摘要：为满足火电机组的排放要求，众多在役锅炉陆续进行了低氮燃烧器改造。采用低氮燃烧器改造技术可以控制火电厂锅炉燃烧过程中NOx的生成量，从而减少了NOx的最终排放量。但已建成的燃煤电厂锅炉在设计之初未曾考虑对NOx的控制，从而使得后续的低氮燃烧器技术改造对锅炉的燃烧和运行产生了一定影响。基于此，本文对火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整进行了简要的探讨。
［关键词］火电厂锅炉；低氮燃烧改造；运行优化调整
引言
为了提高火力发电厂锅炉运行效率，进一步实现低氮燃烧，有必要研究火力发电厂锅炉低氮燃烧的改造，对火力发电厂锅炉进行优化调整，找出有效的运行方式，以提高锅炉的经济性。高效，达到节能增效的目的。
1火电厂锅炉低氮燃烧改造
火电厂锅炉低氮燃烧的改造技术主要是按照立方级的方式，垂直煤粉超浓缩分离的原理来对火电厂锅炉进行低氮燃烧改造的。有关四角切圆的燃烧煤粉炉，只需要更换锅炉的低氮燃烧器，将不再需要对原来的燃烧器的状态进行改进，把锅炉煤粉的喷嘴改换为上下摆动的结构，可以加强煤的燃烧率，进而能够提高火电厂锅炉的低氮燃烧的效率，并能够实现降低NOx的排放。在整个火电厂锅炉低氮燃烧的改造方案中，可以在主要的燃烧器上面增加四层燃尽风的喷口，进一步实现燃烧器可以上下方向的摆动。在整个风室的运行中，能够形成反方向的量距，实现燃烧器在旋转过程中达到旋转量距的平衡状态，能减少火电厂锅炉排放烟气的温差，减少NOx的排放量，提高锅炉运行时的效率。
2低氮改造施工的重要环节
（1）必须选用有锅炉安装及压力管道施工资质的厂家进行施工，在用锅炉更换燃烧器的施工过程，涉及到燃气管道的拆装，根据燃气公司的要求燃气管道的施工必须由有资质的厂家进行施工，在管道拆装前后，需要联系当地燃气公司对燃气管道进行停、复气操作，确保拆除前管道内无燃气，接通后管道无漏气，从安全角度考虑，必须严格规范操作流程。（2）在燃烧器安装前期，需要了解所选燃烧器要求的燃气压力范围，以确保适用于在用锅炉的燃气调压箱的输出压力，否则需要联系燃气公司对燃气调压箱进行调压或更换调压箱，以避免在设备点火试运行时因燃气压力过低造成无法启炉的现象发生。（3）低氮燃烧器都自带控制柜，确保在用锅炉控制系统与燃烧器控制柜的有效对接，必要时可将锅炉控制系统一并更新，可避免锅炉控制系统与燃烧器控制系统不匹配的问题出现，一般不会对外管网的控制系统造成影响。需要注意的是若一并更新锅炉控制柜，一些锅炉本体配件的输出信号量可能会与新系统不匹配，同样需要提前确认更换相关配件，避免耽误改造施工进度。
3低氮燃烧器改造后对锅炉运行的影响
3.1对锅炉燃烧稳定性的影响
根据机组运行情况来看，采用低氮燃烧器后由于燃烧器喷口进行了重新设计并且一次风采用弯头式水平浓淡使燃烧区更集中。在浓、淡两股煤粉间设置了一个垂直钝体，使浓、淡两股煤粉之间形成了一个夹角，能起到卷吸高温烟气的作用，又可推迟浓淡两股煤粉的混合燃烧。这样既可使燃烧稳定，又可确保燃烧充分，减少NOx的生成。浓侧喷嘴内设有稳燃齿，能提高燃烧器的低负荷稳燃能力和燃烧效率又可使低负荷烧劣质煤时燃烧的稳定性得到增强，从而提高了锅炉燃烧的稳定性和安全性。
3.2对飞灰与锅炉效率的影响
为了减少NOx的生成，需要适当降低锅炉氧量，使煤粉缺氧燃烧，从而导致在线飞灰采集值显示偏大。同时为了维持再热汽温正常，经常运行上层制粉系统，使得煤粉在主燃烧区域逗留时间短，不能完全充分燃烧，加剧了飞灰的生成从而降低了锅炉效率，再加上为降成本采取的贫煤掺烧方式以及劣质煤本身灰分含量高的原因，都会使燃烧后烟气中的飞灰含量增大并加剧了尾部受热面的磨损。因此如何控制飞灰值并确保烟气出口NOx含量达标也是运行调整时需要考虑的内容。
3.3对炉膛结焦的影响
因技术要求，燃烧器的一次风喷嘴进行了工艺改造，在正常燃烧时，喷入炉膛的煤粉会形成两股，呈水平浓、淡分离，先、后燃烧，可形成“风包粉”的局面，使“浓相煤粉”先燃烧，未燃尽煤粉再与”淡相煤粉”混合燃烧殆尽,从而减轻了炉膛的结焦机率并且由于淡相煤粉后燃、氧量充足，使得水冷壁附近形成氧化性气氛，防止了水冷壁处的结渣和高温腐蚀。
4火电厂锅炉低氮燃烧改造运行优化调整
4．1锅炉校核计算
在进行低氮燃烧改造设计时，改造方案应经过锅炉校核计算:校核计算燃烧系统与汽水系统匹配平衡性;校核计算动力场动量平衡及燃烧器改造对锅炉燃烧动力工况的影响。确保对燃烧系统改造在降低NOx排放的同时，锅炉运行在最佳的状态。
4．2燃烧器改造安装工作
在安装阶段，须按设计要求严格校准燃烧器水平角度。做好燃烧器安装偏转角测量及校核，燃烧器同角、同层摆动同步性测量及校核，确保燃烧器喷口尺寸、喷口轴线、燃烧器切圆直径符合设计要求。
4．3燃烧器改造冷态验收工作
燃烧器改造冷态验收时，应做好燃烧器静态切圆验收与冷态一次风速的标定与调平，严格开展炉内空气动力场的试验工作。
4．4低氮燃烧器改造后燃烧优化调整工作
低氮燃烧器改造后，燃烧调整方式要根据设备特性的变化进行相应优化调整。燃烧优化调整应综合考虑锅炉及脱硝装置运行安全性以及环保排放要求，合理控制NOx排放浓度范围，平衡经济与环保的关系，指导运行人员操作。(1)燃烧器运行方式。低氮燃烧器改造后，燃烧器运行方式应利于提高炉膛温度和煤粉气流的着火稳定性，避免出现底层燃烧器停运、单层燃烧器出力较低等工况。(2)锅炉二次风配风方式。二次风配风应保证风粉配比、炉膛主燃烧区域过量空气系数合理;燃烧器停止运行，其对应的二次风门应及时关小;设备改造后，二次风门开度应根据二次风门的流量特性曲线确定;运行中控制合理的二次风箱压差，保证二次风射流刚性。(3)锅炉运行氧量。控制合理的锅炉运行氧量，应根据燃烧调整试验结果确定炉膛燃烧最佳氧量。(4)煤粉细度控制。对采用SOFA风技术的锅炉，应适当调整煤粉细度。
4．5加强低氮燃烧器改造后入炉煤掺烧掺配管理
进一步加强完善燃煤掺配掺烧管理工作，把灰熔点作为燃煤采购的考核指标，杜绝采购跨煤种混煤。掺配方案应根据采购煤源和厂内存煤情况确定，对出现的异常问题及时组织分析并采取对策。加强入炉煤质化验管理，为运行人员燃烧调整提供指导。燃煤掺配要关注燃煤着火、燃尽及煤灰结渣对炉膛热力特性参数值的影响，见表1,。
表1机组容量、煤质变化对炉膛热力特性参数的影响趋势
结束语
综上所述，为了提高火电厂锅炉厂的锅炉运行效率，进一步实现低氮燃烧，有必要对火电厂锅炉低氮燃烧改造进行研究，对火电厂锅炉进行优化调整，并找出有效的运行方式，提高火电厂锅炉的效率。实现火电厂锅炉的运行优化调整，降低NOx的排放量，使排放量达标是实现火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整的重中之重。火电厂锅炉的燃烧调整、优化运行是节能降耗、提高能源利用率的有效措施。它可以降低机组供电煤耗，降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用。
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论文作者:李爽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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