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低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析

来源:康瑞辰生产销售低氮燃烧机、低氮燃烧器、锅炉低氮改造、燃油燃烧机、燃气燃烧器、烘干热风 炉、蒸汽发生器厂家 发布时间:2022-05-23

低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析

锅炉的低氮化改造是工业发展和环境要求的结果

1、NO 治理现状

国内外已对NO 的危害、燃煤发电燃烧过程中NO 的生成机理和降低NO 技术进行了较为充分的研究,可分为三种:热力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ;其中,燃料型NO 约占80-90%,是各种低NO 技术控制的主要对象;其次是热力型,主要是由于炉内局部高温造成,快速型NO 生成量很少。NO 的控制方法可分为燃烧之前的处理、燃烧过程中的处理和燃烧后的处理。燃烧前脱氮是指把燃料转化为低氮燃料,技术复杂,难度大,成本高,因此现在处于研究阶段;燃烧中脱氮主要有:一是抑制燃烧中NO 的形成,二是还原已形成的NO ;燃烧后脱氮主要是指烟气脱硝:包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等。

目前被大家公认,并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NO 方法,主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术;燃烧中脱氮是根据NO 的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是:低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等,该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区,对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域,从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧,降低煤粉燃烧过程中NO 生成量。

2、低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析

从低氮燃烧技术在大量电站燃煤锅炉应用实践证明,这项技术对于减少NO 的产生量是非常有效的。但是,在实际工作中,由于锅炉使用的煤种不同,而且锅炉型号也不同,使得NO 的产生量也各不同,产生的问题也不尽相同。

2.1 增加灰和炉渣可燃物,导致炉效降低

改造低氮燃烧器后,NO 的产生量降低很多,但是在使用同一种煤种时,飞灰可燃物升幅也较大。主要原因是低氮燃烧技术使用的是低温和低氧燃烧方式,主燃区的温度就会下降较多,煤粉是否着火就被控制并且推迟,并降低着火区的氧量,使煤粉燃烬能力下降,燃烧的过程被加长,飞灰和炉渣可燃物变多。部分锅炉改造时改变了燃烧器的一、二次风喷口和燃烬风喷口的面积发生变化,致使一次风和二次风的混合推迟,这不利于煤粉的气流着火和燃烧。

2.2 蒸汽参数偏离设计值,过热器减温水量增加或再热器超温

锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造后,一方面,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,对于原来存在过热汽温、再热汽温超设计值的问题则加剧,过、再热减温水量增加。而另一方面,主燃区温度降低,炉内温度分布更加均匀,对于原来炉膛水冷壁的沾污结渣情况严重的则会改善,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,对于原来存在过热汽温、再热汽温低的问题则更达不到超设计值。

低氮燃烧技术改造后,产生锅炉过热器减温水量增大的问题较多,由于煤粉燃烧的过程变长,加上燃尽风的使用,使得炉膛出口的烟气温度变高,这时炉膛的温度变低,炉膛水冷壁的辐射吸热量就会降低,形成对流的受热面的吸热量就会增加,使得过热器减温水量增加。

2.3 锅炉内部燃烧环境变坏,配煤、配风、稳燃性变低

因采用低温、低氧燃烧,炉膛温度下降,在低温缺氧的环境下煤粉就会推迟着火,而且燃为灰烬的能力也会变弱,锅炉内的燃烧环境和改造之前比变差。

在锅炉改造前使用的配煤、配风方式很大程度上不适用,不仅会对锅炉的各项指标产生影响,还会使锅炉低负荷稳燃的能力变低。

2.4 锅炉对煤的种类适应性变差

低氮燃烧器改造后,大力优化调整燃烧,在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和锅炉的经济性。但锅炉燃用煤种发生变化后,就会打破一开始锅炉的经济指标和环保指标的平衡关系。若使用高热值、高挥发的煤种时,NO 的排放浓度虽略有增加但较易调整控制;若使用的煤种是劣质的或者含的水分较多会稍许减少NO 的排放量,但是比较难控制。

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