摘要：为了响应国家环保新政策，600MW级以上火电机组NOx排放值在50mg/m3以下和改善环境的目的，平凉发电有限责任公司讨5号锅炉的燃烧器进行技术改造，该燃烧兼备稳燃能力强、低NOx、防结结焦及防高腐蚀等多重功能；改造后数据结果表明：锅炉在600 MW负荷下NOx排放平均值为300mg/m3以下，比改造前降低50%左右；锅炉效率达到94.43%，飞灰含碳量、过热器减温水量和再热器减温水量均符合设计值；改造后锅炉运行稳定、经济效益明显，对类似工程有一定的指导意义。
关键字：LYSC型低氮燃烧器；低Nox；锅炉效率
0.引言
依据国家环保新政策的要求，在2017年底前所有在建的、新建的火电机组必须采用清洁排放技术；现有600MW以上机组必须达到燃气轮机排放标准，即:粉尘小于5mg/m3,NOx小于50mg/m3，二氧化硫小于35mg/m3；同时超净排放电价补偿、机组利用小时数补偿等各项政策接踵而来。为了响应国家环保新政策，改善环境质量，华能平凉电厂首先对二期5号炉进行了改造。
1.LYCS型低氮燃烧器技术及改造方案
1.1LYCS型低氮燃烧器简介
LYSC-III型燃烧器，创新性地提出了“环形回流区+中心回流区”的气流组织方式。二次风部分设有导流筒、切向可动叶片等装置，使二次风分级送出，在燃烧器出口组织大尺度的“环形回流区”，卷吸足够量的高温烟气至一次风气流内部，使煤粉快速着火，提前进入还原区；在燃烧反应过程中适当推迟二次风的掺混时机，使燃烧器区域呈现强烈的还原性反应气氛。
1.2LYCS型低氮燃烧器燃烧原理
LYSC型燃烧器燃烧技术在空间方面和过程方面上综合考虑了炉内燃烧降低NOx的解决方案，将炉内三维空间分为近壁区和中心柱区，高度方向分为氧化还原区，以独特的深度空气分级技术，强化形成两区内三场特性的差异化分布，包括着火、火焰传播、燃尽等过程的关键点差异分布。其燃烧技术的特点如下:
1）防止结焦和防止高温腐蚀
2）高效稳燃性能
3）深度分级燃烧，降低氮氧化物
1.3锅炉改造前系统概况
华能平凉电厂600MW锅炉由哈尔滨锅炉厂制造，型号为HG-2072/25.4-YM12 ，超临界压力、循环泵式启动系统、前后墙对冲低 NOx轴向旋流燃烧器、单炉膛平衡通风、“П”型布置、固态排渣、全钢构架的变压本生直流炉，锅炉主要设计参数如表1、表2所示。 锅炉在正常运行中省煤器出口处NOx的排放浓度一般维持在400-600mg/m3，通过后期脱销改造后，锅炉整体NOx排放水平基本控制在100mg/m3以下。
1.4锅炉设备及燃烧系统改造方案
1.4.1系统改造目标原则
对炉膛整体配风改造，进一步深化炉膛内整体空气分级燃烧，增大还原性燃烧区域的范围；将原有LNSB燃烧器替换为YNSC型燃烧器，使煤粉高效浓缩，通过浓淡燃烧降低NOx生成量；燃烧器二次风可连续调节，增大煤种适应性，使燃烧器区域呈现强烈的还原性反应气氛，进而降低氮氧化物的生成。
在确保改造目标的前提下，尽量减少改动量，降低成本。
1.4.2系统改造方案
采用LYSC型燃烧技术对锅炉系统改造，其方案如图6所示，取消水冷壁标高为36.716m位置处的16个原燃尽风燃烧器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在前后墙水冷壁标高为37.052m位置处各布置5个内径为1.116m的LYOFA型燃尽风喷嘴，同时燃尽风风箱体积扩大，改造后最大的燃尽风风率达到35%；保持一次风标高及位置不变，将最下层燃烧器前墙改造为兼备等离子体点火系统的LYSC-Ⅰ型燃烧器；将其余25只燃烧器更换为LYSC-III型燃烧器；分别在锅炉A、B侧标高22.68、27.69和32.7m处新增贴壁风喷口。
原燃烧器的旋流方向保持不变，风量重新合理分配，通过调整主燃烧器二次风挡板开度、一次风可调缩孔大小来满足入炉煤种的燃烧特性；主燃烧器的二次风量适当减小，配合燃尽风风量，形成了空气分级。
1.4.3本次系统改造特点
1）同时考虑炉内整体空间和燃烧器燃烧过程，深度分级燃烧，实现低NOx排放：分级燃烧技术是实现降低生成NOx的重要手段，通过高温低氧还原区的建立，实现对已经生成的NOx进行还原，大幅降低了NOx生成。
2）采用LYSC型燃烧器，同时具备很好的稳燃和低NOx功能。
3）将锅炉燃烧整体空间和煤粉燃烧过程系统化，实现中心柱体可控燃烧区和近壁低温高氧燃烧区，防止锅炉结焦和高温腐蚀。
2.改造前后试验参数分析
为保证火电燃煤机组氮氧化物、 二氧化硫及粉尘达到超低排放要求及验证LYSC型燃烧系统的改造效果，根据现场实际情况，进行了改造后系统调试性能试验，主要测试了锅炉改造后的尾部烟气成份分析、排烟温度测试、飞灰、炉渣取样及其分析、锅炉效率计算及其他主要性能参数，然后结合改造前锅炉运行参数加以对比分析。其中NOx排放量是在脱硝系统入口截面积测的NOx体积分数平均后的折算质量浓度。试验中烟气温度和成分测试按照《电站锅炉性能试验规程》的规定采用等截面网格法进行。为了更好地体现改造前后效果对比，试验时锅炉负荷、燃烧工况及煤种与改造前的基本一致。
2.2改造后出现的问题及解决方案
平凉电厂5号炉改造后已安全稳定运行百天左右，运行中遇到了很多问题，在今后运行中仍会有很多问题待解决。
1）额定负荷下，排烟温度升高：负荷600MW，稳定运行2小时后空预器入口温度缓慢升高，高达370℃，排烟温度明显上升，导致空预器电流波动大，给机组稳定运行带来安全隐患。经过检修适当调整空预器密封间隙和运行部采取的《降低空预器入口烟气温度措施》达到了良好的效果。
2）相同负荷下，不同的磨煤机组合方式下，壁温出现较大偏差，一般是前后墙较低、AB侧较高，通过调整运行燃烧器及停运燃烧器二次风开度，可以调整至基本相同。
3）高负荷工况下，尤其在由300MW快速升负荷至600MW时，锅炉AB侧氧量偏差较大，AB侧汽温出现较大偏差，通过调整AB侧送风机风量大小、磨二次方开度及燃尽风开度，可逐渐减小该偏差，甚至消失。
4）目前待解决问题：煤粉管风速及二次风风速需要重新测量、调整。
3总结
平凉电厂二期#5机600MW超临界燃煤锅炉采用采用LYSC型低氮燃烧器技术，同时兼备稳燃、防结焦及防高温腐蚀等多重功能,能够有效减少炉膛出NOx浓度，通过技术改造以及燃烧调整优化，炉膛出口NOx浓度可由改造前的450--600mg/m3，降至180--300mg/m3，经脱硝烟气处理后能满足超净排放NOx要求，NOx的削减率达到50%以上,而且锅炉热效率没有降低，能够达到机组节能环保的改造目标。
参考文献：
[1]华能平凉发电公司锅炉规程.王敬忠.2015.06
[2]低氮燃烧技术在褐煤直吹式制粉系统锅炉的应用.苏汉杰，终辉.黑龙江电力技术.2015.12
作者简介：
袁福计（1985），男，山西人，本科，工程师，从事火电厂集控运行。
论文作者:袁福计,王敬忠,石天军
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：锅炉论文; 燃烧器论文; 平凉论文; 系统论文; 炉膛论文; 结焦论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第13期论文;