火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化調(diào)整
摘 要：低氮燃燒過程中會排放氮氧化物（NOx），對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生危害。采用專業(yè)方法，實施火電廠鍋爐低氮燃燒改造及運行優(yōu)化調(diào)整，能夠?qū)Ox排放量進(jìn)行有效控制，提高生產(chǎn)效率，減少環(huán)境、生態(tài)問題。文章簡要分析低氮燃燒技術(shù)情況，制定低氮燃燒器改造方案，對其運行過程進(jìn)行優(yōu)化。
國家一直很重視火電廠大氣污染物排放情況，出臺了各類法律法規(guī)和防治政策。火電廠運營發(fā)展過程中，除了考慮經(jīng)濟(jì)效益之外，還要兼顧環(huán)境問題，思考如何減少大氣污染物排放量，并提出有效的實施方法。事實上，火電廠鍋爐改造能夠有效控制NOx排放量，減少環(huán)境及空氣污染，實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)效益及目標(biāo)。
1 低氮燃燒技術(shù)情況
降低NOx排放，能夠?qū)Υ髿馕廴具M(jìn)行有效控制。該過程中，以低氮燃燒技術(shù)為主，煙氣脫硝技術(shù)為輔。其中，低氮燃燒技術(shù)與NOx生成機(jī)理存在關(guān)聯(lián)性，主要構(gòu)成元素有低氧燃燒、煙氣再循環(huán)等。通過在縱向位置設(shè)置燃燒器，促進(jìn)氧化還原、主還原、燃盡區(qū)三個板塊的形成。該過程中，還能夠依據(jù)各鍋爐情況，在合適的位置歸放燃燒器，便于鍋爐內(nèi)部有機(jī)染料和配風(fēng)低溫、低氧燃燒，并實現(xiàn)分區(qū)和分級，從而對NOx排放量進(jìn)行有效控制，達(dá)到良好的清潔燃燒效果。
2 低氮燃燒器改造方案
2.1 優(yōu)選燃燒器
依據(jù)實際要求，制定科學(xué)的低氮燃燒器改造方案，以此為參照，對燃燒器進(jìn)行優(yōu)選。水平濃淡燃燒器和垂直濃淡燃燒器在國內(nèi)應(yīng)用普遍。前者主要作用是分離水平方向煤粉，使其濃淡分開，在爐內(nèi)脫硫工作中應(yīng)用普遍，射流偏向爐內(nèi)中心位置，具備很強(qiáng)的徑直卷吸能力和風(fēng)包煤效果。垂直濃淡燃燒器與其原理相同，使用過程恰相反，著重負(fù)責(zé)垂直方向煤粉分離工作，實施效果非常好。燃燒器類型選擇切忌盲目，除了把爐內(nèi)濃淡煤粉隔開之外，還要全面掌握分離比例、各類參數(shù)情況等，嚴(yán)禁爐內(nèi)有低氮殘留。
2.2 改造主燃燒器
改造主燃燒器時，不僅要對主燃燒器標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行確定，還要對四角風(fēng)箱風(fēng)道、擋板風(fēng)箱位置等進(jìn)行科學(xué)固定，更換全部噴口、彎頭等，確保各構(gòu)件均達(dá)標(biāo)。最末層以軸向插入式等離子燃燒器形式存在，還要對余下一次風(fēng)燃燒器進(jìn)行更改，使其轉(zhuǎn)換為濃淡燃燒器，上濃下淡或者下濃上淡。該背景下，高耐熱性鋼板應(yīng)用效果好，使四層中間二次風(fēng)噴口保持封閉狀態(tài)，同時更換余下的二次風(fēng)噴口，還要兼顧貼壁風(fēng)噴口布置，確保水冷壁表層有足夠的氧氣，避免因氧氣量不達(dá)標(biāo)，出現(xiàn)圍爐內(nèi)溫度過高、結(jié)渣，發(fā)生腐蝕。除此之外，還需要更改其余二次風(fēng)噴口，使射流方向發(fā)生改變，對一次風(fēng)射流方向和其他二次風(fēng)噴口角度進(jìn)行重點控制，使前期缺氧燃料和后期供給氧得到充分混合[1]。
2.3 科學(xué)設(shè)計OFA噴口和二次風(fēng)
盡管鍋爐燃燒系統(tǒng)相對比較復(fù)雜，但OFA噴口結(jié)構(gòu)則比較簡單，在業(yè)內(nèi)備受青睞。實踐中，需要在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上再次對OFA噴口進(jìn)行應(yīng)用，發(fā)揮其優(yōu)勢的同時，兼顧反切性能，對爐內(nèi)氣流進(jìn)行有效控制，使?fàn)t內(nèi)出煙口溫度正常。假使原OFA噴口尺寸、風(fēng)速設(shè)置、風(fēng)量等各指標(biāo)等不能夠契合低氮燃燒技術(shù)改造要求，可直接封堵耐熱版，也可以對其進(jìn)行二次改造。將大比例二次風(fēng)布置在燃燒器上端，便于分級燃燒爐內(nèi)空氣，減少氮氧化物，使鍋爐得到充分燃燒。同時，還要在二次風(fēng)設(shè)計中，考慮燃盡區(qū)位置、大小等指標(biāo)。
3 低氮燃燒運行優(yōu)化方案
3.1 優(yōu)化調(diào)整一二次風(fēng)和周界風(fēng)
風(fēng)量變化會對氮氧化合物濃度產(chǎn)生影響，如果風(fēng)量過大，爐內(nèi)氧氣含量和氮氧化合物濃度都比較低。依托機(jī)組各功率運行情況調(diào)整，對比正倒寶塔等配風(fēng)方法，可知，倒寶塔配風(fēng)運行產(chǎn)生的氮氧化物少，不會影響大氣。綜合考量氮氧化物、鍋爐燃燒效率對等指標(biāo)，將各層二次風(fēng)開度作為重要控制元素，且不得超過70%，上層二次風(fēng)開度和各層周界風(fēng)開度分別在35%和15%-20%之間，給出優(yōu)化調(diào)整方案。
3.2 調(diào)整燃燒器擺角和燃盡風(fēng)
分析低氮燃燒時氮氧化物生成量，調(diào)整燃燒器擺角和燃盡風(fēng)非常關(guān)鍵。調(diào)整燃盡風(fēng)擺角，使之向上傾斜，既能夠規(guī)避鍋爐兩側(cè)氣溫偏差，還能夠達(dá)到良好的擺角運行效果，縮短運行時間。燃盡風(fēng)優(yōu)化調(diào)整，穩(wěn)定鍋爐內(nèi)總分量的同時，依據(jù)具體運行情況，使燃盡風(fēng)擋板增大，對氮氧化物排放量和飛灰參數(shù)進(jìn)行有效控制[2]。
3.3 調(diào)整爐內(nèi)含氧量
事實上，科學(xué)調(diào)整爐內(nèi)含氧量，也能夠優(yōu)化低氮燃燒運行過程。通過對爐內(nèi)含氧量進(jìn)行控制，避免生成太多氮氧化物。當(dāng)爐內(nèi)含氧量比較低時，會排出少量氮氧化物。但試驗表明，倘若爐內(nèi)含氧量太低，會增加飛灰可燃物。為避免這種情況，要科學(xué)控制爐內(nèi)氧量，以2.5%-3.5%為宜。除了對火電廠氮氧化物排放量進(jìn)行有效控制，還要對鍋爐燃燒效率進(jìn)行兼顧。
4 結(jié)語
火電廠鍋爐低氮燃燒改造工作技術(shù)性強(qiáng)，工藝標(biāo)準(zhǔn)高，專業(yè)要求嚴(yán)格，實施過程復(fù)雜。這項工作能夠使鍋爐燃燒工作效率得到明顯提高，并對氮氧化物排放量進(jìn)行有效控制，提高火電廠日常工作及服務(wù)質(zhì)量。隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，相關(guān)從業(yè)人員要對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量加以保護(hù)，依據(jù)外部情況，升級改造鍋爐低氮燃燒，使其滿足工藝生產(chǎn)及社會發(fā)展要求，增強(qiáng)設(shè)備性能，實現(xiàn)生產(chǎn)效益和環(huán)境效益。
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