300MW機組低氮燃燒器的燃燒優化調整

寧金紅 姜曉莉 李莉新

摘 要：對于300MW燃煤爐，為滿足環保指標要求，需大幅削減省煤器出口NOx排放濃度，優化鍋爐燃燒。因此，大唐河北發電有限責任公司馬頭熱電分公司對進行了低氮燃燒器改造，改造后通過低氮燃燒器熱態調試試驗，確定了合理的燃燒調整方式，不僅使NOx排放量大幅降低，并且在不同負荷下的熱效率及主要參數均到達設計要求。

關鍵詞：低氮燃燒器；NOx排放濃度；優化燃燒

1 鍋爐概況及燃燒器改造的原因

9、10號鍋爐系東方鍋爐廠生產的DG1025/17.4-Ⅱ12型、亞臨界參數、四角切圓燃燒、自然循環、一次中間再熱、單爐膛平衡通風、固態排渣、半露天布置、全鋼構架的∏型汽包爐。

隨環保要求的提高，原燃燒器不能滿足氮氧化物指標的要求，因此，進行了低氮燃燒器改造并進行技術調試。改造后，主燃燒器區域噴嘴標高不變，對一次風燃燒器組件及二次風噴嘴重新設計更換，原EE層、FF層二次風改為三次風，同時保留原下層三次風，原上層三次風及頂二次風（OFA1）改為反切二次風CCOFA1、CCOFA2，封堵頂二次風（OFA2），增加燃盡風燃燒器系統。燃盡風引自鍋爐左右兩側大風箱，相應增加燃盡風箱、燃盡風擋板門、補償器、風道。

2 低氮燃燒器改造后熱態調試

馬頭熱電分公司進行了低氮燃燒器熱態調試，具體步驟如下：

（1）對現場習慣性運行工況測量。

（2）燃盡風擺角調試，根據主汽溫度、再熱汽溫變化調整燃盡風擺角，觀察燃盡風擺角對主汽溫度、再熱汽溫的影響。

（3）二次風、燃盡風配風方式調整試驗。鍋爐在100%BMCR負荷工況下，爐膛出口氧量控制在3.0%～3.5%左右，周界風的擋板開度為10%，鍋爐的二次風箱風壓維持在合適的范圍內，在調整燃盡風不同開度時，二次風風門整體進行調整，保證鍋爐風量分配更加合理。

（4）變氧量燃燒調整試驗。鍋爐在100%BMCR負荷工況下，氧量變化由爐膛出口氧量來控制，各二次風的風門開度和燃盡風風門開度在優化后的條件下，觀測爐膛出口氧量變化對氮氧化物排放的影響。

（5）磨煤機投運方式調整試驗。在調整的最優配風條件下，在磨煤機不同運行方式下，觀測對氮氧化物排放的影響。

（6）變鍋爐負荷試驗。在調整的最優配風條件下，爐膛出口氧量按試驗最佳值選取，燃盡風按試驗最佳值選取，各二次風的風門開度按試驗最佳值選取，鍋爐變負荷分別為100%BMCR、75%BMCR。

3 調試結果及分析

3.1 二次風、燃盡風配風方式調整試驗結果分析

鍋爐在75%BMCR以上運行工況下，爐膛出口氧量控制在3.0%～3.5%左右，周界風的擋板開度為25%，鍋爐的二次風箱風壓維持在合適的范圍內，對燃盡風不同開度和二次分風門整體進行調整，以達到最佳合理優化配風方式，從而有效地控制了氮氧化物的排放量。

3.2 爐膛變氧量調整試驗結果分析

鍋爐在100%BMCR運行工況下，各二次風的風門開度和燃盡風風門開度在優化后的條件下，觀測各二次風門開度和燃盡風風門開度優化后在同等條件下爐膛出口氧量變化對氮氧化物排放的影響。

3.3 磨煤機投運方式調整試驗結果分析

在燃盡風不同開度和二次分風門合理優化配風方式下，觀測在同等條件下磨煤機運行臺數對氮氧化物排放量的影響。

4 根據試驗結果確定的最佳調整方案

4.1 配風特性

在保證燃燒穩定的前提下，將主燃燒區部分二次風移至燃燼風區域，形成主燃燒區缺氧氣氛，從而降低主燃燒區溫度，減少氮氧化物生成量。主燃燒區未燃燼的碳，在燃燼區繼續燃燒，整體火焰中心會上移。

4.2 調整原則

（1）給粉量采用均等配粉，正常情況下，給粉機及層操偏置均設為0。

（2）主燃燒區二次風（AA層至DE層）采用“正寶塔”配風方式，最低開度不小于10%。

（3）兩層OFA二次風開度保持5～20%。

（4）SOFA1、SOFA2、SOFA3二次風采用“倒寶塔”配風方式，升負荷時先開上層，降負荷時先關下層。

（5）正常工況一次風周界風開度在5%；給粉機停運后應開至20%冷卻噴口。

（6）三次風周界風：對應的排粉機停運時開至50%，對應的排粉機運行時，關至20%。

（7）氧量調整保持不低于3%。但氧量調整不可過高，氧量過高時煤粉在主燃燒區已燃燼，減弱燃燼風的作用，不能起到降低NOx的目的。

（8）為保證二次風剛性，保持大風箱壓力高于0.2kPa。

（9）低負荷時，在保證一次風速滿足的情況下，盡可能降低一次風量，以減少主燃燒區氧量。

（10）擺角調整時應對角調整，每次調整幅度不大于20%。

4.3 典型工況配風方式

5 結論

（1）低氮燃燒器改造后，通過熱態調整試驗，確定了最佳運行燃燒調整方案，是NOx排放量基本在500mg/Nm3以下。

（2）主汽溫度、再熱汽溫度滿足設計要求。

（3）鍋爐效率在75%BMCR以上運行工況下基本保持在92%以上。

綜上所述，鍋爐低氮燃燒器改造后，不僅使NOx排放量大幅降低，并且在不同負荷下的熱效率及主要參數均到達設計要求。

參考文獻

[1]許進.淺析徐塘電廠300MW機組低氮燃燒器改造及其應用[J].中國科技信息，2013，（11）：135.

[2]潘明濱.300MW機組鍋爐低氮燃燒器改造及其影響研究[D].山東大學，2015.

[3]西安熱工研究所.燃煤鍋爐燃燒調整試驗方法[M].水利電力出版社，1974.

（作者單位：大唐河北發電有限責任公司馬頭熱電分公司）