某300MW機組低氮燃燒器熱態(tài)調(diào)整經(jīng)驗淺析

魏東陽

(國家電投集團(tuán)東北電力有限公司，遼寧 沈陽 110181)

某電廠2×300MW工程的鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用平衡通風(fēng)、四角切圓燃燒方式，設(shè)計燃料為褐煤。鍋爐以最大連續(xù)負(fù)荷(即BMCR工況)為設(shè)計參數(shù)，在機組電負(fù)荷為335.343MW時鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1035.0t/h；機組電負(fù)荷為300MW(TRL工況)時鍋爐的額定蒸發(fā)量為960.0t/h。為全面掌握燃燒器改造后機組實際的NOx排放量與鍋爐熱效率，同時掌握鍋爐運行特性，從而對機組改造效果進(jìn)行評估，對2號鍋爐進(jìn)行低氮燃燒器改造后的鍋爐熱態(tài)調(diào)整[1-3]。

1 調(diào)試目的及項目

通過調(diào)整試驗使煤粉燃燒器工作狀態(tài)穩(wěn)定，滿足鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運行要求。同時通過調(diào)整確定新的合理的配風(fēng)方式，既可以降低NOx的生成量，又不會影響鍋爐汽溫和熱效率[4-5]。

調(diào)試項目包括：主燃燒器優(yōu)化調(diào)整，燃燼風(fēng)燃燒器的優(yōu)化調(diào)整：通過試驗調(diào)試，確定不同負(fù)荷下最佳的燃盡風(fēng)開度，達(dá)到降低NOx和保證鍋爐效率不下降的最佳平衡點。

調(diào)試條件為：煤粉燃燒器和燃燼風(fēng)燃燒器及相關(guān)附屬設(shè)備均已安裝完畢；煤粉燃燒器和燃燼風(fēng)燃燒器及相關(guān)附屬設(shè)備已經(jīng)過冷態(tài)調(diào)試，并驗收合格；與煤粉燃燒器和燃盡風(fēng)燃燒器及相關(guān)附屬設(shè)備的安裝工作已經(jīng)完成；煤粉燃燒器和燃盡風(fēng)燃燒器及相關(guān)附屬設(shè)備的建筑安裝用升降平臺及腳手架已拆除。如有個別試驗位置難以到達(dá)或不方便試驗操作，應(yīng)根據(jù)調(diào)試人員的要求搭設(shè)臨時扶梯或腳手架，并達(dá)到相關(guān)的安全要求；控制室內(nèi)有關(guān)熱工儀表等可正常可靠的投入；煤粉燃燒器和燃盡風(fēng)燃燒器及相關(guān)附屬設(shè)備的各種保護(hù)已投入；機組已經(jīng)正常運行。

2 調(diào)試過程

在鍋爐負(fù)荷達(dá)到試驗工況負(fù)荷時，依次進(jìn)行主燃燒器區(qū)域各二次風(fēng)門、周界風(fēng)門和各燃盡風(fēng)風(fēng)門、各角燃盡風(fēng)風(fēng)門上、下擺動，左、右擺動以及主燃燒器區(qū)域氧量的調(diào)整[6-7]。

2.1 主燃燒器的調(diào)整

確定燃盡風(fēng)燃燒器設(shè)定在初始位置，其冷卻風(fēng)流量在設(shè)定值(擋板開度5%)。在上述基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行煤粉燃燒器的調(diào)整，在保持爐膛出口氧量不變的情況下，通過改變主燃燒器區(qū)域的二次風(fēng)門開度和燃盡風(fēng)區(qū)域的燃盡風(fēng)門開度改變主燃燒區(qū)的二次風(fēng)量和燃盡風(fēng)風(fēng)量的比例，觀察燃燒器區(qū)域燃燒情況，確定燃燒器二次風(fēng)的不同配風(fēng)方式對燃燒的影響。周界風(fēng)是二次風(fēng)的一部分，對煤粉著火燃燒初期有影響，它的大小由二次風(fēng)風(fēng)門擋板控制，也可以通過控制一部分周界風(fēng)量達(dá)到抑制部分NOx生成的目的。保持總風(fēng)量和一次風(fēng)量不變，調(diào)整各層燃燒器二次風(fēng)的不同分配比例，觀察各層燃燒器二次風(fēng)的不同分配方式對爐膛溫度場、蒸汽參數(shù)和煙氣參數(shù)的影響，確定合理的二次風(fēng)配風(fēng)方式。二次風(fēng)的絕大部分是通過輔助風(fēng)噴口進(jìn)入爐膛，它的大小則根據(jù)爐膛風(fēng)箱差壓由相應(yīng)的風(fēng)門擋板來調(diào)節(jié)。

2.2 燃盡風(fēng)燃燒器的調(diào)整

2.2.1 燃盡風(fēng)擋板的調(diào)整

達(dá)到試驗負(fù)荷時，保持鍋爐運行氧量穩(wěn)定，主燃燒器區(qū)域各二次風(fēng)門開度保持不變對鍋爐燃燼風(fēng)進(jìn)行調(diào)整，以掌握燃盡風(fēng)量變化對機組NOx排量與鍋爐熱效率的影響。上部燃燼風(fēng)擋板，根據(jù)鍋爐負(fù)荷來切投，鍋爐負(fù)荷為60 80%ECR時由下往上開2層擋板，80 90%ECR時開最第3層燃盡風(fēng)擋板,90%～100%ECR時開啟最上層燃盡風(fēng)，可根據(jù)實際情況進(jìn)行燃盡風(fēng)的投切。

2.2.2 燃盡風(fēng)垂直擺動調(diào)整

根據(jù)主、再熱汽溫來判別燃盡風(fēng)噴口的上下擺動，汽溫若高可將燃盡風(fēng)噴口向下擺動可降低主、再熱汽溫，調(diào)整范圍±20°，汽溫若低可將燃盡風(fēng)噴口向上擺動。調(diào)整范圍±30°。

2.2.3 燃盡風(fēng)水平擺動調(diào)整

如果運行中爐膛出口煙溫偏差大(或汽溫左右偏差大)，可通過改變?nèi)紶a風(fēng)噴口水平方向左右擺動調(diào)整，左右水平調(diào)整范圍±10°。通過水平擺角技術(shù)消弱爐內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強度，減少爐膛出口處的氣流殘余旋轉(zhuǎn)，使受熱面左、右煙道兩側(cè)的煙氣速度偏差和煙氣溫度偏差現(xiàn)象大為減少，降低鍋爐主、再熱汽溫偏差。

2.3 低氮燃燒調(diào)整

調(diào)整輔助風(fēng)門開度，每次調(diào)整幅度5%～10%，調(diào)整后不低于5%。根據(jù)每次調(diào)整后觀察NOx值的變化，確定輔助風(fēng)門是否繼續(xù)調(diào)整。調(diào)整周界風(fēng)門開度在5%～20%根據(jù)磨的投運情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，磨煤機停運的對應(yīng)的周界風(fēng)門開度不低于5%，不停運的對應(yīng)的周界風(fēng)門開度不低于10%。如噴口有結(jié)焦現(xiàn)象，則開大該噴口對應(yīng)的周界風(fēng)。逐漸降低爐膛出口氧量，達(dá)到3.0%左右時穩(wěn)定。根據(jù)負(fù)荷調(diào)整爐膛氧量，通過調(diào)整找到既滿足運行又能降低氮氧化物的氧量值。緩慢調(diào)整大風(fēng)門分風(fēng)擋板，每次操作關(guān)小5%～10%，穩(wěn)定后開啟燃盡風(fēng)擋板增加燃盡風(fēng)風(fēng)量，穩(wěn)定爐膛出口氧量，達(dá)到最終降低NOx的目的。

3 結(jié)論及意見

通過熱態(tài)調(diào)整試驗，目前可以將高、中、低三個試驗工況的NOx降低至合格值(300Mg/Nm3)以下。在試驗過程中，對各個負(fù)荷的灰渣樣進(jìn)行取樣化驗，目前爐渣含碳量略高。低負(fù)荷時，需要將總風(fēng)量降低到510t/h左右，此時會發(fā)生引風(fēng)機搶風(fēng)現(xiàn)象，需要一臺引風(fēng)機伴隨運行，以滿足低負(fù)荷的正常運行及降低NOx的要求。

建議：

(1)二次風(fēng)及燃燒器擺動。除AA層二次風(fēng)及燃燼風(fēng)外，其余二次風(fēng)門及周界風(fēng)門的開度可以投入自動。AA層二次風(fēng)開度保持較大開度，目的是為了穩(wěn)燃及盡量降低爐渣含碳量。

燃燒器擺動可按照我廠原有運行方式進(jìn)行，將燃燒器擺動投入自動。

(2)燃燼風(fēng)及燃燼風(fēng)擺動。燃燼風(fēng)可根據(jù)負(fù)荷來投切，下兩層燃燼風(fēng)門保持全開則可，上兩層燃燼風(fēng)門在中、高負(fù)荷時保持50%的開度則可，在低負(fù)荷時，需要將四層燃燼風(fēng)門全部全開。 當(dāng)中高負(fù)荷時，燃燼風(fēng)的擺動可放在水平位置。當(dāng)主再熱汽溫高時，可將燃燼風(fēng)的向下擺動(0%的方向)來控制主再熱汽溫。當(dāng)?shù)拓?fù)荷時，燃燼風(fēng)燃燼風(fēng)的擺動需向上擺動至最大來提高再熱汽溫及降低NOx。

(3)二次風(fēng)總風(fēng)門。中高負(fù)荷時，二次風(fēng)總風(fēng)門可以保持相對較大的開度(60%左右)，即可將NOx降低。低負(fù)荷時，二次風(fēng)總風(fēng)門需保持在相對較小的開度(20%左右)來降低NOx。

(4)氧量。中高負(fù)荷時，爐膛氧量平均在保持在2.5%～3.5%左右，配合燃燼風(fēng)及二次風(fēng)總風(fēng)門的調(diào)整即可將NOx降低到相對較低值。低負(fù)荷時。爐膛氧量平均值保持在2.5%～3%左右，配合燃燼風(fēng)及二次風(fēng)總風(fēng)門的調(diào)整即可將NOx降低至相對較低值。