600MW机组锅炉低氮燃烧改造技术及调整方法

600MW机组锅炉低氮燃烧改造技术及调整方法有效降低NOx的排放浓度是火电厂科学适应清洁能源、绿色环保、节约发

展的一项重要举措。本文介绍了内蒙古上都发电有限责任公司600MW机组锅炉低氮燃烧改造前概况，阐述了锅炉低氮燃烧改造技术，分析了锅炉低氮燃烧改造后效果，同时探讨了600MW机组锅炉低氮燃烧改造后出现低汽温的燃烧调整方法。

标签：600MW机组;锅炉低氮燃烧;改造技术;效果分析;调整方法

随着社会经济的不断发展，对火电厂大气污染物的排放控制问题提出了更高更新的要求。目前，大部分早期投运的火电厂锅炉低氮燃烧技术相对落后，NOx 排放浓度普遍较高，减排的成本上升，严重制约着锅炉燃烧效率，不符合国家对发电企业的环保指标。因此，科学推广低氮燃烧改造高新技术，提高火电厂经济效益具有重要的实践意义。

1、内蒙古上都发电有限责任公司600MW机组锅炉低氮燃烧改造前概况

内蒙古上都发电有限责任公司二期2×600MW机组锅炉为亚临界参数、一次中间再热、控制循环汽包炉，紧身封闭，全钢构架，平衡通风方式、直流式摆动燃烧器四角切圆燃烧，固态排渣锅炉呈П型布置。炉膛四周布满水冷壁，炉膛截面尺寸为20193×20052mm×78260 mm 。燃烧器采用ABB-CE大风箱结构，四角切圆布置，全摆动式燃烧器，最大摆角为±30°，共设八层水平浓淡煤粉一次风喷口，四层油风室，二层燃尽风室和六层辅助风室，每组燃烧器上下端各有一层防焦风。每角燃烧器分为两组，每组燃烧器为四层一次风，两组燃烧器间距为5046mm。二次风挡板采用ABB-CE典型结构，非平衡式。整个燃烧器同水冷壁固定连接，并随水冷壁一起向下膨胀。目前，在锅炉运行过程中，由于燃用高水分褐煤及煤质变化工况下，实际燃用煤质较设计阶段的煤质数据不同，导致全水分更高、热值更低及锅炉一次风率高，從而造成4号机组NOx最大平均排放浓度600mg/m3以上。因此，科学改造锅炉低氮燃烧器，提高电厂环境效益是很有必要的。

2、内蒙古上都发电有限责任公司600MW机组锅炉低氮燃烧改造技术

本厂认真结合电厂锅炉设备运行现场实际情况及燃烧器存在的问题，更新理念，创新技术，改善传统的方法，改造过程中主要采用复合式翼型浓淡低氮煤粉燃烧器+偏置周界风+SOFA燃烧技术。

2.1低NOx翼型导流浓淡燃烧技术。一次风流经喷嘴体时，通过安装在喷嘴体内部的翼型浓淡导流板分离装置，将一次风分成浓淡两相。翼型导流浓淡煤粉燃烧器在炉膛水平断面实现了浓淡分级，产生了中心浓，四周淡的煤粉浓淡效果。煤粉集中在炉膛的中心区域，有效地防止煤粉被甩到水冷壁上，增强了水冷壁附近的氧化性气氛。有效地防止两侧墙水冷壁因实现炉内水平空气分级后导致主燃

区过量空气系数降低而产生的高温腐蚀问题。翼型导流浓淡煤粉燃烧器可以使煤粉适时着火，保证了煤粉的燃尽时间。同时，一次风量没有改变，保证了煤粉燃烧所需的一次风。由于加装SOFA喷口，主燃区烟气流量减小，导致炉膛截面烟气流速降低，进而延长了煤粉在炉膛内的停留时间，有助于控制NOx生成和提高煤粉的燃尽。

低NOx翼型导流浓淡特性：①翼型导流浓淡煤粉燃烧器能够适应不同煤种的要求，煤种适应性几乎涵盖了整个煤种分类的范围。②良好的着火稳燃性能：浓煤粉气流具备着火热少，着火温度低，着火时间短，火焰传播速度快等显著的优点，使其具有良好的稳燃性能。特别是在低负荷时，由于相对较高的煤粉浓度，保证了低负荷的稳定燃烧。③防止炉膛结渣：浓煤粉在向火侧，淡煤粉气流在背火侧射入炉膛减少了灰颗粒冲刷水冷壁的可能性，再有偏置周界风的存在，在水冷壁附近形成相对较强的氧化性气氛，在较强的氧化气氛下，煤的灰熔点会相对提高，从而可防止结渣，避免高温腐蚀。

2.2偏置周界风技术。偏置周界风是为了防止在燃烧器背火侧发生结焦，提高水冷壁侧氧量的最佳方法。由于四角切圆燃烧方式，上游火焰对下游火焰的支持燃烧力度较大。在支持燃烧的同时，也会由于上游火焰的动量冲击，燃烧火焰必将向水冷壁侧偏斜。通常，热态的火焰实际直径是假想切圆的8～12倍。实际火焰的真实直径不仅与假想切圆有关，同时与一次风动量、二次风动量、气流的刚性、混合燃烧的程度等有关。因此，必须找到一种能够防止由于外在原因影响水冷壁的可靠手段。偏置周界风对防止结焦有两方面好处：①提高燃烧器出口射流的“刚性”，减少射流的偏斜倾向。②偏置周界风具有风屏保护作用，能提高炉膛水冷壁处氧化性气氛，而氧化性气氛使得煤灰粒子的软化温度相对升高，进一步弱化了结焦倾向，有利于防止结焦。由于采用了偏置周界风，靠近水冷壁侧一次风气流含粉浓度低，再加之采用了大量的二次风，致使水冷壁区域的煤粉浓度进一步降低，氧浓度提高到最大。这样的布置方式不仅能够实现炉膛截面上的浓淡燃烧，同时有利于提高水冷壁的氧化性气氛。

2.3 SOFA燃烧技术。SOFA燃烧技术也称为降低炉内NOx燃烧系统。将较大比例的二次风（SOFA）布置在燃烧器的上部。该二次风不仅能够控制NOx的生成而且保证炉膛燃尽区进一步完全燃烧从而降低飞灰可燃物的含量，从而保证燃烧效率。SOFA燃烧技术特点是：①适应各种燃料如煤、油、气。②能减少尾部脱硝设备的投资。③减少污染物排放罚款费用。④锅炉燃烧效率和烟气流量没有改变，炉膛不会产生结渣和高温腐蚀。⑤炉膛内的燃烧稳定、低负荷性能良好，安全可靠，火焰检测不受影响。⑥对锅炉燃烧效率影响较小。SOFA燃烧器风率实际设计值按20%或更高，对应的主燃烧器区域过量空气系数选取0.95或更低，这是目前新设计机组锅炉燃用烟煤低NOx燃烧器参数常用值，当然在煤种确定的条件下要同时综合考虑其他相关特性参数的选取。但将来机组调试、运行时将综合考虑燃用煤质的燃烧特性、NOx排放、燃烧效率及CO排放，给出的一个建议运行推荐值。根据经验估计应在16-22%范围内，设计值按21% 或更高是考虑设计裕量及未来运行煤种偏离常态运行较多的情况。改造后调试期间确定NOx 排放量时要密切注意此值在合理范围内，只要CO排放控制在100ppm以下锅炉长期运行是安全可靠的。3、内蒙古上都发电有限责任公司600MW机组锅炉低