1025T/H燃煤鍋爐燃燒添加劑的試驗研究

李 攀

（四川省電力工業調整試驗所，四川 成都 610072）

結焦嚴重不但影響運行的經濟性，更是給設備的安全生產帶來隱患，通過使用燃燒添加劑可有效緩解爐內結焦。本試驗通過對比使用添加劑前后鍋爐的運行情況，了解該添加劑的除焦效果，評估電廠長期使用添加劑的安全性與經濟性。評價將綜合以下因素進行考慮：爐內火焰溫度、燃燒的經濟性（鍋爐效率）、主、再蒸汽參數和減溫水、NOx排放。

1 設備介紹

1.1 鍋爐簡介

鍋爐為1025t/h燃煤鍋爐，其型式為單爐膛、全懸吊、П型結構，平衡通風，固態排渣，燃燒器為WR直流燃燒器，一次風噴口周圍布置有周界風，一次風燃燒器在爐內形成小切圓，二次風燃燒器形成與一次風切圓方向相反的大切圓。

1.2 鍋爐燃燒添加劑簡介。該燃燒添加劑為水溶性液體狀，可控制結渣的形成和增長，改善煤的燃燒效果，減少煤中由硫、鐵和其它污染物引起的沉積物，提高灰熔點，改變晶體形態，降低爐渣硬度，抑制。或減少空預器和省煤器的低溫腐蝕。燃燒添加劑的用量取決于煤的類型和結焦程度，可以連續或間歇通過鍋爐燃燒器區看火孔噴入，在爐內與煤粉氣流混合后產生作用。

1.3 燃煤特性

表1 ：燃煤特性表

2 試驗方法

試驗期間鍋爐運行負荷為B-ECR額定負荷，試驗分兩部分進行。第一部分摸底試驗（加藥前），試驗開始前首先對鍋爐本體、尾部各級受熱面進行徹底吹灰，保證爐內及尾部各級受熱面的清潔，正式試驗連續測試6小時，每2小時作為1個工況（T1－T3），隨后鍋爐再進行徹底吹灰，測試持續時間為2小時（T4）。

摸底試驗結束后在鍋爐燃燒器區域的看火孔以壓縮空氣為輸送介質將其液態添加劑間歇式的噴入爐內，根據結焦情況共加添加劑25天。

表2 添加劑加入前后鍋爐主蒸汽參數變化

第二部分試驗（加藥后），試驗過程與第一部分相同，進行4個工況（T5－T8）。

3 試驗結果和分析

3.1 燃燒添加劑對主、再熱蒸汽參數、減溫水等的影響。從表1看出，加入添加劑后過熱器出口汽溫卻出現了10℃左右的下降，二級減溫水量從工況1的8.2t/h下降至工況5的0，說明加藥后爐內蒸發受熱面潔凈程度提高，水冷壁吸熱量增加，爐內溫度水平出現了10℃－20℃的下降；同時，再熱器B側出口汽溫下降了約10℃，再熱器減溫水量從工況1的22.6t/h下降至工況5的0，說明爐膛出口煙溫降低（轉向室煙溫約下降8℃）。可以得出，添加劑加入后帶同樣負荷時，鍋爐的燃煤量、主、再熱蒸汽溫度和減溫水量均出現了較大幅度的下降，爐膛出口煙溫降低，爐內清潔程度提高，受熱面對煙氣的冷卻作用增強。

3.2 對排煙溫度及鍋爐效率的影響。燃燒添加劑加入后，修正后的排煙溫度下降3.0℃－6.5℃。如圖所示，添加劑的加入對剛吹灰后的排煙溫降作用較大，隨著運行時間的延長，添加劑對排煙溫降的作用減弱，直至下一次吹灰后作用恢復，也說明添加劑加入后，爐內和尾部受熱面的吹灰效果得到有效改善，受熱面的清潔程度有所提高。排煙溫度下降影響干煙氣熱損失下降0.15－0.36個百分點。

3.4 對鍋爐受熱面沾污、結焦的影響。試驗過程中通過看火孔觀察燃燒器區、屏式過熱器區域的結焦情況發現，燃燒器區域結焦較輕，添加劑加入后水冷壁沾污情況有所下降，屏式過熱器表面覆蓋的沾污層有所減薄，高過中下部的焦塊也有所減少，說明添加劑的加入起到了一定的減緩爐內沾污、結焦的作用。

對比添加劑加入前后空預器的差壓數據，可以看出空預器A側一次風差壓從0.8kPa下降至0.7kPa，B側一次風差壓從0.9kPa下降至0.6kPa，說明空預器的積灰減輕，清潔程度有所提高。鍋爐的吹灰試驗結果表明，在300MW連續運行6小時后進行鍋爐吹灰，添加劑加入前后鍋爐的轉向室煙溫、空預器進口煙溫溫降基本不變，排煙溫降從2.7℃提高到5.4℃，說明添加劑加入后空預器的吹灰效果有所改善。

圖1 排煙溫度變化情況

表3 添加劑加入前后吹灰對煙溫降的影響

3.5 對鍋爐NOx排放的影響

鍋爐在添加劑加入后，在運行氧量和爐內溫度水平略有下降的情況下，各工況的NOx排放濃度見表4所示。

3.3 對著火、爐內火焰溫度的影響

圖2 添加劑加入前后對爐內溫度的影響

表4 添加劑加入前后NOx排放濃度變化

爐內溫度測試結果表明，燃燒添加劑的加入對煤粉氣流的著火和爐內溫度水平都有一定影響，測試結果如圖2所示，這里以B層燃燒器的溫度來說明添加劑對著火溫度的影響。添加劑加入后，爐膛火焰中心溫度也出現了小幅下降，這與鍋爐燃煤發熱量升高、理論燃燒溫度升高相違背，也說明爐內水冷壁清潔度提高，受熱面對爐內煙氣的冷卻作用增強。同時，由于爐溫的降低，燃燒器區煤粉氣流回流的煙氣溫度也出現了40℃左右的下降，這對減緩燃燒器噴口的結焦有較大好處，實際觀測也表明燃燒器噴口無結焦現象。

從表4可以看出，添加劑加入后鍋爐的NOx排放濃度有30～50 mg/m3的升高，這說明添加劑的加入對鍋爐的NOx排放影響較小。

結論。

通過對鍋爐燃燒添加劑加入前后的鍋爐燃燒狀況進行測試，并對添加劑加入前后的試驗數據進行對比分析，可以得到以下結論：1.添加劑加入后鍋爐的爐膛出口煙溫（轉向室煙溫）下降約8℃，鍋爐的減溫水量減少，水冷壁沾污減輕，受熱面對爐內煙氣的冷卻作用增強。2.添加劑加入后鍋爐的排煙溫度（修正值）下降幅度為3.0℃－6.5℃，可使干煙氣熱損失下降0.15－0.36個百分點。3.添加劑加入后鍋爐的灰渣含碳量有所升高，約為 0.28%。4.受鍋爐排煙溫度降低的影響，添加劑加入后鍋爐效率約提高0.20%－0.49%。應指出的是，受燃煤結焦特性增加的影響，添加劑效果受到一定影響；在煤質不變的情況下，鍋爐效率在現有基礎上還會有一定程度的提高。

5.添加劑的加入鍋爐NOx排放基本無影響。