660 MW机组超超临界锅炉运行中NOX调整试验分析

2017 年

第36卷第4期

浙江电力

ZHEJIANG ELECTRIC POWER35

DOI: 10.19585/j.zjdl.201704009 文章编号：1007-1881(2017)04-0035-05中图分类号：TK227.1 文献标志码：B 660 M W机组超超临界锅炉运行中N O x调整

试验分析

高建强、陈元金\袁宏伟2袁李德波3

(1.华北电力大学，河北保定071003;

2.广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600;

3.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广州510080)

摘要：锅炉的运行情况对N O x排放和锅炉效率有很大影响。以广东某发电厂660 MW超超临界锅炉 低氮改造过程作为研究对象，讨论锅炉煤粉细度、氧量和配风方式对锅炉运行的影响。实验结果表 明：在机组负荷为660 MW下，调整炉内送风可以保证氧量均匀性；同时保持脱硝系统进口氧量在

3.1%左右，机组运行锅炉效率保持在最高，并且N O x排放在最低；增大上、下层燃尽风及外二次风均

可降低N O x排放量。

关键词：超超临界锅炉；锅炉效率；氧量；N O x排放量

Analysis on NO x Adjustment Test of 660 MW Ultra-supercritical Boiler Operation

G A O Jianqiang1，C H E N Yuanjin1，Y U A N Hongwei2, LI Debo3

(1.N o rth China Electric Pow er University，Baoding H ebei071003，China；

2.G uangdong Red Bay Pow er G eneration Co.，Ltd.，Shanw ei G uangdong516600，China；

3.Electric Pow er Science Research In stitute of G uangdong Pow er G rid Co.，Ltd.，G uangzhou510080，China)

A b stract: Boiler operation condition has a significant im pact on N O x em ission and boiler efficiency.The low

nitrogen tran sform ation process of660 M W ultra-supercritical boiler in a pow er plant in G uangdong Province is taken as the study object to discuss th e effect of fineness of pulverized coal，oxygen and air distribution o n boiler operation.The experim ental result show s that th e w ell-distributed oxygen can be ensured by air adjust­m ent in th e furnace w ith the boiler load of660 M W曰m axim um operation efficiency of boiler and m in im u m N〇x em ission can be obtained w ith inlet oxygen content of the denitrification system is3.1%. Increase the up­per and low er over-fired air and outer secondary air can reduce the N O x em issions.

K ey w ords: ultra-supercritical boiler；boiler efficiency；oxygen content；N O x em ission

0引言

21世纪以来，随着工业的迅速发展，火力发电的发展也日渐迅猛，同时火力发电作为用能大户，对于我国工业领域节能降耗至关重要[1]。因此，低造价、高效率的大容量高参数锅炉成为火力发电发展的趋势[2]。关于600 MW机组超临界锅炉的能耗及低氮燃烧改造的研究目前已有不少，包括利用数值模拟对锅炉低氮改造方案进行优化[3]；以660 MW超超临界机组为例，通过燃烧调整及SCR(选择性催化还原)脱硝系统运行调整，研究运行参数对氨逃逸率的影响[4]；以660 MW超超临界机组为例，分析运行参数对锅炉效率的影响[51；对300 MW机组燃烧器进行低氮改造的试验研究[61;对600 MW机组对冲燃烧锅炉进行低氮燃烧改造及运行调整[71。通过更换燃烧器，合理布置燃尽风喷嘴，达到降低NO x排放的效果。文献[8-12]分别对低氮改造的效果进行了分析，NO x 排放浓度降幅明显，低氮改造效果显著。

广东某发电厂660 MW机组超超临界机组于2011年投运。为了解决长时间运行导致的锅炉NO x排放偏高、侧墙高温腐蚀、燃烧器区域结焦和部分燃烧器磨损、烟气中飞灰含碳及C0排放浓度偏高等问题，进行了锅炉燃烧器及燃烧风量

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改造，同时在改造后进行了风量调整、氧量调整的诊断试验，以验证改造的有效性。

1锅炉概况

该厂660 MW机组锅炉为超超临界参数、直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构、装型锅炉，锅炉设计参数见表1。

表1锅炉设计参数

项目设计煤种校核煤种

最大连续蒸发量/(t•h-1)20601935

过热器出口蒸汽压力/M P a26.2526.14

过热器出口蒸汽温度/益605605

再热器入口蒸汽压力/M P a5.395.00

再热器出口蒸汽压力/M P a5.194.83

再热器入口蒸汽温度/益349341

再热器出口蒸汽温度/益603603

再热蒸汽流量/(t*h-1)1669.211560.3

省煤器入口给水温度/益292288

2燃尽风及燃烧器主体改造

2.1燃烧器改造

原设计采用第一代OPCC旋流煤粉燃烧器，前后墙布置，组织对冲燃烧。本次燃烧器改造采用最新低NO x旋流燃烧器技术。燃烧器主要由一次风弯头，一次风管，内二次风装置，外二次风装置(含调风器，调节机构冤，煤粉浓缩器，稳焰环，扩锥、燃烧器壳体等零部件组成。改造后将原始燃烧器中调风器改为采用中心直流风外加外周定向旋流风结构，使未燃尽的碳和烟气被旋流风圈在炉膛中央，防止燃烧器结焦及高温腐蚀。

2.2燃尽风改造

为了强化锅炉高度方向的深度燃烧，达到降低NO x的目的，在原来设计的OFA(燃尽风)上层新增加1层布置相同的直流OFA(前/后墙各6只冤曰重新设计并增大了燃尽风量，使OFA风量达到锅炉风量的19%左右，改造前后OFA分布如图1所示。

3燃烧风量优化试验及分析

3.1氧量调平试验

为了掌握机组的运行现状，保持总风量为2 300 t/h，燃烧器、燃尽风全开，调整层风门开

-----〇— 0— O— O-------G0OFA

-〇------------------------------O■侧OFA

_0-_■燃烧器

—Q--Q—燃烧器

—_'C3—(3—_ ■燃烧器

(a) 改造前

—■〇—〇 - 〇—

—0----G---O—上层OFA

—〇—■〇—■〇—■〇---G---O—下层 OFA

-〇-------------------------------〇■侧OFA

■…燃烧器

-—■0—0—0—0——0_-0_—■燃烧器

—_ (3—G)—^3* …■燃烧器

(b) 改造后

图1改造前后O F A布置

度如表2所示，测试运行氧量、飞灰含碳量及NO x 排放量。

表2层风门开度

%

名称数值

上层O F A30

下层O F A100前墙E86

D89

C88

上层O F A30

下层O F A100后墙B20

F87

A87在脱硝入口处选取8个烟气取样口，进行测试，利用烟气分析仪分析烟气成分如表3所示。

表3常用工况试验数据

测点

(炉右寅炉左）

O2

/%

折算N O x(标况）

/(m g*m-3)

飞灰含

碳量/%

大渣含

碳量/%

11.4

23.3

34.6

43.7

54.2259.31.92/1.062.61

62.9

72.3

81.5

平均2.99

由表3可知在锅炉运行过程中，炉宽氧量分布呈现出炉膛中间氧量高，两侧墙氧量低的规