（华电新疆发电有限公司乌鲁木齐分公司 新疆乌鲁木齐市 830000）
摘要：针对昌热二期公司应对环保形势对锅炉改造后及之前锅炉带高负荷时结焦严重有限负荷及掉大焦堵塞冷灰斗的情况增设的炉膛吹灰器的应用现状和研究。
关键词：锅炉；环保；结焦；吹灰器
昌热二期公司设备简介
设备简况：WGZ470/10.3－1型高温高压锅炉为单汽包自然循环、悬浮燃烧、直流燃烧器四角布置、固态排渣、集中下降管、倒U型布置、全钢构架、紧身封闭、管式空气预热器、平衡通风、膜式水冷壁、十六个循环回路、柴油点火、设计燃用烟煤、球磨机乏气送粉仓储式煤粉炉。
炉膛断面尺寸为10.32×10.32m，小切角正方形炉膛，炉膛容积为3028m3。炉膛四周由φ60×5，节距80mm的光管之间焊扁钢构成膜式水冷壁。水冷壁集箱采用φ273×36。
整个水冷系统回路如下：6根φ368×25的集中下降管由锅筒垂直引向锅炉下部，通过分配集箱由48根φ133×10分散管向水冷壁下集箱供水。水冷壁前后各4个循环回路，两侧各4个循环回路，共16个循环回路。
前言
针对新疆目前电站燃煤锅炉面临的日益严峻的环保压力，锅炉低氮燃烧技术的应用开始走向电站锅炉，其中对已经投运的未设计低氮燃烧技术的锅炉，尤其是在城市边缘划为一、二类地区的电站燃煤电厂，所面领的环保压力更大，必须采取对锅炉燃烧方式的技术改造，其次采用添加催化剂的方式，将这两种技术结合起来才能满足环保达标排放的要求。本公司两台机组始建于2005年，#3机组于2006年12月投产，#4机组于2007年4月投产，两台机组均未设计安装脱硫、脱硝系统。但在2007年与中电投合作建设脱硫系统，并与2008年投入运行，运行模式为BOT模式。近几年随着环保标准的提高和煤炭市场的不稳定性，公司两台锅炉的达标排放和锅炉结焦严重的情况，被迫造成的机组停机事件也时有发生，尤其是#4炉更为突出，所以将锅炉燃烧调整的技术改造即LNB作为首要技术改造项目，并加装锅炉炉膛吹灰器项目作为针对减轻锅炉结焦的一项措施项目。
一、#4锅炉燃烧器设备改造情况
燃烧设备为四角布置分别为四组燃烧器，切向燃烧，水平浓淡直流燃烧器，燃烧器喷口中心线与炉膛中心的假想圆相切。燃烧器A层一次风喷口中心标高17955mm，B层一次风喷口中心标高16895mm，C层一次风喷口中心标高15305mm。燃烬风喷口中心线与炉膛中的假想圆相切，燃烬风上层标高22738mm，中层一次风喷口中心标高22200mm，下层一次风喷口中心标高21662mm，燃烧器改造后，煤粉管道标高不变化。
每角燃烧器共布置2层，C层下一层标高14245mm为微油点火煤粉燃烧器），2层单独布置燃烬二次风（SOFA）喷口。见下图：
燃烧器 燃烬风
燃烧器风箱由锅炉左右两侧风道向四角送风，各层风室分别向对应的一次风喷口周界风、二次风喷口和顶二次风（SOFA）喷口单独供风。各层风室之间的风量分配是通过调节各层风室入口处的风门挡板的开度来实现的。
燃尽风采用SOFA布置，燃尽风布置3层，喷口可以上下左右摆动，运行时通过喷口摆动以实现燃尽区合理的空气分布。燃尽风喷口上下可摆±20度。改造后燃烧器及SOFA燃烧器。SOFA风室分为3层布置，每层有两个喷口，共同通过水平轴连接在一垂直轴上，通过水平摆动连杆，实现喷嘴绕水平轴上下摆动，调整至一理想位置。每角所有SOFA喷嘴可整体做上下摆动，由电动执行机构来驱动。
吹灰器
锅炉原设计有为防止锅炉屏过结焦和水平烟道积灰，以保证锅炉的效率和出力，在屏过及水平烟道过热器部分设计安装有10台5.15米长伸缩式蒸汽型吹灰器。吹灰汽源取自低温过热器出口段，汽源压力1.94MPa～2.2MPa，温度为350℃，每台汽耗约为2～4t/h，在锅炉DCS主蒸汽系统画面中设置程序控制界面用于控制长蒸汽吹灰程控。本次改造，在锅炉水冷壁四面墙的三层共计布置16台短蒸汽型吹灰器，主要目的是为了解决锅炉燃用强结焦煤种时水冷壁结焦严重时的吹扫，减轻锅炉水冷壁的结焦程度，避免水冷壁形成大面积的结焦发生，同时也可以避免对锅炉燃烧稳定和造成结焦被迫停炉的事件发生。
二、LNB使用效果和现状
（一）、LNB改造技术性能保证值
采用低氮燃烧技术即LNB改造后，在燃用现有煤种（低位发热量16.3MJ/kg—23.06MJ/kg、收到基含碳量38%～52%、灰分17.7%～23.8%、收到基挥发份23.94%～35.50%，煤粉细度为R90＜30%、R200＜6%时），改造机组各工况下必须保证达到以下指标：
1、燃烧器改造后，锅炉负荷400t/h-470t/h期间在保证锅炉效率不低于改前的情况下NOx排放量保证值≤245mg/Nm3（O2=6%）；负荷350t/h-400t/hNOx排放量保证值≤280mg/Nm3（O2=6%）；负荷280t/h-350t/h期间浓度＜320mg/Nm3（O2=6%）；
2、锅炉负荷280t/h-470t/h期间，飞灰可燃物不超过2.5%，炉渣可燃物不超过4%，烟气中CO≤100ppm。
2、在锅炉最低不投油负荷以上，锅炉主蒸汽参数能够达到设计值并稳定运行。
3、在锅炉最低不投油负荷以上，减温水流量在可调节的范围内，且不超过设计值。
4、燃烧器改造后，在掺烧易结焦、易沾污的准东五彩湾煤50%情况下，锅炉炉膛水冷壁、喷口、过热器对流受热面不结焦，能保证锅炉长期、安全、稳定运行。
5、屏过、高温过热器等受热面的金属壁温在正常范围内。
6、火焰中心适当，不刷壁，炉膛出口烟温偏差小于15℃。
7、除易损件外，设备的服务年限为8年以上（包括燃烧器），即设备能安全、经济、稳定、可靠的运行8年以上，并满足性能要求。
（二）加装炉膛短吹灰器技术保证效果：
1、锅炉燃用强结焦煤种时的配比比例应能达到50%以上；
2、锅炉水冷壁无大面积结焦现象；
3、锅炉喷燃器附近无大型焦块形成；
4、保证锅炉最低稳燃负荷的燃烧稳定和除焦的需要；
5、炉膛短吹灰器投运率不低于95%；
（三）、改造前后实验数据对比
在燃用试验煤种的条件下，依据GB 13223-2003进行了测试，结果见下表。测试结果说明NOx排放浓度仍大大超出国家现行排放标准，需要改造燃烧器，重新分配二次风，大幅降低NOx排放浓度。
1、改造前后主要参数对比表
改造前后喷口面积对照表
注：表中所列面积是满负荷下投运喷口总面积
三、结语：
对#4锅炉主燃烧区（LNB）进行改造后，根据实验数据以及运行试验结果和数据可得出，在燃用现有煤种的条件下，既能得到较好的低氮燃烧效果，并且在中、大负荷下均低于改造保证值，各工况烟气中的NOx排放浓度均低于该负荷下的保证值。而且在锅炉改造后，特别是在加装了炉膛短吹灰器后明显的对不同燃料的适应性增强了。
四、结束语
电厂锅炉的运行工况及经济性和环保性是目前各个燃煤电厂的安全运行头等大事，同时也是燃煤电厂在不断发展自身的同时注重环保和对地方环境保护的一种责任和义务。
论文作者:曹可军
论文发表刊物:《河南电力》2019年1期
论文发表时间:2019/9/3
标签：锅炉论文; 结焦论文; 炉膛论文; 水冷论文; 喷口论文; 燃烧器论文; 标高论文; 《河南电力》2019年1期论文;