锅炉燃烧调整过程中的思考与总结

锅炉燃烧调整过程中的思考与总结

刘慧   杨子海  张杰

兰州石化公司   甘肃省兰州市   730060

摘要：公用工程二部动力锅炉区域AB锅炉装置是东方锅炉厂设计制造，1995年投运的高压煤粉炉，锅炉型号为 DG145/10.5－1型，锅炉露天布置，倒U型结构，燃烧器四角布置，切向燃烧，固态排渣，平衡通风。空预器采用管式空气预热器结构。锅炉额定蒸发量145t/h，额定蒸汽压力10.5MPa（G），额定蒸汽温度495℃。作为一名司炉，主要工作就是调节锅炉燃烧，保证锅炉运行稳定，同时提高锅炉效率，降低锅炉消耗、保证烟气氮氧化物达标排放，下面就锅炉燃烧调整一些认识与各位专家进行交流。

一、锅炉燃烧调整的重要性

1.提高热效率:燃料燃烧的效率决定了锅炉的热效率，而锅炉的热效率直接关系到经济效益。通过调整一、二次风量，炉膛压力、煤粉细度等参数，可以使燃料在炉膛中充分燃烧，提高锅炉的热效率。

2.降低燃料消耗:在保持一定的负荷时，通过优化燃料分配、燃烧配风，可使燃料消耗量降低，达到节约能源的目的。

3.降低污染排放:强化燃烧可以使燃料在炉膛中充分燃烧，减少不完全燃烧损失，同时造成氮氧化物生成量增加。这就需要通过燃烧调整，在保证锅炉效率前提下，减少NOx、 SOx、颗粒物等有害物质的排放，达到保护环境的目的。

二、锅炉配风的目的

锅炉配风是燃烧过程中最重要的一环，适当的配风不仅可以提高燃烧效率，降低排放物质的浓度，还可以延长锅炉的使用寿命，降低维护成本，是锅炉运行中不可或缺的重要环节。

锅炉配风是指在锅炉燃烧过程中通过控制空气的进入，使燃料获得足够的氧气，进而实现完全燃烧的过程。其主要目的有:

1.保证燃料的完全燃烧:通过控制配风量和风口结构，使燃烧室的空气分布均匀，从而达到燃料的完全燃烧，提高能量利用率。

2.调节燃烧温度:在配风的过程中，可以通过调整空气配送和位置，实现对燃烧过程中的温度调节，从而达到更加高效的燃烧效果。

3.降低NOx排放:通过对风门开度和配风量的控制，可以调节燃烧室内的空气含量和温度，从而降低NOx的排放量。

三、影响锅炉配风的因素

（一）送引风量

锅炉送引风量决定锅炉的炉膛负压和氧含量。如果送风量少，锅炉在运行中燃烧不充分，会产生少量的 CO、CH4等；如果配风不当，在燃烧过程中与氧不能充分接触达到充分燃烧；所以保持适当的过量空气，保证煤粉在炉膛的充分燃烧非常必要。但是一旦出现供给燃烧的空气量增大，会有部分氧没有被利用，作为热烟气从烟囱排放掉。这不仅增加了排烟热损失，也直接影响了锅炉运行的经济性。因此，控制锅炉燃烧中的氧含量显得尤为重要，也是衡量锅炉指标的依据之一。

当氧含量指示值偏大，炉膛内火焰发白时，说明送风量过大，应及时调整配风。当送风量不足，炉膛内处于低氧状态下燃烧，或者漏风严重时，燃烧区上部火焰明显上窜，烟囱冒黑烟，此时氧含量指示值会出现偏小。

（二）分级燃烧系统

AB锅炉分级燃烧系统由低氮燃烧器、SOFA风、ROFA风组成。锅炉配风时，首先分配ROFA风量，其次分配SOFA风量，然后分配低氮燃烧器各二次风量。

1、ROFA(加压燃尽风)系统

ROFA(加压燃尽风)系统是将锅炉18%热风经ROFA风机增压后，从不对称安放的喷嘴中以高速射流的形式分多点送入炉膛上部，使炉内的混合和湍流得到了极大的提高，减少锅炉不完全燃烧热损失，调整合适也可以降低火焰高度，减少氮氧化物生成量。

2、SOFA(分离燃尽风)系统

SOFA(分离燃尽风)系统将锅炉12%热风直接送入燃烧器上方，在炉膛中实现分层燃烧，使主燃烧区在微缺氧的环境下燃烧，抑制热力型NOx生成，减少飞灰可燃物，调整燃烧时，根据煤质、炉温，控制其风量大小。

3、燃烧器

AB锅炉配备8台低氮燃烧器， 每台低氮燃烧器由两层浓稀相煤粉燃烧器和两层燃气燃烧器及二次风喷口组成。燃烧器是锅炉燃烧最主要设备，锅炉燃烧的好坏直接取决于喷燃器运行状态，喷燃器运行状态又取决于燃料分配及燃烧配风。燃烧器的调节主要通过各二次风及一次风进行调节，即按风量和燃料的配比来控制锅炉燃烧。

4、二次风

二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和燃料相混合。二次风为燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。各二次风作用如下：

G1、 G2------为燃气二次风，主要为燃气提供二次风

C1 、C2------为煤粉周界风，主要包裹煤粉，提供煤粉初步燃烧二次风

A1-------下二次风，主要起脱火作用，减少煤粉未燃现象

A2 、A3------中二次风，组织燃烧，加强扰动

A4 、A5------上二层风，燃尽风

5、一次风

一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。

四、锅炉燃烧调整方法

（一）气体专烧

1、调整原则

在锅炉配风时，必须在保证锅炉炉膛负压、氧含量、燃烧完全、排烟温度等正常 工况前提下进行调整。

2、调整方法

1）气体专烧时，为了降低氧含量，保证燃气所需二次风刚性，一般工况下，其 它二次风风门及 ROFA、SOFA 挡板尽可能关小，以燃烧器金属温度不超温为准，建议 5～ 10%左右；

2）G1 层 和 G2 层投运时，对应风门应根据燃气量调整，一般以 1000m 3/h 对应 10% 风门比例调节；

3）如果运行过程中，主汽温度出现不达标，可以适宜的调整 G2 层及 G1 层燃气 量，尽量保持 G2 层燃气量大于 G1 层燃气量；必要时其它二次风门也可以做适宜调整。

（二）煤气混烧

1、调整原则

在锅炉配风时，必须在保证锅炉炉膛负压、氧含量、燃烧完全、排烟温度等正常工况前提下进行调整。

2、调整方法

1）煤气混烧时，为了保证二次风刚性，燃气量在 3000Nm 3/h 以下；一般工况下， 尽量保持 G2 层燃气量大于 G1 层燃气量；

2）G1 层 和 G2 层不投运时，对应的二次风风门尽可能关小，以燃烧器金属温度 不超温为准，建议 5～10%左右；

3）如果运行过程中，主汽温度出现超温或不达标，可以适宜的调整 ROFA 风机挡 板开度、SOFA 风箱的开度，必要时其它二次风门也可以做适宜调整；

4）锅炉运行的过程中，为了满足燃烧需要，在保持氧含量前提下，尽量提高二次风压，保证煤粉完全燃烧；

5）锅炉运行的过程中，为了满足燃烧需要，在保持一次风量前提下，尽量降低一次风压，防止煤粉冲刷水冷壁，磨损煤粉管道。

本研究的成果对于提高锅炉燃烧效率、降低能源消耗和减少环境污染具有重要意义。同时，也为其他领域的燃烧过程优化提供了借鉴和参考。在未来的工作中，我们将继续深入研究锅炉燃烧过程中的各种影响因素，进一步优化燃烧控制策略，以期实现 高的燃烧效率和更好的环境效益。