他污染物的能力，有效实施污染物治理措施。

结语

总而言之，锅炉燃烧器低氮改造虽然在降低氮氧化物排放方面具有积极意义，但也存在一些问题需要解决。通过优化燃烧器结构设计、加强监测和维护以及提高操作人员技能等防范措施，可以有效解决低氮改造后可能出现的问题，保证锅炉燃烧器的稳定运行和环保效果。未来的研究也可以着重探索更先进的低氮改造技术，并结合智能化控制系统，以进一步提高燃烧效率、降低排放，实现更加清洁和可持续的能源利用。

参考文献：

[1]杨艳. 锅炉燃烧器的低氮燃烧改造[D].华北理工大学,2019.

[2]陈亚娟,温金涛,李六军,王庆丰,杜红波. 小型燃气锅炉低氮燃烧技术应用效果对比分析[J]. 区域供热,2019,(02):54-56+87.

[3]郭宏梁. 300MW火力发电机组锅炉低氮燃烧技术改造分析[D].华北电力大学,2018.

[4]胡庆权,张华聪. 锅炉燃烧器低氮改造后发生高温腐蚀的原因分析及防止措施[J]. 重庆电力高等专科学校学报,2017,22(05):32-34.

[5]李明星. 燃气锅炉燃烧器低氮改造后对锅炉效率的影响[J]. 河北农机,2016,(12):54-55.