脱硝改造对锅炉运行的影响研究

脱硝改造对锅炉运行的影响研究
摘要：笔者主要以自己的实际工作经验简述锅炉的脱硝改造技术，同时也论述脱硝改造对锅炉运行产生的主要影响和常见的问题所在，提出自己的建议。

关键词：脱硝改造锅炉影响
一、低含量的氮氧化物燃烧系统改造
改造采用双尺度燃烧技术，即炉内燃烧空间尺度与过程尺度全方位优化的复合燃烧技术。

进行脱硝改造的部分主要集中在主燃烧器和燃尽风两大部分。

各个锅炉在改造前都是采用直流燃烧器，四角布置，其中，各个锅炉在一、二次风均同轴射流在锅炉内部形成了直径为610mm的逆时针旋转切圆。

同时在改造后的水平切面上，在一次风射流在锅炉内所形成的顺时针切圆的直径为300mm，二次风射流则形成的是直径为610mm的逆时针切圆。

至于高位燃尽风喷口整组的结构，其可以在竖直的方向进行20度的摇摆，用来处理气温、各种氮氧化物和飞灰的调节工作，而在水平方向可以进行10度的摇摆，主要是用来起到消旋的作用，为了应对烟气出口偏差较大的问题，高位燃尽风喷嘴把燃烧所需要的空气分别通过2个阶段提供，进而将整个燃烧过程就进一步可以分为燃料过剩和空气过剩等两个阶段，好处就在于能够同时降低燃料型和热力型两类氮氧化物的性能；另外，一次风是通过垂直浓淡的射流形式进行的，在喷口处加装波纹型的稳燃钝体，同时还应当注意在喷口相对原位置的地方后缩60mm，用以增大烟气的回流量，使其在上、下一次风喷燃器出口可以顺利形成含氧量高、温度高和浓度高等三高区；三次风在与改造前比起来，也有较大的变化，比如说新增加了一层三次风喷口，并且在原来的三次风管上加装上了分叉管，使原来较高的三次风速得到了下降，对于喷口加装内缩式波纹形稳燃钝体，目的就是为了加强燃烧。

二、脱硝改造对锅炉运行的影响
（一）使制粉系统出力得以降低
通过对尾部受热面进行了选择性催化还原（SCR）脱硝改造后，对于额定负荷的条件下，高温省煤器出口烟气的温度与改造前相比起来，下降了约有四十摄氏度，从而减少了空气预热器吸热量，而热风温度也有约四十摄氏度的下降。

虽然说热风温度的降低对于锅炉燃烧的影响程度不大，但是对于制粉系统来说，影响就较为明显。

对于改造后的磨煤机，其入口的风温下降了约30～40摄氏度，导致制粉干燥出力不够。

同时，为了保证SCR脱硝装置进口的氮氧化物含量不超标，在运
行双制粉系统的同时，注意把小排粉机入口风门关闭，加强对制粉系统通风量的控制，通过一系列的措施能够让制粉系统出力降低6%左右。

（二）氨气（NH3）逃逸对下游设备产生的影响
对于NH3与氮氧化物结合所发生的化学反应，发生逃逸就会对下游设备产生影响，通常就会有少量的NH3伴随着烟气从反应器中逃逸出来。

而催化剂在发生反应的过程中会把一部分二氧化硫（SO2）氧化成三氧化硫（SO3），当SO3 与NH3结合，就会进一步生成NH4HSO4与（NH4）2SO4，进而会沉积在催化加的表面和空气预热器换热管上面，经过冷凝之后会有晶体析出，当这些晶体与烟尘发生混合，就会使催化剂的活性大大下降，增加了空气预热器的换热阻力和堵塞、腐蚀的风险。

（三）省煤器出口处的水温升高
受到了高温省煤器吸热面积增大的影响，使得高温省煤器出口处的水温与改造前相比起来，约有25～29摄氏度的提高，与饱和温度更加接近，因此对汽包出口蒸汽的质量和锅炉自然水循环都产生了不同程度的影响。

（四）锅炉内部积灰、结焦情况严重
对低含量的含氧化物燃烧系统进行改造之后，虽然在一定程度上使氮氧化物的排放幅度有了很大的下降，但是同时也因为增加了高位燃尽风和三次风喷口，这就容易造成了在总风量不变的前提下发生以下的一系列问题：二次风量不足，煤粉缺氧燃烧；三次风速下降，导致炉内煤粉燃烧的时间增长，过热器和下一次风喷燃器的结焦现象更为明显；上二次风的压粉和下二次风的托粉能力明显受到弱化。

三、优化技术建议
（一）加大制粉系统的干燥出力
要最大程度的控制双制粉系统的运行，并且对于再循环风挡板要适当关小，同时开大排粉机入口风挡板和热风挡板。

做好保证落煤的顺畅和干燥原煤的工作，经过一系列的调整，可使制粉系统出力增加约有2%～4%，与此同时，也能降低排粉机的电流。

（二）对炉膛出口的氮氧化物和飞灰可燃物进行控制
1.在单制粉系统运行的过程中，上、中、下的二次风挡板开度分别为100%、30%～50%、100%；而对于双制粉系统的运行，上二次风可调到70%的时候运行，确保足够的一次风速。

2.将上层燃尽风全部打开，并且根据当时的运行情况对下层燃尽风开20%～
30%。

3.控制好锅炉氧气含量，从而严格控制炉膛出口的氮氧化物排放量。

（三）控制省煤器出口水温，防止过高温
假如高温省煤器出口水温超过了规定值Ⅰ（305℃），相关技术人员就应该及时采取控制措施，增加吹灰的次数；假如是高温省煤器出口水温超过了规定值Ⅱ（315℃），此时就应当及时采取燃烧调整的措施，情况严重时，还要停止部分高温加热器的工作。

（四）防止炉内发生积灰、结焦现象
一方面，要禁止使用水分含量大或者灰熔点较低的煤种。

对于熔点较低的燃煤灰，要对其煤种进行掺烧，还可以考虑使用除焦剂；在四角的配风要保持均匀，抑制火焰发生偏斜的现象发生；要加强对炉膛喷燃器的检查，发生结焦情况严重的时候要及时清理；在确保SCR脱硝装置进口的氮氧化物不超出标准的前提下，可以增加上二次风或者中二次风的风量，目的是为了炉膛养量运行得到提高；定期进行吹灰工作，可以减少双制粉系统运行的时间，对于同一烟囱的各个锅炉之间要注意双制粉系统同时运行的问题。

另一方面，笔者提出对三次风系统的改造：在三次风管道上加装分离器，将分离出的三次风分为浓淡2股，对于淡股部分，可以将其作为燃尽风引到燃尽风下层的喷口内，确保燃尽风风量，而浓股部分，仍然可以将其布置与原来下层的三次风位置上，使三次风的燃烧高度得到了保证；另外，可以采用无钝体的圆形喷口来代替当前的三次风组件。

经过观察，对于三次风喷燃器灼烧损坏的现象有明显的改善。

参考文献：
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