低氮锅炉的燃烧技术原理

在600MW发电机组四角切圆锅炉运行过程中，为了降低耗能，需要对锅炉进行低氮燃烧更新改造。因此，文中主要利用空气等级分类燃烧技术对某600MW四角切圆锅炉低氮燃烧技术进行了更新改造，随后对比了前后NOx的浓度值。经过实验对比，经过更新改造之后的锅炉NOx的浓度值出现了明显的降低。在发电机组实际运作过程中，SOFA排风量、辅助风风门开度、再次风箱待会对600MW四角切圆锅炉低氮燃烧产生比较突出的影响。

随着社会经济发展的发展，电厂生产污染问题受到了人们的广泛关注。近几年来，我国对空气污染物预防工作日渐重视，不断提高空气污染物环保标准，要求电厂要广泛采用烟气脱硫、脱销和低氮燃烧技术。但是从目前来看，我国四角切圆锅炉低氮燃烧工艺水平不高，受到生产线设备的影响，增加了实际更新改造的难度和成本，很难满足实际生产的基本要求。因此，文中主要针对600MW四角切圆锅炉低氮燃烧技术应用进行分析与阐述。 

1 当前低氮锅炉燃烧更新改造分析 

某电厂在投入600MW四角切圆锅炉至今，NOx排污浓度值偏高，大概为600～700Mg/M3。努力实现经济社会发展的要求，技术人员决定在保证锅炉安全和不断控制成本的前提条件下，对锅炉的燃烧机进行全面更新改造，实现以下目标：第一，锅炉原来的生产主要参数要达到标准的实验值。第二，过热器减温水流量不能超出标准的130%。第三，在600MW负载的条件下，出入口氧体积分数确定的前提条件下，NOx排污当量浓度要≤400Mg/M3，产生的飞灰碳量不能超出3%。第四，要保持原来原煤的适应能力。根据实际生产的经验，切向燃烧发电机组采用燃烬风具有明显的低氮效果。随着等级分类燃烧工艺水平不断提高，操作人员可以在炉内周围布局燃烬风，保证不同部分的独立，在每个区域内过量空气系数由于总燃烬风排风量等控制，可以实现与烟尘的混和，降低污染物质的排污。 

经过锅炉改造之后，可以水平、上下晃动的低位燃烬风，在顶层燃烧机一次风喷头的4角加设4层低位燃烬风喷头，总共16个。低位燃烬风燃烧机的高度大概2.9米，在每个喷头上面设置有晃动曲轴，操作人员通过手动式拐臂设备可以进行上下晃动和水平晃动。在锅炉运行过程中，利用喷头的晃动，可以调整内部的再热平均气温，有效降低飞灰碳含量，全面提高燃烧率。在每个邻近2层粉煤喷头之间布局辅助风喷头，可以改动原来喷头的流通面积。 

2 更新改造前后比较分析 

根据锅炉改造后的数据，负载超过300MW的锅炉Box排污质量浓度值小于300Mg/M3。发电机组负载在小于300MW时，锅炉300MW的浓度值会超出400Mg/M3。主要由于在发电机组负载比较低的情况下，为了确保再次纲丝节与炉内差压值不会太低，需要减少低位燃烬风。在再次纲丝节与炉内差压值比较低的情况下，喷头风力就会不断降低，刚度降低，不能保证低位燃烬风透过整个炉内。在发电机组负载为350MW时，经过更新改造之后的锅炉NOx展现出了大幅度降低的发展趋势，降低力度大概为390Mg/M3。主要因磨煤机更新改造之后，由原先的5台减少为4台，降低了一次风率，增加了再次风率，降低了实际产生的耗能。并且在实际运作过程中，采用了低位燃烬风等级分类排风技术。 

在发电机组为600MW负载的前提条件下，锅炉NOx排污浓度值的大概为310Mg/M3，在同样磨煤机运作情况下，经过更新改造后的浓度值降低了223Mg/M3。 

3 更新改造后运作调整分析 

第一，低位燃烬风风门开度分析。根据当化合物形成原理，氧化性氛围的明显高低和范围对NOx排污浓度值产生比较突出的影响。因此，低位燃烬风排风量越大，在燃烧区域内部氧化性就会越强，相应的排污浓度值就会越低。通过大招低位燃烬风风门，就会增加燃烬风的排风量，能够明显的降低NOx排污浓度值。在增加水平反切进气阀的开度，就会增加反切排风量，就会降低炉内口转动的残留排风量，有效减少低温过热器進口两边烟温温度差。在低位燃烬风风门不断发展的前提条件下，就会降低主燃烧机区域的过量空气系数，延迟粉煤燃烧时间，造成炉内火苗上升，增加过热器减温流水。根据实验对比的结果，随着低位燃烬风的增加，主燃烧机中的空气量就会减少，加重这一区域内的氧气不足程度，增加粉煤的不完全燃烧率。但是炉内上端填补的低位燃烬作风不能填补由于氧气不足造成的燃烧损失，主要由于低位燃烬风排风量增加造成飞灰碳含量上升造成的。 

第二，辅助风门开度分析。随着辅助风门不断开大，降低了内部炉膛的差异，降低了高位燃尽风量，增加NOx排放浓度。在机组负荷400MW和4台磨煤机运行过程中，需要燃烧器摆角水平，在高位燃尽风量开2层的情况下，辅助风门开度开大到50%，锅炉中NOx排放浓度增加了60mg/m3左右。 

　　在机组负荷为580MW和4台磨煤机正常运行的情况下，辅助风风门开度不断减小的前提下，二次封箱与炉膛差压提升，高位燃尽风风量就会不断增加，有利于降低NOx排放浓度。二次风箱与炉膛内的压差就会提高到0.86kPa。锅炉的NOx排放质量浓度下降量为30mg/m3。在这种情况下，过热器减温水量就会不断增加，从87t/h增加到94t/h。 

　　第三，燃烧器摆角。操作人员在上摆燃烧器摆角以后，炉膛内部火焰就会上移，就会增加炉的NOx排放质量浓度。在机组负荷为600MW的情况下，燃烧器摆角会对低温过热器的烟温偏差产生一定的影响。在燃烧器摆角进行水平上摆时，就会增加低温过热器的进口烟温。在第4层高位燃尽风风门开度为50%时，低温过热器进口的眼温差从摆角为水平0°时的147.8℃增大到摆角为3°时的167℃，由此可知，具有明显的差距。根据实际运行的情况，燃烧器摆角对过热器减温水流胡产生影响，在燃烧器摆角上摆过程中，过热器减温水流就会相应的增加，呈现出逐渐上升的趋势。 

　　经过低NOx燃烧改造后，高位燃尽风的风量会对NOx排放量产生十分明显的影响。随着高位燃尽风的风量的不断增加，就会减少NOx排放量，减少低温过热器两侧的烟温温差，而过热器减温水水量就会增加。二次风箱和炉膛内部差压对NOx排放量也会产生非常明显的影响，在降低风机组负荷以后，通过控制二次风箱和炉膛内部差压也可以减少NOx排放量，实现节能降耗的目标。