電廠鍋爐低氮燃燒改造現(xiàn)狀及運(yùn)行優(yōu)化途徑探討

王樹俅

國家能源集團(tuán)菏澤發(fā)電有限公司 山東 菏澤 274000

引言

在新時(shí)期環(huán)境下，隨著我國對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的不斷加強(qiáng)，針對(duì)火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中的排放濃度以及排放總量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效規(guī)定，而新的排污收費(fèi)制度的實(shí)施大大增加了企業(yè)的運(yùn)行成本，對(duì)此，發(fā)電廠要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，針對(duì)有關(guān)設(shè)備改造現(xiàn)狀進(jìn)行深入的研究，從而為發(fā)電廠健康穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

1 電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備改造現(xiàn)狀分析

1.1 電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備應(yīng)用安全經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀分析

某發(fā)電公司#3爐型號(hào)為MBEL—1025/17.3—541/541，在實(shí)際應(yīng)用過程中主要以“W”火焰為燃燒方式，其中制粉系統(tǒng)為雙進(jìn)雙出鋼球磨正壓直吹式，其中每臺(tái)爐配置3臺(tái)磨煤機(jī)，燃燒器型式主要為單旋風(fēng)筒狹縫式燃燒器，#3爐采用“W”火焰鍋爐低NOx燃燒技術(shù)進(jìn)行低氮燃燒改造后，爐膛溫度偏高，尤其高負(fù)荷存在明顯的結(jié)焦現(xiàn)象，還使排煙溫度升高，廠用電耗增大，鍋爐的整體熱效率下降。而且大量掉焦引起爐膛負(fù)壓波動(dòng)并且?guī)状我驀?yán)重掉焦造成燃燒失穩(wěn)，除渣系統(tǒng)卡死停運(yùn)，嚴(yán)重危害鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備改造后結(jié)焦現(xiàn)狀分析

電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備在王樹俅完成改造后容易出現(xiàn)爐掉焦現(xiàn)象，一般有±400Pa以內(nèi)的負(fù)壓波動(dòng)，爐膛火焰電視變黑，火檢大幅閃動(dòng)。依照相關(guān)數(shù)據(jù)分析，公司#3爐因?yàn)槁浯蠼怪率範(fàn)t膛負(fù)壓波動(dòng)超過±400Pa范圍的就達(dá)17次，造成爐底除渣系統(tǒng)卡死、停運(yùn)達(dá)6次，機(jī)組限負(fù)荷3次。依照實(shí)際來分析，后墻左側(cè)上層看火孔已被焦塊封實(shí)，后墻右側(cè)上層看火孔部分被焦塊堵住，而對(duì)其他看火孔觀察時(shí)未見焦塊。因此，需對(duì)#3爐低氮改造后結(jié)焦嚴(yán)重進(jìn)行分析研究，并針對(duì)#3爐運(yùn)行調(diào)整提出具體方案，有效地控制鍋爐受熱面結(jié)焦問題的發(fā)生，不斷提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保指標(biāo)水平。

2 電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)方案分析

2.1 有效調(diào)整各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)

第一，積極調(diào)整燃燒器后二次風(fēng)噴口角度，使乏氣噴口下移并偏向爐膛中心，并且要打通乏氣噴口周圍的冷卻風(fēng)通道，開大拱上二次風(fēng)門80%，關(guān)小拱下三次風(fēng)門50%，以降低爐膛火焰中心高度，增加水冷壁有效吸熱面積，降低主燃燒區(qū)溫度。同時(shí)，要提高拱上主氣風(fēng)速，在旋風(fēng)子上部乏氣豎直段加裝一12mm厚截流擋板，保留60%的通流面積，適當(dāng)開大燃燒器乏氣可調(diào)縮孔30%，提高燃燒器煤粉濃淡分離的程度，維持合適的風(fēng)粉比。第二，將分級(jí)風(fēng)導(dǎo)流板角度適當(dāng)調(diào)大，在拱上下行氣流的壓制作用下貼向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一層空氣膜，減小分級(jí)風(fēng)風(fēng)門，則防焦風(fēng)風(fēng)量將增大，有效防止?fàn)t膛結(jié)焦。

2.2 加強(qiáng)對(duì)電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備應(yīng)用管理質(zhì)量

在應(yīng)用電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備過程中，針對(duì)#3爐改造實(shí)際情況進(jìn)行深入的分析，對(duì)此首先要對(duì)電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備#3爐的爐膛漏風(fēng)進(jìn)行全面查找，一旦發(fā)現(xiàn)有漏風(fēng)情況，要及時(shí)封堵爐膛漏風(fēng)，并積極增加火焰的充滿度和攪拌混合情，從而防止火焰中心升高或偏斜。其次，加大對(duì)入廠煤、入爐煤質(zhì)的監(jiān)督，對(duì)燃煤進(jìn)行合理摻配，確保入爐煤質(zhì)符合設(shè)計(jì)煤種。同時(shí)，要嚴(yán)格空預(yù)器、受熱面定期吹灰工作，尤其是重點(diǎn)區(qū)域要增加吹灰次數(shù)，對(duì)有故障的吹灰器及時(shí)聯(lián)系檢修處理，確保清潔和傳熱效果。最后，加強(qiáng)巡回檢查，就地檢查活動(dòng)磨煤機(jī)回粉閥，并爐底渣樣、燃燒器著火情況和除渣系統(tǒng)運(yùn)行狀況及時(shí)掌握。同時(shí)，當(dāng)煤質(zhì)有波動(dòng)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，合理配風(fēng)，保證空氣和燃料的良好混合，避免形成還原性氣氛，防止局部嚴(yán)重積灰、結(jié)焦。

3 電廠鍋爐低氮燃燒運(yùn)行優(yōu)化途徑

3.1 有效調(diào)整參數(shù)，避免出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦現(xiàn)象

依照實(shí)際情況來分析，電廠鍋爐低氮燃燒過程中的結(jié)焦部位主要集中在衛(wèi)燃帶上，基于看火孔掛焦和側(cè)墻壁面處CO濃度來分析，結(jié)焦部位主要集中在后墻區(qū)域，在燃燒器噴口周圍沒有焦塊，對(duì)此要去除翼墻上靠近側(cè)墻和垂直墻部分的衛(wèi)燃帶，以適當(dāng)降低爐膛溫度，防止鍋爐結(jié)焦。其次，電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備#3爐在實(shí)際應(yīng)用過程中，SOFA燃盡風(fēng)擺角要進(jìn)行合理化調(diào)整，確保爐底注入風(fēng)門在30%以內(nèi)，避免爐底熱風(fēng)干擾主燃燒組織，從而有效解決鍋爐結(jié)焦問題。最后，利用停爐機(jī)會(huì)對(duì)燃燒器后二次風(fēng)噴口角度進(jìn)行調(diào)整，使乏氣噴口下移，減輕刷墻現(xiàn)象，同時(shí)打通乏氣噴口周圍的冷卻風(fēng)通道，減輕掛焦現(xiàn)象。

3.2 優(yōu)化內(nèi)部運(yùn)行方式，提升設(shè)備應(yīng)用質(zhì)量和效率

首先，將分級(jí)風(fēng)導(dǎo)流板角度適當(dāng)調(diào)大，在拱上下行氣流的壓制作用下貼向冷灰斗下行，在冷灰斗表面形成一層空氣膜，因而冷灰斗不易結(jié)渣。減小分級(jí)風(fēng)風(fēng)門，則防焦風(fēng)風(fēng)量將增大，有效防止?fàn)t膛結(jié)焦。其次，合理控制鍋爐氧量水平，調(diào)節(jié)二次風(fēng)量，調(diào)節(jié)爐底注入風(fēng)，使其提供充足的氧量保證煤粉的充分燃燒，同時(shí)要嚴(yán)禁缺氧燃燒，避免局部區(qū)域的熾熱焦碳和揮發(fā)分得不到氧量而出現(xiàn)局部還原性氣氛，導(dǎo)致結(jié)焦。同時(shí)，要調(diào)節(jié)一次風(fēng)，使火焰長度合適；調(diào)節(jié)三次風(fēng)，開度調(diào)整范圍在15%-35%間，使火焰不貼壁，有效調(diào)整鍋爐燃燒，適當(dāng)提高磨煤機(jī)料位，以保持較低的一次風(fēng)壓，維持合適的風(fēng)煤比，通過調(diào)整磨煤機(jī)給煤量和分離器轉(zhuǎn)速等手段，控制磨煤機(jī)出口溫度，維持兩端出口溫度基本一致。由于#3爐A磨煤機(jī)粉管風(fēng)速偏低，但A磨出力不低，造成風(fēng)煤比低，因此減少A磨出力，同時(shí)增加A磨燃燒器后墻二次風(fēng)量。

結(jié)束語：綜上所述，通過對(duì)電廠鍋爐低氮燃燒設(shè)備#3爐低氮燃燒器改造后鍋爐結(jié)焦運(yùn)行情況的分析研究，找出了造成結(jié)焦的原因，并通過對(duì)鍋爐配風(fēng)優(yōu)化、運(yùn)行燃燒調(diào)整等一系列措施實(shí)施，基本消除了“W”火焰鍋爐結(jié)焦問題，避免了鍋爐結(jié)焦造成鍋爐被迫停運(yùn)除焦、鍋爐限出力、爐底除渣系統(tǒng)被迫停運(yùn)等現(xiàn)象，保證鍋爐和除渣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。