制粉系統進行乏氣改造前后方式變化分析

（國華北京熱電分公司，北京 100025）

制粉系統進行乏氣改造前后方式變化分析

朱 霏

（國華北京熱電分公司，北京 100025）

本文介紹了國華北京熱電分公司為了降低鍋爐NOX排放進行鍋爐乏氣改造前后方式的變化及運行方式的改變，制粉系統操作方式的改變，參數控制的調整。

乏氣改造；磨煤機；排粉機；NOX

一、鍋爐原布置方式介紹

國華北京熱電分公司4臺鍋爐均為哈爾濱鍋爐有限責任公司生產。鍋爐型號HG—410/9.8—YM15。額定蒸發量410h/ t。額定主汽溫度540℃，額定主蒸汽壓力9.8MPa。原設計方式中鍋爐為熱風送粉進入爐膛燃燒的方式。鍋爐一次風進風熱風溫度315℃。鍋爐一次風進風冷風溫度為環境溫度。鍋爐一次風溫度180℃。鍋爐二次風溫度315℃。鍋爐排煙溫度為135℃。

各爐配備有兩套中間儲倉式鋼球滾桶磨煤機的制粉系統，兩套制粉系統共用一個粉倉。各爐粉倉之間及#1、2和#3、4爐之間可通過齒索輸粉機送粉。煤粉倉容積310 m3儲存量216t儲存4.37小時。磨煤機型號MG350.600—I，出力45t/h左右（運行經驗），排粉機為離心式，型號M5—29—11NO20D。鍋爐為四角噴燃布置，熱風送粉。鍋爐原配風方式布置為：下二次風、下一次風、中二次風、上一次風、上二次風和兩層三次風、一次燃盡風，上燃盡風（二次風）和下燃盡風（二次風）。一次風由高溫空氣預熱器出來的熱風及送風機出口來的冷風進行溫度調節。二次風取自高溫空預器出口。每臺制粉系統四根三次風管。四角二次風大擋板投入自動，用于控制一次風壓。兩側一次熱風由熱風環行風道各側引出，兩側一次冷風分別由兩送風機出口引出。

鍋爐原方式為制粉系統為中儲式溫風送粉系統，在采用空氣分級燃燒技術降低氮氧化物排放時，由于三次風中攜帶大量超細煤粉進入爐膛燃燒，三次風氣流攜帶煤粉濃度較低，使得該部分煤粉燃燒過程處于富氧環境下，其燃燒過程中生成大量的NOx，導致最終總的NOx排放較高。磨煤機投運個數越多，三次風量就越大，NOx生成量就越高。另外，當鍋爐負荷降低時，為保證磨煤機運行經濟性，磨煤機通風量仍保持在最佳制粉電耗工況，導致三次風量也沒有隨鍋爐負荷同比例降低，主燃燒區域的空氣系數無法控制在理論最佳值，此時NOx排放濃度會遠高于設計工況，制約了燃燒過程進一步控制NOx排放。

二、鍋爐乏氣改造方式介紹

現在我公司將中儲式熱風送粉系統改造為乏氣送粉方式，將由排粉風機出來的乏氣全部送入一次風管道，直接采用乏氣作為送粉介質輸送煤粉，可以避免乏氣直接送入爐膛造成的局部富氧氣氛，有效抑制了乏氣所帶煤粉燃燒過程的NOx生成量，從而使得爐內的燃燒氮氧化物產生得到大大降低。改為乏氣送粉后一次風溫度也有原來的180度左右降低到110度左右。進一步降低了NOX的生成。

原主燃燒器、再燃風組件和SOFA風組件都不做改動；拆除現有兩層三次風組件前的管道，將燃燒器三次風入口封堵；原三次風冷卻風保留，并保持常開；作為二次風使用。更換排粉機出口排粉風箱，每個風箱接出6根乏氣管道和一根再循環管道，兩個排粉風箱接出共12跟乏氣管道分別連接至風粉混合器前原一次風管道，乏氣管道上設防磨可調縮孔和乏氣關斷門；風粉混合器及其后一次風管道不作改動，原風粉混合器前的一次風管道拆除，一次風箱拆除；自一次風總風管道引熱風到排粉風機入口風道，并在此熱風管上開摻冷風風道，冷風直接從環境空氣抽取，在冷、熱風道上分別設旁路熱風調節門和旁路冷風調節門，冷、熱風混合后的風道上設旁路調節門，同時在該熱風道混入前的排粉風機入口風道上增設制粉系統防磨調節門。

當排粉風機停運時，相對應的一次風噴口需停運，為保證一臺排粉風機運行時鍋爐燃燒的穩定性，在中二次風噴口中對角安裝2支燃氣槍，起到低負荷穩燃作用。

當磨煤機投運時，自空預器出口熱風總管來的熱風，一部分進入四角二次風箱，供二次風、一次風周界風、再燃風周界風及燃盡風取風；一部分進入磨煤機，攜帶煤粉經粗粉分離器和細粉分離器后，煤粉進入煤粉倉，乏氣自細粉分離器進入排粉風機，由排粉風箱分配到一次風管（每個排粉風箱對應6根一次風管）和再循環風管，排粉風機出來的乏氣由一次風管經風粉混合器與煤粉混合后，將煤粉經燃燒器噴口送入爐膛。

當磨煤機停運時，自空預器出口熱風總管來的熱風，一部分進入四角二次風箱，供二次風、一次風周界風、再燃風周界風及燃盡風取風；一部分摻冷風后直接進入排粉風機到12根一次風管，由排粉風箱分配到一次風管（每個排粉風箱對應6根一次風管），排粉風機出來的溫風由一次風管經風粉混合器與煤粉混合后，將煤粉經燃燒器噴口送入爐膛。

三、鍋爐乏氣改造后制粉系統的操作調整

因為乏氣改造后排粉機充當了一次風機的作用，因此鍋爐粉倉粉位高需停止制粉時，只需將磨煤機、給煤機停止運行。排粉機要繼續保持運行維持一次風壓。這時排粉機入口風要倒至旁路運行，為了控制一次風溫度，就要用引自室外的冷風來調節一次風溫度，這時就會有額外的空氣進入爐膛增加爐內的氧量。從而使鍋爐NOX排放量增大。在低負荷時尤為突出，因為低負荷時鍋爐送風量已很難再降低，鍋爐內富氧程度大大提高。高負荷時可以通過降低鍋爐送風量來控制鍋爐內的氧量，保持NOX的排放維持較低的水平。

當磨煤機運行時，排粉機旁路風系統解列，制粉系統內的送風來自鍋爐的高低溫空氣預熱器。這時進入鍋爐的空氣都是來自送風機和少量的鍋爐系統漏風。因此磨煤機啟動后進入鍋爐內的風量會比停止時減少很多。低負荷時，鍋爐NOX排放明顯降低很多。高負荷時為了維持鍋爐燃燒，要適當增加鍋爐送風量。

因為排粉機帶一次風運行，排粉機的主要功能要維持一次風壓，因此制粉出力要服從于一次風壓的控制。乏氣改造后由于系統阻力的改變，制粉系統已不能保持在最大出力工況下運行，因此降低NOX的排放犧牲了一部分經濟型。排粉機也不能在制粉停止時在停止，也進一步增加了廠用電耗。

制粉系統進行乏氣改造后，乏氣由原來直接送入鍋爐燃燒變為分配給各個一次粉嘴，磨煤機啟動前后，爐膛內的火焰中心不會改變，因此磨煤機啟動前后對鍋爐的燃燒工況影響相對未改造前要小的多。鍋爐參數控制要容易一些。但磨煤機的啟停要復雜了。因為磨煤機啟停過程中要保證一次風壓不變，同時還要有旁路風和制粉系統內部風的切換過程。

結語

本次我公司進行的乏氣系統改造對于NOX的排放效果是非常明顯的。因為制粉系統通風能力的下降，制粉系統的出力是降低了。為了環境保護犧牲了一定的經濟利益是值得的。

[1]吳玉芳．熱風送粉改為乏氣送粉系統的方法和關鍵設備的研究[D]．哈爾濱工業大學, 2008．

TK223

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朱霏，神華國華電力股份有限公司運行部值長，本科學歷，1991年參加工作。