（广州粤能电力科技开发有限公司 广东省广州市 510080）
摘要：通过降低NOx排放的技术，有效抑制火电机组中氮氧化物的产生及排放，达到国家超净排放要求，缓解大气污染。在对某发电集团超超临界机组的调试过程中，由于烟气中氮氧化物排放量高于国家超净排放标准，通过氧量控制、调整燃烧、低氮燃烧器等技术经验的综合运用，有效控制了氮氧化物的产生。
关键词：氮氧化物；氧浓度；燃烧；超净排放；
Absrtact：By reducing the NOx emission，the production and emission of nitrogen oxides in thermal power units can be effectively suppressed，and the national Ultra net emission requirements can be achieved to mitigate the air pollution.In the commissioning of a super supercritical unit of a power generation group，the production of nitrogen oxides is controlled effectively by the comprehensive application of oxygen control，combustion adjustment，low nitrogen burner and so on，because the NOxemission in flue gas is higher than the national super Net emission standard.
Key words：nitrogen oxides oxygen concentration burning ultra net emissions
1前言
2017年10月，习近平主席在十九大报告中指出，坚持人与自然和谐共生。必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念。随着环境的日益恶化，环保的重要性更为突出，而氮氧化物则为当今大气污染物的主要污染源之一。当今氮氧化物的形成主要来自于煤炭的直接燃烧，而火电机组又是煤炭燃烧的重要部分。因此，降低电力工业氮氧化物的排放对大气环境及生态环境的保护有着重要的意义。
目前控制NOx排放技术主要有低氮燃烧器、燃料分级燃烧、空气分级燃烧和烟气脱硝技术。而烟气脱硝技术有SCR（选择性催化还原法）、SNCR（选择性非催化还原法）和SCR/SNCR混合脱硝。在对某电力集团的机组及脱硝系统调试期间，SCR脱硝系统投运至满负荷过程中，氮氧化物排放值并未降低至国家超净排放的规定值，其炉膛内NOx含量也远超锅炉氨氧化物保证值。对此，在机组的调试过程中对整个脱硝系统进行数据分析并主要针对其燃烧区域进行优化调整，最终使其排放指标达到规定值以下。
2设备概况
某发电集团2×660MW等级超超临界锅炉为北京B&W公司按美国SWUPTM锅炉技术标准，结合本工程燃用的设计、校核煤质特性和自然条件，进行性能、结构优化设计的超超临界参数SWUPTM（Spiral Wound Universal Pressure）锅炉。
锅炉为超超临界参数、螺旋炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、露天布置的π型锅炉，锅炉设有带循环泵的内置式启动系统。锅炉采用中速磨煤机正压直吹式冷一次风制粉系统，前后墙对冲燃烧方式，配置B&W公司DRB-4Z型和AIREJET型超低NOx旋流燃烧器及OFA喷口。锅炉尾部设置分烟道，采用烟气调温挡板调节再热器出口汽温。锅炉尾部烟道配有SCR脱硝装置，SCR出口设置一台四分仓容克式空气预热器，锅炉满负荷时氮氧化物保证值为200mg/Nm3，在此工况锅炉脱硝的设计效率为85%。
3试验过程
在对某电力集团#3机组脱硝系统的调试过程中，锅炉在整套启动期间CEMS测量仪器一直在调试，无法正确反映NOx排放量，调试至满负荷过程期间，表盘NOx排放值180~200mg/Nm3，尾部烟道SCR脱硝系统达100%满出力时，脱硝出口NOx含量仍有100mg/Nm3，无法达到排放要求。通过分析观察，发现省煤器出口氧量偏差较大，期间在燃用不同磨组时，氮氧化物含量变化也很大，针对出现的问题，并结合现有方法对其进行调整，经过以下调整效果明显，氮氧化物排放达到锅炉设计保证值，出口NOx含量达到国家超净排放标准。
3.1对磨组合的调整
在锅炉带至满负荷660MW进入168试运计，在其运行过程中发现燃用不同磨组合时，省煤器出口NOx排放值差别很大，在ABCDE磨运行时NOx排放约289mg/Nm3，在ABCDF磨运行时NOx排放值为234 mg/Nm3，在ACDEF磨运行时NOx排放值为332 mg/Nm3，均高于锅炉氮氧化物的保证值。
通过试验并确定正确的磨组形式后，在进一步的调试过程中发现省煤器出口6只氧量测点出现较大偏差，在经过对省煤器出口氧量进行标定和氧化锆测点的氧量显示比对后，基本确定了该处的真实氧量，即锅炉燃烧分布不均匀。根据此结果，我们继续增加调整其碗型配风幅度。首先通过开大两侧燃烧器二次风门开度，其中AIREJET燃烧器两侧调整至80%，将中间3只调整至45%；XCL燃烧器两侧至100%，中间3只开度50%。经过调整，中间氧量下降，两侧氧量上升，两侧的氧量趋向平均。此时NOx由289mg/Nm3下降至250mg/Nm3左右。
在对炉膛的燃烧调整主要是通过调整配风方式和降低氧量等调整手段，调整初期由于锅炉的燃烧不均使各燃烧区出现氧量的偏差，部分区域出现“富氧燃烧”，此时极大地促进了氮氧化物的形成，导致NOx含量过高。通过合理的配风，对燃烧进行调整，使氧量更为均匀，燃烧情况得到改善，有效的抑制了氮氧化物的形成。在对氧量测点的位置进行观察后发现，本台机组的表盘氧量测点位置位于烟气挡板之后，加之流场性能不好，导致表盘氧量显示值偏低1%，DCS显示偏小，导致炉膛实际氧量整体偏大；又因之前燃烧引起的氧量不均，使部分区域出现富氧状态因而NOx含量迅速增加。在调试期间，由于表盘氧量的偏差，使我们调试人员不能继续减少风量。而后根据真实测量值调整配风方式使氧量达到均衡状态并合理的降低风量后，NOx排放值出现较为明显改观。
3.3低氮燃烧器的调节
在上述调节基础上我们继续对低氮燃烧器进行调节，将所有AIREJET燃烧器的外旋流角度由60°调整至45°，入口NOx下降至210mg/Nm3，出口NOx下降至48mg/Nm3。对燃烧器旋流角度的调整是通过改变旋流角度来改变燃烧器的旋流强度，通过增大燃烧器所喷二次风对高温烟气的卷吸程度，促使近火焰处形成大的内部回流区。卷吸的高温烟气回流到中心的富燃料处，使早期形成的NOx在进入火焰中心欠氧区后被还原为无害的氮，从而达到降低NOX含量的目的，通过对炉燃烧器旋流角度的调整，可以有效降低锅炉产生的氮氧化物含量。
3.4空气的分层燃烧
在氧量、炉膛燃烧等调整至最佳工况后，我们继续对OFA风量进行调整，OFA风的作用主要是通过空气的分级燃烧。因燃烧区氧浓度对NOx的形成有很大影响，当过量空气系数α<1时为“贫氧燃烧”，在此情况下可有效降低氮氧化物的生成，依此原理，通过控制主燃烧区的空气量可有效降低燃烧区的氧浓度和平均温度，以此来推迟燃烧过程、有效抑制氮氧化物的生成。剩余空气再通过OFA风喷口喷入炉膛，与烟气混合完成整个燃烧，增加燃料的燃尽率提高燃烧效率。试验过程中我们将OFA单侧风量由185增至220t/h。在二次风大风箱风门开度在60%时将OFA喷口的调风套筒开度增大，风量单侧增加了4t/h，期间维持总风量不变，即锅炉氧量不变，此时NOX下降了25mg/m3，氮氧化物降低效果较为明显。此时脱硝入口氮氧化物值降至180mg/m3，满足锅炉氮氧化物保证值；经脱硝装置后出口NOx含量降至40mg/m3以下，满足国家超净排放要求。
4结语
在此次试验中，我们主要通过NOx排放技术的综合运用，成功将锅炉NOx含量控制在保证值200mg/Nm3附近，通过尾部烟道脱硝装置后满足168期间NOx≤40mg/Nm3的国家超净排放要求，我们又对省煤器出口的CO和NOx测量，发现CO基本没有，NOx和表盘基本吻合。目前我国在大型火电机组中脱硝技术已较为成熟，但就各种技术在实际情况的综合应用上，在本次的调试中运用的较为典型同时取得了良好的效果。
参考文献：
[1]王文选，肖志均，夏怀翔. 火电厂脱硝技术综述[J]. 电力设备，2006（08）.
[2]刘国庆.浅谈脱硝技术在660MW机组中的应用[J].科技创新与应用.2014（03）.
[3]康泰瑞，石峰.电厂脱硝技术概述[J].现代工业经济和信息化.2013（18）.
论文作者:张珈豪
论文发表刊物:《河南电力》2018年4期
论文发表时间:2018/8/17
标签：氧化物论文; 锅炉论文; 氧量论文; 烟气论文; 机组论文; 燃烧器论文; 炉膛论文; 《河南电力》2018年4期论文;