锅炉低氮燃烧系统改造锅炉运行调整探讨

孙绪恩 徐中田 南山集团有限公司

锅炉在能量转化过程中，主要以燃煤为主要原料，但是，燃煤燃烧过程中，产生NOx会严重污染环境，并对人体健康造成负面作用。借助锅炉低氮燃烧系统改造，能控制NOx的排放量，达到环保效果。再配合有效的运行调整，进一步优化系统运行，保障系统运行能力，提高NOx控制水平。基于此，本文对锅炉低氮燃烧系统改造进行分析，研究运行调整，详细内容如下。

1 电厂锅炉概况

为探究锅炉低氮燃烧系统改造及运行调整，文章结合某电厂锅炉改造案例，展开具体内容具体分析。该电厂为火电厂，机组为4×600MW，配置SG-2028/17.5-M916型锅炉，该锅炉是在贫煤锅炉基础上设计、制造和运行。锅炉燃烧选用中速磨冷一次风正压直吹式制粉系统，直流燃烧器四角布置，切向燃烧方式，并配置6台ZGM-113N型中速磨煤机，其中1台备用，其余5台正常工作。

锅炉在具体的工作中，燃烧器整体布置基本合理可行，但是，锅炉燃烧存在明显的NOx排放量超标的问题，而且控制效果不够理想。再结合国内的NOx排放情况，国家对NOx排放的重视程度不断提高。故此，该电厂拟进行锅炉低氮燃烧系统改造，以应对环保要求，并推动电厂的持续发展。

2 锅炉低氮燃烧系统改造

结合上述锅炉燃烧的问题，现结合该电厂的实际情况，分析具体的锅炉低氮燃烧改造方案，详细内容如下。

2.1 燃烧器型式选择

燃烧器是锅炉低碳燃烧系统的重要组成部分，其中，可供选择的燃烧器为水平浓度燃烧器与垂直浓度燃烧器2种。水平浓度燃烧器在工作中，可分离水平方向煤粉的浓淡，且具有射流偏向炉膛中心、径向卷吸能力。而垂直浓淡燃烧器可对垂直方向的煤粉浓淡分离，将燃烧组不知道垂直方向，实现“浓浓-淡淡-浓浓”的布置方式，达到宏观分离的目的。该电厂在具体改造中，选用WR燃烧器，运用一次风气流通过燃烧器进口弯头时的离心力，实现浓淡气流的分离，再将两股气流维持到煤粉喷嘴，设置回流区，实现迅速加热，可保障文燃能力，抑制NOx的生成。

2.2 高级复合式空气分级低NOx燃烧技术

可对该项技术进行应用，进一步保障锅炉的低氮燃烧能力。该电厂在具体的改造中，利用该项技术，保持煤粉管道与制粉管道不便，更换一次、二次风喷嘴，并在燃烧器上增加LOFA、HOFA燃尽风喷嘴。再于主风箱上设置4层WR粉煤喷。此外，通过高级复合式空气分级低NOx燃烧技术，借助可上下摆动的紧凑燃尽风、高低、位燃尽风，辅助风喷嘴、WR粉煤喷嘴。这种高级复合式空气分级低NOx燃烧技术，可以有效控制NOx，满足低氮燃烧系统的需求。该电站，则运用的高级复合空气分级低NOx燃烧技术，进一步锅炉进行改造。

2.3 控制NOx的消旋燃尽风与高低位燃尽风

在具体的锅炉低氮燃烧系统中，用紧凑燃尽风与高低位燃尽风，能实现对空气系数的多级控制。该电站改造中，配置HOFA、LOFA风箱，且喷嘴可±30°，上下摆动，水平方向能实现±20°摆动。再对炉膛内部进行改造，将内部分成三个区域，其中一个区域为NOx还原区域，用于控制排放NOx量。

2.4 新增锅炉燃烧器贴壁风系统

于一次风、煤粉风室出口端，布置向火侧与背火侧贴壁风喷口，促使贴壁风系统的有效运行。风量的设计中，最大风量为总风量的3%。且在实际的工作中，需要保障新贴壁风系统能够与其他改造相配合，积极推动改造效果，遏制NOx排放量。

3 锅炉低氮燃烧系统的运行调整

结合上述基本改造方案，对具体系统的运行调整方法进行优化，满足实际使用需求，保障低氮燃烧系统的性能，详细的运行调整措施如下。

（1）结合燃煤种类与负荷情况进行配风。其中，烟煤可进行中等风，褐煤则配置少风，无烟煤则多风。具体配风中，下风门开30～50%，中风门应≥10%，上层应50～70%。

（2）分层配煤。配煤过程中，应根据具体燃煤的种类，实现配置。按照上中下的方式，对贫煤、褐煤和烟煤进行分层配置。此外，需要注意对煤粉细度进行控制，应尽可能的控制煤粉细度，并得到最终的经济细度，降低NOx生成量。

（3）氧量的控制。这部分的运行调整则根据具体工况控制，其中，褐煤的氧量为2%，烟煤为2.5～3%，无烟煤则控制在3.5～4%。

（4）热工自动化优化。结合煤量控制曲线，展开调整和优化，其中减水温自动控制系统的优化中，可通过增加一次调频锅炉主控前馈的方式，进一步强化锅炉的负荷响应能力。再对其他系统进行优化调整，确保锅炉可靠运行。

（5）综合性能的持续调整。具体的调整内容包括燃料变化，这部分可借助配煤与调整结合的方式。如：调整低氮燃烧+SCR组合，这样可以控制NOx排放，降低排放量，满足相关标准需求。再结合气候与负荷情况，对于低温低和负荷低的情况，可对SCR的负担进行调整，使之缩小，从而实现综合性能的调整。

结束语：本文结合实际情况对锅炉低氮燃烧系统改造锅炉运行调整进行研究，具体的研究中，以某一火电厂锅炉为例，先分析该电厂的锅炉燃烧情况，确认该电厂需要实施有效的锅炉低氮燃烧系统改造。之后，通过多种改造技术的结合，确认具体的改造方案，包括燃烧器、高级复合式空气分级低NOx燃烧技术、燃尽风等的改造，满足实际NOx控制需求。最后，对低氮燃烧系统的运行调整进行分析，从多个角度合理调整系统运行，保障系统的可靠性。实现锅炉的改造，降低锅炉工作对环境的影响，推动电厂的发展。