低氮燃烧器运行探讨

低氮燃烧器运行调整探讨
0绪论
根据锅炉烟气氮氧化合物生成机理，影响氮氧化合物生成量的因素主要有火焰温度、燃烧器区段氧浓度、燃烧产物在高温区停留时间和煤的特性，而降低氮氧化合物生成量的途径主要有两个方面：降低火焰温度，防止局部高温；降低过量空气系数和氧浓度，使煤粉在缺氧的条件下燃烧。

在各种降低NOx排放的技术中，低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济并且有效。

目前主要有以下几种形式：低过量空气燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环。

空气分级低氮燃烧技术是目前应用最广泛的低NOx燃烧技术，其主要原理是将燃烧所需的部分空气，一般称之为“分离燃尽风（SOFA）”，从炉膛上部送入，使锅炉的主燃烧器区域处于还原性气氛并在主燃烧器与SOFA燃烧器之间形成一段“还原区”，抑制NOx的生成并还原已生成的NOx，降低锅炉氮氧化物的排放。

采用空气分级低NOx燃烧技术改造之后，炉膛的温度场分布将会发生较大变化，主要表现为主燃区温度降低，火焰中心上移。

我公司低氮燃烧器改造也主要采用了空气分级技术。

1低氮燃烧器对锅炉运行的影响
从很多电厂低氮燃烧器改造情况来看，普遍存在汽温（尤其是再热汽温）偏低，飞灰可燃物偏大的情况。

主要受影响因素是锅炉的设
计情况及燃用煤质。

通过燃烧调整、二次风配比、SOFA风配比，部分厂汽温参数基本达到了设计值，飞灰可燃物有明显降低。

低氮燃烧器改造后，炉内温度场的变化将会对炉膛出口烟温及汽温特性产生较大影响。

这主要表现在以下两个方面：
1）纯从燃烧角度来讲，锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造之后，燃烧延迟，火焰中心上移，炉膛出口烟温上升，锅炉的过热汽温、再热汽温上升。

2）锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造之后，主燃区的温度下降较多，炉内温度分布更加均匀。

水冷壁的沾污结渣情况会有很大改善，炉内水冷壁吸热增强，炉膛出口烟温下降，锅炉的过热汽温、再热汽温下降。

锅炉低氮燃烧改造之后的汽温特性变化情况主要受以上两个因素影响，哪个因素的影响占主导地位主要取决于锅炉的设计情况及燃用煤质情况。

从各厂空气分级低氮燃烧器运行情况来看，采用设计煤种，随着分离燃尽风（SOFA）风量的增加，主燃区过量空气系数降低，过热器温升、再热器温升均有较大增加。

2我公司低氮燃烧器的运行调整
我公司低氮燃烧器投运以来，主要问题有汽温偏低及甲乙侧汽温偏差大、飞灰可燃物偏大。

从运行调整情况来看，建议从以下方面考虑：
2.1充分认识降低NOx生成的两个主要机理：降低主燃烧区温度和低氧燃烧；充分掌握低氮燃烧器的工作原理，掌握CCOFA风、SOFA 风主要作用是分级配风，用于降低NOx ，起到燃尽可燃物兼顾调整炉膛出口烟温偏差的作用，不会影响正常燃烧。

不论负荷高低，都可以进行大幅度调节。

2.2 要认识到NOx的降低，必然导致着锅炉效率的降低，要寻找一个最佳平衡点，不能一味追求低NOx。

应该给锅炉运行人员一个NOx 控制值，日常调整中，只要NOx不是太高，可以关小SOFA风，开大二次风，以提高燃烧效率。

2.3锅炉低氮燃烧器改造之后，锅炉的炉膛出口烟温主要受两个因素的影响：炉膛火焰中心上移、燃烧延迟会导致炉膛出口烟温、过热器温升、再热器温升上升；而主燃区温度降低，则会改善锅炉炉膛的结渣情况，水冷壁吸热增加，炉膛出口烟温降低，过热器温升、再热器温升下降。

究竟何种因素影响较大，主要跟锅炉的设计及燃用煤种有关。

对于一些燃尽好，结渣性强的煤，炉膛水冷壁的沾污结渣情况对汽温的影响更大，而对于一些燃尽差、灰熔点高的煤，则炉膛火焰中心上升、燃烧延迟的影响更大。

这也就意味着，对于燃尽好、结渣性强的煤，设计时可采用更高的燃尽风风率，不但有利于降低锅炉氮氧化物排放，在控制改造后汽温特性方面也较有优势；而对于燃尽较差、灰熔点较高的煤，低氮燃烧器改造时，需采用合适的技术，加强煤粉的前期着火，同时分级风（SOFA风）的风率不可设计过高。

如分级风（SOFA风）风率过高，既不利于控制锅炉的飞灰含碳量，也不利
于控制过热器、再热器的汽温。

从这个角度来讲，煤质好时，SOFA 风开大点；煤质差时，SOFA风开小点。

这也符合我们正常调整的效果。

2. 4从控制NOx 的角度讲，分级燃烧、分级进风都是有好处的。

在实际中配煤时，应考虑不要将最上层的甲仓上贫煤，而将乙排对应乙粉仓上贫煤，其余上长焰煤，这也将会使贫煤的燃烧距离更长，利于燃尽。

由于最下层二次风档板运行中总是全开，底部燃烧器一般不会缺风，在配风时，适合用倒宝塔型配风，一方面有助于抬高火焰中心，使得汽温提高，另一方面也符合降低NOx 的配风策略，即主燃烧区缺氧燃烧。

2.5 有条件应尽量使用下层燃烧器，用抬高喷燃器摆角的方法兼用二次风、SOFA风配比来调节汽温，这样也有利煤粉燃尽，提高燃烧效率。

而且由于火焰中心下移，炉膛中心温度降低，有助于减少NOx 的生成；燃烧区至SOFA风之间的还原区延长，更有助于一部分NOx 重新被还原。

2.6低氮燃烧器主燃烧区是缺氧燃烧，为保证燃烧安全，氧量值不应低于3%；在某层给粉机转速大幅增加时，应适当开大对应二次风档板，以免主燃烧区煤粉过多、严重缺风造成灭火。

只有在给粉机转速稳定时，始可逐渐关小对应二次风档板，以降低NOx 。

2.7由于飞灰可燃物偏大，在NOx不是太高的情况下，应适当加大主燃烧区风量，以利燃尽。

#5炉长期飞灰可燃物偏大，应采取调节粗粉分离器档板，适度调细煤粉细度，虽然制粉系统出力下降，但是
减少的飞灰损失应该能够弥补，可首先将甲制粉系统煤粉细度调细观察。

#5炉目前的飞灰可燃物平均在3%左右，而正常情况下不应高于2%。

按飞灰含碳量每升高1%，标准煤耗增加约1.0~1.3g/KWH来看，采取必要手段降低飞灰可燃物还是很值得的。

2.8适当提高二次风压，保证合适的二次风速，提高二次风的穿透力，以利助燃。

增加SOFA风后，整体二次风压下降，厂家也没有合适的二次风箱差压控制值。

按原设计，30%负荷以上，二次风箱差压应保证 1.0KPa，才能使二次风速在合理范围。

可以采取加大总风量，关小二次风档板、关小SOFA风的方法调节。

2.9周界风能起到加强一次风刚性的作用，防止气流偏斜，防止煤粉火炬贴墙以及煤粉从气流中分离；在煤粉气流着火后，能及时供给少量二次风，有利于燃烧过程的发展。

对于低氮燃烧器，煤粉集中，容易形成煤粉缺氧燃烧环境，有利于降低NOx的生成，故周界风开度应随给粉机转速适度开大。

2.10要重视一次风压。

目前看整体一次风压偏高，三期控制的没有二期好。

在低氮燃烧器改造后二次风压偏低的情况下，过高的一次风压更不合适。

一次风又是冷风，入炉有害无利。

保证排风机出口风压4.0~4.5KPa即可。

2.11关注炉膛、制粉系统漏风。

冷风入炉会提高排烟温度，降低锅炉效率，有害无利。

炉膛底部渣斗水封应密封好、看渣孔、炉膛看火孔应经常检查，确保关闭。

制粉系统的漏点要及时联系处理，包括木柴分离器盖子、给煤机盖子等应密闭好。

2.12低负荷应适度增大燃烧区风量，以利煤粉燃尽，但是风量过大，会使炉膛温度降低，造成汽温偏低。

这是因为低负荷炉膛温度自身偏低，风量过大，会进一步降低炉膛温度。

虽然水冷壁辐射吸热因炉膛烟温降低而减少，但不足以抵消过多风量入炉烟温降低的部分，故炉膛出口温度下降。

低负荷汽温特性又是辐射强于对流，所以整体汽温降低；
2.13高负荷可以适度降低燃烧区风量，以提高经济性，但是风量过小，炉膛出口温度升高，会造成排烟温度偏高，损失增加。

这是因为高负荷炉膛温度高，煤粉量大，总风量过低，炉膛烟温会有所升高，虽然水冷壁吸热会有所增加，但不足以抵消风量减少整体烟温提高的部分。

另外由于缺风，导致燃烧推迟甚至在水平烟道形成二次燃烧，也造成排烟温度升高
3结语
锅炉低氮燃烧器的改造，核心是为了降低烟气中NOx的生成，从而降低脱硝装置的改造及维护费用。

但是在降低NOx的过程中，汽温偏低、飞灰损失增加，又导致了锅炉效率的降低。

所以不能一味追求低NOx，一定要寻找一个最佳平衡点。

锅炉日常运行调整中，在控制NOx在合理范围的基础上，要根据煤质变化，采取一切可用手段，调节主再汽温在正常范围、飞灰可燃物在理想范围，以确保锅炉效率。