煤粉锅炉低NO_x燃烧运行调整变化分析_王雪波.pdf

煤粉锅炉低 燃烧运行调整变化分析 王雪波，裴 智，高 兴（铁法煤业（集团）有限责任公司热电厂，辽宁 铁岭）摘 要：介绍了热电厂锅炉低氮燃烧器改造的总体情况、技术特点，阐述了低氮燃烧器投入使用后锅炉运行调整方面存在的变化。关键词：锅炉；低 燃烧；运行调整中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：作者简介：王雪波（），男，工学学士，高级工程师，研究热能工程方向。引言低氮燃烧器的改造和使用，是控制燃烧生成氮氧化物的基础，也是热电厂烟气脱硝系统实现超低排放改造的关键。随着低氮燃烧器改造完毕并投入使用后，虽达到了预期效果，但是也伴随着出现了一些问题。锅炉改造情况简介将锅炉原有直流燃烧器拆除，降低燃烧区标高，更换为双尺度浓淡型低氮燃烧器，采用炉内分级燃烧方式，减少主燃烧区二次风一组，降低主燃烧区空气供给量，增加燃尽风量，在主燃烧区上方形成氧化还原区。改造方案具体如下：纵向三区布置在主燃烧器上方标高约 位置引入适量的燃尽风（总风量 ），燃尽风采用多喷口多角度射入，沿高度方向从下至上形成三大区域，分别为氧化还原区（总风量的 ）、主还原区、燃尽区。由于实现纵向空气分级，相对的燃烧区域有所扩大，燃烧器区域热负荷降低，炉内温度峰值由降低至 以下，热力型 生成量理论上减少 。横向双区布置对炉内射流进行重新调整，将原有的一、二次风同轴射流改为一次风与上下二次风射流在炉内形成直径为 顺时针假想切圆，中二次风射流反切。两层一次风布置贴壁风喷口，形成横向空气分级。这种横向布置，可使一次风初始燃烧时，二次风不能过早混合进来，让煤粉在开始着火阶段处于缺氧状态，使挥发分生成的一部分被还原，抑制燃料型 生成，见图。图 切圆平面图 运行调整方面的变化锅炉低氮燃烧器改造并投入使用后，降 效果良好。但改造后，锅炉氧量、配风方式和调整方法较之前发生诸多变化，具体总结分析如下：烟气氧量较改造前对锅炉整体运行状态影响敏感度增加 改造前，送入锅炉炉膛内参与燃烧的空气，保 第 期锅 炉 制 造 年 月 持大于燃料充分燃烧的需求量，通过炉膛出口测得氧气含量，计算出过剩空气系数，保持在 之间，即烟气中氧气含量 之间，调整空间大，对锅炉主汽温度和主汽压力影响不大。同时，锅炉满出力工况下，每小时 万 的烟气量，保证高低温过热器在对流换热下，提供充足的热量给予蒸汽，使之在锅炉 负荷时，就应使主蒸汽温度达到额定值。改造后，主汽温度的调节手段由蒸汽侧改为由燃烧调节来完成，但调节时，发现烟气氧量改变对主汽温度影响十分明显，甚至达到敏感级别，氧量 的变化，锅炉负荷和主汽温度都相应变化，主汽温度的稳定性较改造前大幅降低，波动幅度增加，超标现象增加。分析原因主要为锅炉采用低氮、分级燃烧方式时，主燃烧区过剩空气系数，炉膛出口控制在 左右，烟气中氧气含量在 之间，锅炉烟气量减少，对流换热削弱，这一点从同等负荷下主蒸汽温度较改造前偏低 即可证实，炉膛燃烧调整空间小且直接影响燃烧纵向分区的位置，烟气氧量调节时，主燃烧区空气量的变化直接造成燃尽区的大小和温度的变化，炉膛内温度场的分布随即改变，尤其在低负荷阶段，影响十分敏感。另外，由于热电厂四台锅炉均采用喷水减温方式调节蒸汽温度，只能降温而不能升温，调节手段有限，综合作用，造成运行人员操作失误。锅炉配风方式的变化改造前，由于燃用煤质的挥发份含量高，炉膛内高温区在 ，火焰颜色黄中发白，亮度高，经效率试验测得，飞灰含碳量在 以下，燃尽效果良好，锅炉配风方式为固定的方式，运行调整方法为加负荷时先加风后加燃料，减负荷时先减燃料后减风，以保证充足空气量。而且，四组二次风门保持配平开度不变，只需调整送风机出力即可，运行调整十分简便，且锅炉负荷增减速率在 吨 分钟。改造后，由于采用分级燃烧方式，为保持还原区的运行方式，运行调整方法改为加负荷时先加风，减负荷时现减风，三组十二个二次风门和四组燃尽风全部需要参与调整，否则主汽温度将产生波动，锅炉燃烧效率降低，且调整时还要考虑配风形式，协调好二次风与燃尽风的比例，有时为弥补调整不及时而造成的炉内温度场变化，还需调整燃尽风上下摆动的角度，运行调整复杂且要求高，锅炉负荷增减速率仅为 吨 分钟。分析原因主要为改造后，动力燃烧区加大、拉长，火焰温度降低至 ，同时纵向的空气分级送入和横向的二次风与火炬混合推迟，都是使煤粉在炉内剧烈燃烧减弱的原因，需要通过配风调整来实现分级燃烧。应对方法 测试并确定燃尽风的作用和影响试验在锅炉 蒸发量下进行，试验期间锅炉运行稳定，未进行启停磨煤机、吹灰和排污等操作，使燃尽风门分别在、三个工况。试验结果如表 所示。表 试验结果序号名称单位工况 工况 工况 锅炉蒸发量 主汽温度炉膛出口温度左侧炉膛出口温度右侧烟气含氧量左侧 烟气含氧量右侧 减温水总量 排烟温度（实测值）排放值（实测值）由表 数据说明：提高燃尽风门开度，炉膛出口烟温、减温水总量、排烟温度呈上涨趋势，排放值呈下降趋势，证明火焰中心为上移趋势，有利于提高主蒸汽温度，不利于煤粉燃尽；降低燃尽风门开度，烟气量减少，烟气在炉膛出口的旋转力造成两侧烟气分布不均，温度偏差大。第 期 王雪波，等：煤粉锅炉低 燃烧运行调整变化分析 由此确定操作规范为：在允许范围内增加或减少过剩空气量，对流烟气量相应变化，可以提高或降低蒸汽温度，但当锅炉采用低氮、分级燃烧方式，即 风门开启时，氧量越低，燃料区缺氧燃烧，燃尽越推迟，汽温将升高，反之，氧量升高，汽温将降低；启停制粉系统，投停给粉机等，都将造成烟气氧量降低和升高，应预先调整风量，再进行操作，在主燃烧区处于富燃料（缺氧）燃烧状态，火焰暗红且闪动，如燃烧量增加过快，风量滞后，势必造成燃料燃烧所需空气不足，导致灭火。优化送风量自动调节功能改造前，锅炉送风量以烟气含氧量为被调整量，以送风机入口门开度为调节量，自动逻辑为氧量变化反馈给计算机，相应增减送风量，调整滞后于燃料量，且触发动作的氧量偏差值为 ，无法满足锅炉低氮燃烧需求。同时，由于其调节送风机入口门，风量进入炉膛内受制二次门风门，反应慢且不准确。由此确定优化应对措施为：）提高烟气氧量测量的可靠性和准确性，变化趋势制成实时曲线并显示于主要控制界面，便于运行操作调整。）将燃料量变化信号作为锅炉送风量自动调节的前馈信号，发现其变化后，随即开始慢速增减风量，实现风量和燃料量同步调节，将触发自动调节动作的氧量偏差值改为 ，使其开启快速增减风量动作，务求锅炉参数平稳变化。）将二次风门开度调节加入送风量自动调节程序，接受送风机入口门开关变化信号，同步做出相应调整，同时开放性的设置对应系数，实现风量调节的快速性，消除风量调整滞后于燃料量的问题。结束语铁煤集团热电厂四台锅炉经低氮燃烧技术改造后，经过不断的探索和试验，积累操作经验，目前运行人员已经掌握了燃烧器的运行特性，能够熟练应用改造后新增的设备，锅炉参数平稳，脱硝系统运行良好。上接第 页 结果表明：强度和所承受的力满足要求。图 限位横梁示意图 结束语文中针对某电厂对 型中速磨煤机振动大的问题，进行了调研分析是因为磨盘与磨辊之间间隙较小或者直接接触所导致，为此通过在加压架 个端头部位两侧分别焊接钢板作限位横梁，改进后磨煤机运行平稳出力正常，此改造后磨煤机振动得到极大改善，漏粉、漏风等缺陷显著减少，维修工作量随之降低。参考文献 段爱霞，黄永志，侯树文 中速磨煤机调试运行问题分析与处理 机械设计与制造，（）：林萍萍，常秀华 辊盘式磨煤机振动原因及消除措施 山西化工，（）：薛峰 中速磨煤机振动原因分析及对策 石河子科技，（）：李阳 沁北电厂 磨煤机振动问题分析及调整措施 科技创业家，（）：姜利军 辊盘式磨煤机振动原因探讨 河南建材，（）：闫嘉琪，沈晓斌，郑党 磨煤机加压系统分析和故障排除 煤矿机械，（）：龙玉山 型中速磨煤机加载架支架技术改造 吉林电力，（）：毛小鹏，郑中甫 中速磨煤机异常振动的处理方法 热力发电，（）：高奎，常磊，陈志刚，等 型中速磨煤机运行故障分析及其控制功能改进 热力发电，（）：锅 炉 制 造 总第 期