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摘 要： 摘要：鍋爐是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的設(shè)備。燃料在燃燒過程中產(chǎn)生大量的煙氣排向天空，其中的氮氧化合物造成大氣污染。隨著國家對大氣污染的治理，在役鍋爐相繼進(jìn)行低氮燃燒改造降低氮氧化合物。 關(guān)鍵詞： 鍋爐; 氮氧化合物; 超標(biāo) 前言：中油電能熱電二公
摘要：鍋爐是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的設(shè)備。燃料在燃燒過程中產(chǎn)生大量的煙氣排向天空，其中的氮氧化合物造成大氣污染。隨著國家對大氣污染的治理，在役鍋爐相繼進(jìn)行低氮燃燒改造降低氮氧化合物。
關(guān)鍵詞： 鍋爐; 氮氧化合物; 超標(biāo)
前言：中油電能熱電二公司共有五臺燃煤鍋爐，配置風(fēng)扇磨煤機(jī)制粉系統(tǒng)，燃用內(nèi)蒙東部褐煤。2014年實(shí)施低氮燃燒改造，將燃用煤在完全燃燒后所產(chǎn)生的820mg/m3氮氧化合物降至410mg/m3以下。鍋爐在點(diǎn)火啟動階段、正常運(yùn)行時期、停運(yùn)階段，都會因各種因素導(dǎo)致氮氧化合物超標(biāo)。
1.鍋爐低氮燃燒的設(shè)計理念
低氮燃燒是將集中燃燒改為分區(qū)燃燒，形成主燃區(qū)和燃燼區(qū)。主燃區(qū)二次風(fēng)量占總風(fēng)量的60-70%，滿足不了煤粉燃燒所需的空氣量，煙氣含氧量為a<0.9～1%呈不完全燃燒狀態(tài)，所以采用降低爐膛溫度的方式來減少氮氧化合物的生成;燃燼區(qū)的二次風(fēng)量占總風(fēng)量的30-40%，供給的空氣呈富氧燃燒狀態(tài)，將主燃區(qū)燃燒不充分的煤粉顆粒燃燼。
2.爐膛氮氧化合物超標(biāo)的原因
2.1鍋爐啟、停過程中燃燒的變化
a.鍋爐啟動是由冷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊釕B(tài)的過程。啟動過程中要進(jìn)行投油槍點(diǎn)火、燃燒配風(fēng)、啟動風(fēng)扇磨煤機(jī)等一系列操作，來達(dá)到鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。頻繁的投入、停止油槍、啟動風(fēng)扇磨煤機(jī)、調(diào)整制粉量和配風(fēng)等操作，燃燒強(qiáng)度呈階梯式上升狀態(tài)，入爐燃料總量與空氣總量難以控制在理想狀態(tài)，因此導(dǎo)致氮氧化合物超標(biāo)。
b.鍋爐停運(yùn)是由運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)。鍋爐經(jīng)過減負(fù)荷、停止風(fēng)扇磨煤機(jī)、配風(fēng)調(diào)整、投油槍穩(wěn)燃、停油槍熄火等一系列操作后，燃燒呈階梯式下降狀態(tài)后熄火，爐膛內(nèi)的燃燒強(qiáng)度驟降導(dǎo)致氮氧化合物超標(biāo)。
2.2鍋爐漏風(fēng)的影響
鍋爐燃燒系統(tǒng)是按負(fù)壓燃燒設(shè)計的，不嚴(yán)密處會向爐膛內(nèi)漏入冷空氣，形成無序空氣進(jìn)入爐膛參與燃燒。高溫爐煙管道、給煤機(jī)是制粉系統(tǒng)的負(fù)壓區(qū)域。管道法蘭、給煤機(jī)箱體、檢查門、檢修門等處，如有不嚴(yán)密會使漏入的冷空氣與熱煙氣混合，同燃煤一起進(jìn)入風(fēng)扇磨煤機(jī)后，形成富氧的一次風(fēng)煤粉氣流噴入爐膛，形成了高強(qiáng)度火炬，氮氧化合物驟然升高。
2.3入爐煤總熱量變化
內(nèi)蒙東部的大雁、尹敏等十幾個煤礦向我公司提供燃煤，運(yùn)至電廠后直接供給鍋爐燃用，受燃煤發(fā)熱量、水分等指標(biāo)的影響，入爐煤總熱量頻繁變化，風(fēng)扇磨煤機(jī)的制粉量和鍋爐配風(fēng)也相應(yīng)跟蹤調(diào)整，爐膛燃燒也相應(yīng)波動導(dǎo)致氮氧化合物超標(biāo)。
2.4風(fēng)扇磨煤機(jī)斷煤
多套風(fēng)扇磨煤機(jī)同時制粉來完成鍋爐燃燒所需的燃煤量。當(dāng)出現(xiàn)原煤斗棚煤、燒空、給煤機(jī)堵煤等故障時，都會造成風(fēng)扇磨煤機(jī)斷煤導(dǎo)致入爐煤量減少，燃燒狀態(tài)失衡、煙氣含氧量升高、氮氧化合物瞬間超標(biāo)。
2.5風(fēng)扇磨煤機(jī)切換
風(fēng)扇磨煤機(jī)具有運(yùn)行周期短，定期檢修的特點(diǎn)，在切換風(fēng)扇磨煤機(jī)的過程中，都會出現(xiàn)入爐煤量變化所引起的燃燒波動，當(dāng)燃煤量大幅減少后煙氣含氧量升高，加快了煤粉燃燒速度，爐膛溫度瞬間升高，煙氣中的氮氧化合物瞬間超標(biāo)。
2.6鍋爐配風(fēng)調(diào)整不當(dāng)
鍋爐低氮燃燒改變了二次風(fēng)分配結(jié)構(gòu)并增加了燃燼風(fēng)。在切換風(fēng)扇磨煤機(jī)、調(diào)整負(fù)荷時，配風(fēng)方式相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)配風(fēng)方式、方法不當(dāng)時，會造成煤粉燃燒速度、燃燒強(qiáng)度、火焰中心溫度大幅度變化，氮氧化合物超標(biāo)。
3.避免爐膛氮氧化合物超標(biāo)的措施
3.1鍋爐啟動、停運(yùn)階段中的燃燒調(diào)整
a.鍋爐在啟動階段,要經(jīng)過投油槍點(diǎn)火、啟動風(fēng)扇磨煤機(jī)、調(diào)整制粉量等操作，逐漸增加爐膛的燃燒量，采取頻繁調(diào)整二次風(fēng)量及送風(fēng)總量控制爐膛燃燒，降低火焰中心溫度避免氮氧化合物超標(biāo)。
b.鍋爐在停止前要做好準(zhǔn)備工作，把不參與燃燒的二次風(fēng)門關(guān)小、減少送風(fēng)總量，達(dá)到低氧運(yùn)行、氮氧化合物下降后，方可進(jìn)行投油槍、停止風(fēng)扇磨煤機(jī)等操作。隨著爐膛內(nèi)的燃料量逐漸減少，及時減少二次風(fēng)量避免氮氧化合物超標(biāo)。
3.2治理鍋爐漏風(fēng)
a.在對爐膛檢查燃燒后及時關(guān)閉看火孔，必須保持嚴(yán)密關(guān)閉狀態(tài)，避免爐膛漏風(fēng)。在撈渣機(jī)渣槽內(nèi)保持足夠高的水位，將冷灰斗的下渣口必須浸在渣槽內(nèi)形成水封，避免爐底漏風(fēng)。
b.對制粉系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，尤其是高溫爐煙伸縮節(jié)、原煤斗插板、給煤機(jī)檢查門、給煤機(jī)箱體、冷風(fēng)門、風(fēng)扇磨煤機(jī)大門入口密封圈等部位作為重點(diǎn)區(qū)域嚴(yán)格檢查。
3.3提高入爐煤發(fā)熱量穩(wěn)定的措施
a.將煤礦運(yùn)來的燃煤卸入儲煤場，用推土機(jī)反復(fù)攪拌，將大煤塊投入碎煤機(jī)擊碎形成顆粒均勻、發(fā)熱量穩(wěn)定的燃煤運(yùn)給鍋爐燃用。
b.將所有給煤機(jī)箱體上安裝煤層限位擋板，煤層厚度調(diào)為一致，避免煤層厚度變化引起燃燒波動。
3.4制定斷煤處理方案
a.在給煤機(jī)的箱體上安裝斷煤信號和堵煤信號，引入CRT畫面，提前報警，提前做好處理斷煤的準(zhǔn)備工作，及時增加其它風(fēng)扇磨煤機(jī)的制粉量、調(diào)整鍋爐配風(fēng)，減少燃燒波動，避免氮氧化合物超標(biāo)。
b.斷煤后可投入油槍增加燃燒總量和適當(dāng)減少二次風(fēng)總量，保持鍋爐燃燒穩(wěn)定，長時間不能恢復(fù)可切換風(fēng)扇磨煤機(jī)，避免氮氧化合物超標(biāo)。
3.5優(yōu)化風(fēng)扇磨煤機(jī)的切換方式
風(fēng)扇磨煤機(jī)的切換以先啟、后停或先停、后啟的順序操作，無論是哪種方式都會引起爐膛燃燒變化，大幅度變化會造成氮氧化合物超標(biāo)。因此鍋爐在高負(fù)荷區(qū)域采用先啟、后停切換風(fēng)扇磨煤機(jī)，入爐煤量呈上升趨勢;鍋爐在低負(fù)荷區(qū)域采取先投油槍穩(wěn)定燃燒后，再采取先停、后啟的方式切換風(fēng)扇磨煤機(jī)，以適當(dāng)增加入爐燃燒總量避免氮氧化合物超標(biāo)。
3.6優(yōu)化鍋爐配風(fēng)方式
鍋爐配風(fēng)方式較多，以正塔式、倒塔式、均等式、束腰式為主。隨著鍋爐燃燒變化，火焰中心位置、煙氣含氧量、氮氧化合物等指標(biāo)都會發(fā)生變化。根據(jù)噴燃器布置及配風(fēng)器結(jié)構(gòu)，結(jié)合低氮燃燒的特點(diǎn)，采用束腰式配風(fēng)調(diào)整主燃區(qū)的燃燒，再用燃燼風(fēng)控制火焰中心，既可以穩(wěn)定鍋爐燃燒，又能降低氮氧化合物。
3.7認(rèn)真監(jiān)盤精心調(diào)整燃燒
監(jiān)視鍋爐燃燒是一項(xiàng)非常重要的工作任務(wù)。通過儀表可觀察到鍋爐燃燒狀況及其他設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。由于燃煤質(zhì)量、風(fēng)扇磨煤機(jī)制粉特性等因素導(dǎo)致的燃燒變化，必須及時調(diào)整，按照小波動小調(diào)整、大波動大調(diào)整的原則進(jìn)行操作，避免氮氧化合物超標(biāo)。
4.結(jié)束語
低氮燃燒是以降低爐膛火焰中心溫度來減少氮氧化合物的產(chǎn)生。鍋爐在啟、停及運(yùn)行階段，都存在著燃燒波動、制粉系統(tǒng)不穩(wěn)導(dǎo)致的氮氧化合物超標(biāo)。通過對燃煤特性、風(fēng)扇磨煤機(jī)制粉特性、鍋爐燃燒方式、配風(fēng)器結(jié)構(gòu)等方面的分析，制定了優(yōu)化鍋爐燃燒、穩(wěn)定制粉、優(yōu)化配風(fēng)等措施，形成了一套可行的燃燒調(diào)整方案，達(dá)到穩(wěn)定有序的燃燒狀態(tài)，避免氮氧化合物超標(biāo)。——論文作者：吳忠良
期刊推薦：《鍋爐技術(shù)》(雙月刊)1970年創(chuàng)刊，專業(yè)技術(shù)性刊物。反映鍋爐技術(shù)(電站鍋爐和工業(yè)鍋爐)的科研成果,包括鍋爐產(chǎn)品試驗(yàn)成果,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié),鍋爐總體及零部件的設(shè)計理論、方法、結(jié)果和計算機(jī)程序,鍋爐制造的新工藝、新技術(shù)、新材料,厚壁壓力容器的制造工藝和檢驗(yàn)等。
