关键词：燃烧调整；一氧化碳；锅炉效率
燃煤火力发电是我国的主要发电形式，占全国发电总量的80%以上。随着近年来火电厂新建项目的不断增多及电煤价格的日益增长，发电企业面临着巨大的行业竞争压力，燃料成本居高不下导致企业利润下降甚至经营亏损。发电企业只有通过设备的优化运行来节能降耗，才能进一步提高企业的竞争力。燃烧优化调整的目的是保证锅炉达到额定参数、着火稳定、运行安全，同时具有较高的锅炉效率。在燃烧及其它条件一定的情况下，影响锅炉燃烧工况的因素有:冷热态一次风速的均匀性、制粉系统优化调整、燃料风、辅助风、周界风、偏置风、各层燃尽风、煤粉浓淡分配比例的组合等。为提高锅炉效率，控制锅炉各项热损失，提供最佳锅炉运行方式，考核锅炉各项经济技术指标，以华电潍坊发电有限公司3号、4号炉为例，从省煤器出口氧量、炉膛风箱压差、SOFA风投运组合、磨煤机投运组合、偏置风量变化、煤粉浓淡分配比例变化、一次风压变化等方面研究燃烧调整对锅炉效率的影响。
1 NOx的分类及影响因素
火电厂燃烧化石燃料过程中形成的NOx分为两类，一类是由燃料中含氮化合物燃烧产生的NOx，称为燃料型NOx;另一类是燃烧过程中空气中的氮气在高温下形成的，称为热力型NOx。影响燃烧过程中NOx生成的主要因素是燃烧温度、空气供给程度及烟气中各种组分的浓度和混合程度、烟气在高温区的停留时间等。
2 设备
国内的锅炉大多采用二级送风措施，这种方法能够优化煤灰的稳定性，和以前传统的方式相比，节约了能源，增强了燃烧器的适应能力，这是可喜的现象，但是如果锅炉内温度较高，煤灰的稳定性就无法保持，尤其是操作者如果操作不当，也会造成配风方式不合理，NO-x排放浓度过高，就会造成环境污染。
3 数据分析
为了得到更加准确的结果，在锅炉正常运行过程中，保证稳定的功率300mw，并且连续工作了2h以上，每隔十分钟就采集数据，然后对所测的参数进行了差异性的比对，技术人员经过分析，认真商榷，排除了明显错误的数据。最后采取多次测量的平均值，进行测算，形成报告。
4 试验内容
对于已投运的电站机组，影响其高效稳定燃烧和NOx生成的因素众多，主要有:①煤种基本特性，主要指燃用煤的挥发分、含碳量、含氮量、发热量等燃料的基本特性。②运行参数，主要指运行过程中，一次风、二次风、燃尽风的配比关系与风速参数，以及煤粉粒度、燃烧器的摆动角度等运行中的可控参数。③锅炉的结构参数，主要指机组设计的结构特性，燃烧器类型和燃烧方式以及炉膛设计的基本参数，如截面热负荷、排渣方式。本文针对以上影响因素，进行了NOx排放和机组效率的耦合试验。试验前保证机组的主、副机能够正常运转，检查整个机组的严密性，保证不泄露。试验前进行炉膛及受热面的吹扫作业并对试验所用的测量仪器、仪表等进行校核和标定。1)首先进行氧含量优化调整试验，试验时保持机组负荷稳定在330MW，维持一次风压、二次风配风方式、周界风开度、SOFA风配风方式、燃烧器摆角、磨煤机组合等不变，改变氧含量，实测排烟温度、氧含量、NOx、CO排放浓度、大气参数，采集原煤、飞灰、大渣，并记录相关DCS数据。2)SOFA(分离燃尽风)风优化调整试验时保持机组负荷稳定，维持运行氧含量、二次风配风方式、周界风开度、磨通风量、燃烧器摆角、磨煤机组合等不变，研究SOFA风配风，对锅炉主要运行参数及性能的影响。试验中实测排烟温度、炉膛温度、氧含量、NOx和CO排放浓度、大气参数，采集原煤、飞灰、大渣，并记录相关DCS数据。3)周界风开度优化调整试验时，保持机组负荷稳定，维持运行氧含量、SOFA配风，二次风配风方式、磨通风量、燃烧器摆角、磨煤机组合等不变，研究周界风开度对锅炉主要运行参数及性能的影响。试验中进行锅炉效率测试，实测排烟温度、炉膛温度、氧含量、NOx和CO排放浓度、大气参数，采集原煤、飞灰、大渣，并记录相关DCS数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆4)燃烧器摆角优化调整试验时，保持机组负荷稳定，维持运行氧含量、二次风配风方式、SOFA风配风、磨通风量、周界风开度、磨煤机组合等不变，研究燃烧器摆角对锅炉主要运行参数及性能的影响。试验中进行锅炉效率测试，实测排烟温度、炉膛温度、氧含量、NOx和CO排放浓度、大气参数，采集原煤、飞灰、大渣，并记录相关DCS数据。
5 燃烧调整对NO-x排放与锅炉效率作用分析
（1）在进行实验的过程中，为了保证试验的准确性以及稳定性，上次风的比例超过了70%。OFA挡板开度调整，确定为60%。同时也对上中下层的燃烧器的开度进行了区分，使得出的数据是在不同的含氧条件下。采集的结果发现含氧量如果不断增大，按NO-x的排放浓度就会随之增加。如果含氧量达到4%，那么NO-x排放的总浓度就会达到800mg/m3，当含氧量超过4.2%时。NO-x的排放量的增加速度就开始变慢了，根据这一现象，我们可以肯定NO-x的生产和含氧量有很大的关系。对于NO-x的排放浓度有很大的影响，在含氧量较低的情况下，锅炉中可见明显的飞灰含碳量下降的情况。这种情况会造成飞灰含碳量丧失，产生的热量就会减少，同时也会导致锅炉的整体下降。得到数据后，我们认为，冬季烧锅炉取暖的时候，将含氧量调整为4.1%左右，应该符合我们的要求，既能保证锅炉的稳定性，切达到了节能的目的。
（2）重量对锅炉效率与NO-x排放的影响，在实验过程中，我们保持OFA挡板开度保持机组负荷的稳定性，为了使实验数据更加科学，在实验过程中改变了上三次风比例，对所得出的数据进行对比，结果发现，如果上三次风比例不断增大，NO-x的排放量就会不断下降。当上三次风的比例调整到80%时，NO-x的排放浓度就达到了750mg，反之，当比例不断下降后，排放的浓度也会不断的下降。通过这些数据可以总结出上三次风量，对于NO-x的排放成正比。实践中我们还发现，锅炉炉膛火焰的平均温度会受到风力的影响，当风量过低的时候。锅炉的热效率也会过低。这样就导致了原料的浪费。所以我们判断，在烧锅炉的时候，选择70%的风量是最合理的。
（3）OFA挡板开度，微波炉效率与NO-x排放的影响，根据实验我们知道，OFA挡板的开度，对锅炉效率以及NO-x的排放具有很高的影响，那火焰温度随着OFA开度的上升，会不断下降。当OFA的开度为百分之百的时候，温度下降到最低值，同时，NO-x的排放量也接近了最小值。OFA作为燃尽风，所以它的来源主要是二次封箱,对于OFA的挡板开度调整，对NO-x的排放量影响不大，根据实验证明，开度选择70~80%较为科学。
（4）由实验数据可知，倒三角配风方式锅炉燃烧时，NO-x排放量是最低的。相反，正三角时配风方式，NO-x排放量是最高的。其他的配方方式，排放量居中，我们可以这样理解，采用倒三角配风方式，在燃烧区域，锅炉氧量相对较低，所以燃烧的火焰温度相对也低一些，所以NO-x的生成量就相对减少。反之就会增加，造成污染。
（5）在保持锅炉的负荷、风箱与炉膛压差、氧量和配风方式不变的情况下，通过不同的磨煤机，进行不同的组合，然后进行试验。从实验结果可以看出，组合形成高温区域，沿炉塘高速方向比较长，NO-x排放量就会很高。而组合方式采用高温区域，集中在下部。沿炉膛高度方向就比较短，它的排放量相对就比较低。由此可知，热力型NO-x的生成量就比。其他的组合运行方式的少。
6 结束语
通过多次实验证明，锅炉燃烧过程中，当炉内的火焰，温度变化区间较小的时候。热力型的NO-x的生产量不会出现十分大的变动，但是当含氧量出现变化的时候，含碳量会不断下降锅炉效率提升，一级燃烧生产的NO-x排放量增加的情况。如果三次风比例增大，NO-x生成量就会明显降低，当OFA挡板开度增大的时候，就可以有效的降低，而且不会对锅炉的效率产生很大的影响。通过对杨燃烧调整。可以实现NO-x排放浓度进行控制，同时也能够降低对锅炉效率的影响，提升资源的综合利用效率。
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[5]王学栋.锅炉燃烧调整对NO-x排放和锅炉效率影响的试验研究[J].动力工程学报2018，28（1）:19-23
论文作者: 王洁
论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/14
标签：锅炉论文; 效率论文; 组合论文; 排放量论文; 炉膛论文; 方式论文; 浓度论文; 《中国电业》2019年第19期论文;