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引言

近年來，我國(guó)環(huán)境污染嚴(yán)重，霧霾對(duì)人們生活和工作的方方面面都造成了一定程度的影響。在國(guó)家環(huán)保政策的嚴(yán)格要求下，電力企業(yè)非常重視節(jié)能減排工作，制定并實(shí)施合理有效的措施。將來很長(zhǎng)一段時(shí)間，我國(guó)仍主要使用燃煤發(fā)電機(jī)組發(fā)電，但是很多發(fā)電企業(yè)的鍋爐都不能達(dá)到當(dāng)前國(guó)家的環(huán)保要求。因此，煤炭發(fā)電企業(yè)必須按照國(guó)家

要求的污染物排放限值進(jìn)行鍋爐優(yōu)化改造，積極采取一系列環(huán)保措施。鍋爐改造采取低氮燃燒技術(shù)，不僅可以大大地降低 NO 的排放量，還可以提高鍋爐工作的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)節(jié)約成本。

1、NO 治理現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外已對(duì)NO 的危害、燃煤發(fā)電燃燒過程中NO 的生成機(jī)理和降低NO 技術(shù)進(jìn)行了較為充分的研究，可分為三種：熱力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ；其中，燃料型NO 約占80-90%，是各種低NO 技術(shù)控制的主要對(duì)象；其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NO 生成量很少。NO 的控制方法可分為燃燒之前的處理、燃燒過程中的處理和燃燒后的處理。燃燒前脫氮是指把燃料轉(zhuǎn)化為低氮燃料，技術(shù)復(fù)雜，難度大，成本高，因此現(xiàn)在處于研究階段；燃燒中脫氮主要有：一是抑制燃燒中NO 的形成，二是還原已形成的NO ；燃燒后脫氮主要是指煙氣脫硝：包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法等。

目前被大家公認(rèn)，并已在各燃煤機(jī)組鍋爐上廣為應(yīng)用的降NO 方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術(shù)加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術(shù)；燃燒中脫氮是根據(jù)NO 的生成機(jī)理采取的低氮燃燒技術(shù)主要是：低氧燃燒、空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒、煙氣再循環(huán)等，該技術(shù)的主要機(jī)理就是將燃燒器通過縱向布置形成氧化還原、主還原、燃盡三區(qū)，對(duì)于四角切圓燃燒鍋爐還可通過橫向雙區(qū)布置形成近壁區(qū)和中心區(qū)兩個(gè)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)燃料與配風(fēng)在爐膛內(nèi)分區(qū)、分級(jí)、低溫、低氧燃燒，降低煤粉燃燒過程中NO 生成量。

2、低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用改造后存在問題及原因分析

從低氮燃燒技術(shù)在大量電站燃煤鍋爐應(yīng)用實(shí)踐證明，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于減少NO 的產(chǎn)生量是非常有效的。但是，在實(shí)際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號(hào)也不同，使得NO 的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問題也不盡相同。

2.1 增加灰和爐渣可燃物，導(dǎo)致爐效降低

改造低氮燃燒器后，NO 的產(chǎn)生量降低很多，但是在使用同一種煤種時(shí)，飛灰可燃物升幅也較大。主要原因是低氮燃燒技術(shù)使用的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區(qū)的溫度就會(huì)下降較多，煤粉是否著火就被控制并且推遲，并降低著火區(qū)的氧量，使煤粉燃燼能力下降，燃燒的過程被加長(zhǎng)，飛灰和爐渣可燃物變多。部分鍋爐改造時(shí)改變了燃燒器的一、二次風(fēng)噴口和燃盡風(fēng)噴口的面積發(fā)生變化，致使一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。

2.2 蒸汽參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，過熱器減溫水量增加或再熱器超溫

鍋爐采用空氣分級(jí)低氮燃燒技術(shù)改造后，一方面，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，對(duì)于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設(shè)計(jì)值的問題則加劇，過、再熱減溫水量增加。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐內(nèi)溫度分布更加均勻，對(duì)于原來爐膛水冷壁的沾污結(jié)渣情況嚴(yán)重的則會(huì)改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過熱器溫升、再熱器溫升下降，對(duì)于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達(dá)不到超設(shè)計(jì)值。

低氮燃燒技術(shù)改造后，產(chǎn)生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多，由于煤粉燃燒的過程變長(zhǎng)，加上燃盡風(fēng)的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時(shí)爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會(huì)降低，形成對(duì)流的受熱面的吸熱量就會(huì)增加，使得過熱器減溫水量增加。

2.3 鍋爐內(nèi)部燃燒環(huán)境變壞，配煤、配風(fēng)、穩(wěn)燃性變低

因采用低溫、低氧燃燒，爐膛溫度下降，在低溫缺氧的環(huán)境下煤粉就會(huì)推遲著火，而且燃為灰燼的能力也會(huì)變?nèi)?，鍋爐內(nèi)的燃燒環(huán)境和改造之前比變差。

在鍋爐改造前使用的配煤、配風(fēng)方式很大程度上不適用，不僅會(huì)對(duì)鍋爐的各項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生影響，還會(huì)使鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃的能力變低。

2.4 鍋爐對(duì)煤的種類適應(yīng)性變差

低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調(diào)整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會(huì)打破一開始鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)的平衡關(guān)系。若使用高熱值、高揮發(fā)的煤種時(shí)，NO 的排放濃度雖略有增加但較易調(diào)整控制；若使用的煤種是劣質(zhì)的或者含的水分較多會(huì)稍許減少NO 的排放量，但是比較難控制。

3 鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應(yīng)對(duì)策略

現(xiàn)在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時(shí)該技術(shù)的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題正逐漸暴露。針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的問題，提出以下解決策略：

3.1 改造前的充分評(píng)估

鍋爐的各項(xiàng)排放指標(biāo)都很重要，尤其是NO 的排放濃度與煤種、鍋爐選型、燃燒器型式密切相關(guān)，對(duì)于在運(yùn)鍋爐，爐型已確定，但由于近年來，燃煤電廠為了自身利益，鍋爐燃用的煤質(zhì)大多進(jìn)行摻混且劣于原設(shè)計(jì)煤種，因此，在使用低氮燃燒技術(shù)改造之前，首先應(yīng)充分評(píng)估鍋爐現(xiàn)有主要燃用煤種和常用煤種，在改造可行性論證中由于煤種選定不當(dāng)造成改造后NO 減排效果不明顯并產(chǎn)生新的問題的不乏其數(shù)，其次是對(duì)在運(yùn)鍋爐進(jìn)行摸底試驗(yàn)，充分評(píng)估鍋爐運(yùn)行中存在的燃燒性能、蒸汽參數(shù)、受熱面壁溫、結(jié)焦結(jié)渣、運(yùn)行調(diào)整、熱工自動(dòng)等方面的問題，提出科學(xué)合理改造預(yù)期目標(biāo)，權(quán)衡鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)，逐漸解決現(xiàn)有問題，杜絕新問題出現(xiàn)。

3.2 優(yōu)化調(diào)整，使用科學(xué)的燃燒方法

鍋爐低氮燃燒器經(jīng)過改造后，燃燒器的型式已確定，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種產(chǎn)生的 NO 的量也會(huì)不同，由此可見起主導(dǎo)作用的是鍋爐的運(yùn)行方式。因此，為了降低 NO 的排放量，必須人們優(yōu)化調(diào)整燃燒方法，并且在滿足環(huán)保排放要求的前提下要最大程度兼顧運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3.2.1 鍋爐內(nèi)分層配煤混合燃燒

在保證排放氣體的濃度符合環(huán)保要求并且燃燒穩(wěn)定的情況下，要使用最經(jīng)濟(jì)的煤種，在爐內(nèi)分層燃燒，既可保證鍋爐的穩(wěn)定性也可以控制 NO 的產(chǎn)生。

3.2.2 優(yōu)化熱工的自動(dòng)控制

利用低氮技術(shù)改造后，鍋爐內(nèi)的燃料燃燒時(shí)間變長(zhǎng)，因此要優(yōu)化調(diào)整熱工的控制系統(tǒng)和控制曲線。根據(jù)鍋爐在實(shí)際工作中出現(xiàn)的問題，應(yīng)該優(yōu)化所需的控制曲線及控制系統(tǒng)，改善其在有負(fù)荷時(shí)的響應(yīng)能力。

3.2.3 持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整

鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造后，除與燃用煤種有關(guān)外，主要與鍋爐的運(yùn)行方式有關(guān)，鍋爐運(yùn)行氧量、配風(fēng)方式、磨煤機(jī)運(yùn)行組合方式等在煤種變化和負(fù)荷變化后都要進(jìn)行摸索優(yōu)化，根據(jù)鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)，當(dāng)煤質(zhì)有較大變化后，一般需近兩個(gè)月的調(diào)整，才能摸索出環(huán)保排放指標(biāo)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均兼顧的規(guī)律，因此持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整是必不可少。

4結(jié)束語(yǔ)

改造鍋爐低氮燃燒器的時(shí)間較短，問題暴露的還不完全，同時(shí)我們對(duì)問題的認(rèn)識(shí)還不充分，對(duì)處理問題的經(jīng)驗(yàn)還不足，為緩解燃煤發(fā)電廠的環(huán)保壓力，降低NO 的減排技術(shù)沿需進(jìn)一步研究和發(fā)展，減少發(fā)電廠的環(huán)保壓力，更為重要的是在新的減排技術(shù)和環(huán)保設(shè)施應(yīng)用后產(chǎn)生的問題處理能力要進(jìn)一步提升，為燃煤發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展?fàn)幦「蟮沫h(huán)保效益。

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