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火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整

北极星大气网  来源:山东工业技术  作者:王秋粉 王毅岩  2020/3/31 11:04:19  我要投稿  

北极星大气网讯:摘 要:低氮燃烧过程中会排放氮氧化物(NOx),对生态环境和人体健康产生危害。采用专业方法,实施火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整,能够对NOx排放量进行有效控制,提高生产效率,减少环境、生态问题。文章简要分析低氮燃烧技术情况,制定低氮燃烧器改造方案,对其运行过程进行优化。

国家一直很重视火电厂大气污染物排放情况,出台了各类法律法规和防治政策。火电厂运营发展过程中,除了考虑经济效益之外,还要兼顾环境问题,思考如何减少大气污染物排放量,并提出有效的实施方法。事实上,火电厂锅炉改造能够有效控制NOx排放量,减少环境及空气污染,实现环境保护效益及目标。

1 低氮燃烧技术情况

降低NOx排放,能够对大气污染进行有效控制。该过程中,以低氮燃烧技术为主,烟气脱硝技术为辅。其中,低氮燃烧技术与NOx生成机理存在关联性,主要构成元素有低氧燃烧、烟气再循环等。通过在纵向位置设置燃烧器,促进氧化还原、主还原、燃尽区三个板块的形成。该过程中,还能够依据各锅炉情况,在合适的位置归放燃烧器,便于锅炉内部有机染料和配风低温、低氧燃烧,并实现分区和分级,从而对NOx排放量进行有效控制,达到良好的清洁燃烧效果。

2 低氮燃烧器改造方案

2.1 优选燃烧器

依据实际要求,制定科学的低氮燃烧器改造方案,以此为参照,對燃烧器进行优选。水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃烧器在国内应用普遍。前者主要作用是分离水平方向煤粉,使其浓淡分开,在炉内脱硫工作中应用普遍,射流偏向炉内中心位置,具备很强的径直卷吸能力和风包煤效果。垂直浓淡燃烧器与其原理相同,使用过程恰相反,着重负责垂直方向煤粉分离工作,实施效果非常好。燃烧器类型选择切忌盲目,除了把炉内浓淡煤粉隔开之外,还要全面掌握分离比例、各类参数情况等,严禁炉内有低氮残留。

2.2 改造主燃烧器

改造主燃烧器时,不仅要对主燃烧器标准高度进行确定,还要对四角风箱风道、挡板风箱位置等进行科学固定,更换全部喷口、弯头等,确保各构件均达标。最末层以轴向插入式等离子燃烧器形式存在,还要对余下一次风燃烧器进行更改,使其转换为浓淡燃烧器,上浓下淡或者下浓上淡。该背景下,高耐热性钢板应用效果好,使四层中间二次风喷口保持封闭状态,同时更换余下的二次风喷口,还要兼顾贴壁风喷口布置,确保水冷壁表层有足够的氧气,避免因氧气量不达标,出现围炉内温度过高、结渣,发生腐蚀。除此之外,还需要更改其余二次风喷口,使射流方向发生改变,对一次风射流方向和其他二次风喷口角度进行重点控制,使前期缺氧燃料和后期供给氧得到充分混合[1]。

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 低氮燃烧运行优化方案

3.1 优化调整一二次风和周界风

风量变化会对氮氧化合物浓度产生影响,如果风量过大,炉内氧气含量和氮氧化合物浓度都比较低。依托机组各功率运行情况调整,对比正倒宝塔等配风方法,可知,倒宝塔配风运行产生的氮氧化物少,不会影响大气。综合考量氮氧化物、锅炉燃烧效率对等指标,将各层二次风开度作为重要控制元素,且不得超过70%,上层二次风开度和各层周界风开度分别在35%和15%-20%之间,给出优化调整方案。

3.2 调整燃烧器摆角和燃尽风

分析低氮燃烧时氮氧化物生成量,调整燃烧器摆角和燃尽风非常关键。调整燃尽风摆角,使之向上倾斜,既能够规避锅炉两侧气温偏差,还能够达到良好的摆角运行效果,缩短运行时间。燃尽风优化调整,稳定锅炉内总分量的同时,依据具体运行情况,使燃尽风挡板增大,对氮氧化物排放量和飞灰参数进行有效控制[2]。

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。

4 结语

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。

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