1 021 t/h鍋爐低氮燃燒器改造后性能影響分析

李志強

(廣州珠江電廠,廣東 廣州 511457)

2020年前，對燃煤機組全面實施超低排放，要求現役燃煤機組的大氣主要污染物排放標準達到天然氣燃氣機組的排放標準，即在基準氧含量6%條件下，煙塵10 mg/Nm3，二氧化硫35 mg/Nm3，氮氧化物50 mg/Nm3。東、中部地區要提前至2017年達標，并對達到超低排放標準并通過績效審核的燃煤機組進行獎勵、電價補貼和發電量鼓勵，極大提高了發電廠環保改造的積極性[1-2]。

1 鍋爐概況

廣州珠江電廠鍋爐為4臺哈爾濱鍋爐廠有限責任公司生產的HG1021/18.2-YM3型亞臨界參數、一次中間再熱、自然循環汽包爐，配備6臺ZGM80G-III型中速磨煤機，采用正壓直吹式制粉系統，四角噴燃切圓燃燒方式，正常滿負荷時5臺磨煤機運行，設計煤種為山西神木煤。自2017年開始，廣州珠江電廠利用機組A修機會分批對4臺鍋爐進行低氮燃燒器改造。

2 低氮燃燒器改造后對鍋爐性能的影響

2.1 安全性

主要分析對比摻燒過程中鍋爐管壁溫度、爐膛結焦、空預器差壓等方面。

a.管壁溫度

選取運行中最容易超溫的末級再熱器和再熱器前屏壁溫進行對比，由表1可以看出，兩管的壁溫在改造后都明顯降低，這對鍋爐安全有利。

表1 管壁溫度對比(320 MW工況) ℃

b.爐膛結焦

低氮燃燒器改造后，通過對鍋爐受熱面結焦情況檢查，受熱面基本都是輕微粘污，而且焦質較疏松，易于清除，因此低氮燃燒器改造后未加劇鍋爐結焦。

c.空預器差壓

鍋爐隨著運行時間的延長，空預器差壓會逐漸增大，由于氨逃逸加劇了空預器差壓增大速度，均采用加強空預器吹灰和停爐期間進行高壓水沖洗來處理，但低氮燃燒器改造后，因SCR入口NOx濃度降低(原來350～550 mg/Nm3，改造后降至200～300 mg/Nm3)，隨著噴氨量減少，氨逃逸速度也隨之下降，空預器差壓情況明顯好轉[3]，在正常吹灰情況下，空預器差壓在2.0 kPa以下。

2.2 經濟性

主要對滿負荷工況(320 MW)下事故噴水量、排煙溫度、送引風機電耗、飛灰含碳量和CO含量、尿素消耗量進行對比分析見表2。

表2 經濟指標對比(320 MW工況)

a．事故噴水量

低氮燃燒器改造后，事故滿負荷時噴水量減少3～4 t/h，有利于提高電廠循環經濟性。

b.排煙溫度

低氮燃燒器改造后，為了降低NOx產物，降低了爐膛中心溫度，增加了還原區，延遲了燃燒速度，爐膛出口排煙溫度提高了4～7 ℃，增加了排煙損失。

c.廠用電

改造后因空預器差壓得到有效控制，在同樣風量下，引風機電流下降20 A左右，而低氮燃燒器運行中要求比較高的風箱差壓，所以送風機電流隨著出口風壓提高上升了3 A，綜合看來廠用電下降對電廠經濟性有利。

d.飛灰含碳量和CO含量

300 MW以下負荷時，改造前飛灰含碳量在3%以下，CO含量在100 mg/Nm3以下，均能控制在合理水平。由于空預器差壓增加較快，造成300 MW以上時引風機出力不足，使鍋爐送風量受限，造成飛灰含碳量和CO含量均明顯增加，低氮燃燒器改造后，由于優化燃燒，在還原區可以使CO進一步燃盡，同時由于噴氨量減少，使空預器差壓得到有效控制，高負荷時引風機可以保證有效出力，因此煙氣飛灰含碳量和CO含量均得到有效控制，提高了鍋爐效率[4]。

e.尿素消耗量

該電廠采用尿素熱解，選擇性催化還原SCR脫硝。低氮燃燒器改造后，運行中基本控制SCR入口NOx含量在200～300 mg/Nm3(見表3)，比改造前大幅降低，使用于脫硝的尿素消耗量下降，1年可節約尿素成本約100萬元[5]。

表3 不同負荷時SCR入口NOx含量

2.3 環保性

低氮燃燒器改造后，通過1年的運行情況，廠超低排放時間比率達到99%，提前達到國家規定的超潔凈排放要求，為環保事業做出貢獻。

3 結束語

低氮燃燒器改造后，有效提高了火電廠環保指標，安全性也得到改善，有效控制了空預器差壓和管壁超溫。電廠風機電耗有所降低，事故噴水量減少，煙氣飛灰含碳量和CO含量也在高負荷區減少，但排煙溫度增加，總體鍋爐效率和改造前基本持平，但尿素成本每年可節約100萬元，取得了超潔凈排放的環保補貼，總體上提高了電廠經濟性。