低氮燃燒器改造及其存在的問(wèn)題分析

摘　要：當前低氮燃燒器的改造是在不斷進(jìn)行中的，雖然在使用的時(shí)候一直在改進(jìn)，可是要完全的達到一個(gè)令大家都滿(mǎn)意的程度，還需要不斷的努力，利用*先進(jìn)的技術(shù)去解決好這一難題。本文主要對低氮燃燒器改造及其存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞：低氮燃燒器；改造

導言

隨著(zhù)工業(yè)化水平的加快，大家逐漸有了環(huán)保意識，國家環(huán)保部門(mén)也是出臺了較多的政策，我國工業(yè)發(fā)展的比較晚，以前進(jìn)行大量的開(kāi)采煤炭資源，而且進(jìn)行了大范圍的使用，在使用中，不充分燃燒。產(chǎn)生二氧化硫和氮氧化合物，二氧化硫經(jīng)過(guò)一系列反應可以形成酸雨，氮氧化合物可以直接對人體造成傷害。*初的時(shí)候人們將煙囪修的高高的，直接將污染氣體排放到了大氣中，后來(lái)發(fā)現這是一種治標不治本的辦法，所以對于低氮的燃燒一定要進(jìn)行充分。不充分的燃燒可以產(chǎn)生較多的有毒氣體，比如一氧化氮、二氧化氮等。充分的燃燒后可以減少這些污染物的含量，所以提高低氮燃燒的效率不僅可以*大限度的發(fā)揮燃燒效率還能起到環(huán)保的作用，所以對于低氮燃燒器的改造很有必要。

2、關(guān)于低氮燃燒的介紹及其必要性

關(guān)于低氮燃燒技術(shù)的起源非常早，古代對于煤炭的燃燒就是利用煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量來(lái)取暖或者進(jìn)行食物的燒烤，在那個(gè)時(shí)代由于技術(shù)水平有限，燃燒的熱能并沒(méi)有得到充分的應用，所以當時(shí)的燃燒效率很低，隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步，人們逐漸對燃燒的熱能進(jìn)行研究，并發(fā)明了一些燃燒的設備，比如火爐子。到了近代，工業(yè)革命不斷進(jìn)展，需要通過(guò)燃燒煤來(lái)獲得動(dòng)能，比如火車(chē)的運行就是依靠煤炭燃燒所產(chǎn)生的巨大能量轉化為火車(chē)的動(dòng)能?？墒敲禾康娜紵蔬€是很低，有人將煤炭弄成粉末進(jìn)行燃燒，可是效率依舊很低，到后來(lái)慢慢的人們發(fā)現煤炭在燃燒后會(huì )產(chǎn)生有毒氣體，對大氣造成一定程度的污染，這個(gè)時(shí)候煤炭在燃燒之后通常需要脫硫脫硝處理，這樣污染在一定程度上有了緩解，可是還是無(wú)法完全的將低氮燃燒的有毒氣體進(jìn)行有效的控制，在這個(gè)方面說(shuō)明了低氮燃燒方面我們還有許多需要研究的內容，也說(shuō)明了燃燒的效率還是可以提高的。特別是在當前條件下，世界能源出現危機，需要更加完全的利用好煤炭資源。通過(guò)科學(xué)的處理方法，*大限度的進(jìn)行低氮燃燒。

3、改造過(guò)程

某發(fā)電廠(chǎng)計劃對4臺300MW機組低氮燃燒器進(jìn)行改造，具體實(shí)施如下。

3.1機組設備概況該組鍋爐是由東方鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)制造的。該燃燒系統采用的是四角切圓的一個(gè)擺動(dòng)式燃燒器，在其中心形成了兩個(gè)切圓，直徑分別為700和500，燃燒器在一次風(fēng)噴口設置了六層，二次風(fēng)噴口設置了九層，這兩側設置之間有燃油裝置，上面的一層燃燒器*上面設有二次風(fēng)噴口，為的是減少氮氧化合物的生成。煤粉燃燒器使用的是高強度的螺栓在水冷壁上進(jìn)行固定，并且跟著(zhù)水冷壁儀器膨脹。3.2改造方案以原來(lái)的第三層*下面的一層燃燒器作為參照物。其他各個(gè)燃燒器均向下平移，同時(shí)將所有的分燃燒器合并成一個(gè)主燃燒器，并在它的上面大概6米的地方，加上一個(gè)4層燃盡風(fēng)，在原來(lái)的二次風(fēng)箱頂開(kāi)始向上延伸，在頂端裝上一個(gè)燃盡風(fēng)箱，做完調試之后將其他的小部件也安裝上去。改裝完之后風(fēng)門(mén)全部要求換新，并且要進(jìn)入分散式控制系統，主燃燒器統一由一個(gè)氣缸驅動(dòng)，在它的四個(gè)角位置的擺動(dòng)需要進(jìn)行單獨監視，這一任務(wù)主要由主機的分散式控制系統來(lái)完成。低氮燃燒器在通風(fēng)過(guò)程中，將風(fēng)力分散成為兩股，在靠近火焰位置的風(fēng)力比較大，靠近外側的風(fēng)力稍微弱一些，這樣在靠近火焰位置燃燒時(shí)，氧氣較少，生成氮氧化合物的概率就不大，在外面氧氣比較多的位置溫度比較低同樣的不利于氮氧化合物的生成。3.3關(guān)于改造前后排出的氮氧化合物的比較經(jīng)過(guò)前后的對比，可以發(fā)現氮氧化合物的排出量由原來(lái)的700mg/Nm3一下子就降到了120mg/Nm3，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)改造之后300MW機組低氮燃燒器燃燒的比較充分，對于大氣造成的污染程度已經(jīng)得到了極大地改善。

4、存在的問(wèn)題與解決措施

經(jīng)過(guò)改造之后，鍋爐的受熱面、半輻射、再熱器輻射、吸熱量比例等均發(fā)生了較大的變化，導致各負荷階段機組的再熱汽溫急劇降低，下降幅度約為12℃—15℃。針對機組升降負荷而言，其下降溫度＞35℃ /min的現象屢有發(fā)生，嚴重威脅汽輪機的安全，縮短其使用壽命。在深入分析低氮燃燒器原理的基礎上，筆者認為其所存在的問(wèn)題主要在于如下幾個(gè)方面：①在負荷波動(dòng)的狀態(tài)下，SOFA的調整速率較慢，嚴重影響爐膛的煙溫。②一次風(fēng)率過(guò)高，二次風(fēng)的調整作用有待強化。③低氮燃燒器的二次燃燒區域溫度不夠。針對低氮燃燒器所存在的問(wèn)題，需要采取具有針對性的解決措施，具體如下：4.1調整二次風(fēng)配比參照雙尺度的燃燒特性，應當在燃盡區內設置一個(gè)熱負荷中心，以避免對輻射受熱面的吸熱效果造成不利的影響。在燃燒區富氧燃燒的情況下，二次燃燒區域的熱負荷會(huì )快速下降，制約著(zhù)輻射受熱面的熱量吸收。鑒于此，可對二次風(fēng)配比進(jìn)行合理的調整，降低主燃燒區域的二次助燃風(fēng)與周界風(fēng)，保證燃燒區氧含量充足，繼而提高二次燃燒區熱負荷。伴隨下層二次風(fēng)量的逐漸下降，鍋爐壓力卻會(huì )上升，所以在調整的過(guò)程當中，需要注意二次風(fēng)量的客觀(guān)局限性。4.2降低一次風(fēng)率鑒于該燃燒器的制粉系統管道比較長(cháng)，并且管道的阻力也比較大，基于確保帶粉性能的重要目的，所以一次風(fēng)的風(fēng)量一般都比較大。一般而言，一次風(fēng)煤比的合理比例為2.4—2.6之間。為了調整主燃燒區域的氧含量，就必須要降低一次風(fēng)率。首先，調整磨煤機液壓的加載系統以及出口分離器擋板，隨后根據實(shí)際情況把一次風(fēng)率降低到2.0—2.1之間。假設其余的邊界條件維持恒定不變，那么降低一次風(fēng)率的效果是非常顯著(zhù)的，能夠在原先的基礎上將再熱汽溫提升3℃—4℃。4.3調整燃盡風(fēng)一般情況下，在爐底出現漏風(fēng)問(wèn)題的前提下，低氮燃燒器的火焰中心會(huì )明顯提升，導致?tīng)t膛出口溫度過(guò)高，繼而引起減溫水量增加。然而，經(jīng)過(guò)改造之后，爐底漏風(fēng)可對主燃燒區氧量實(shí)現有效的補充，起到了降低再燃燒區燃燒份額的作用，但是也帶來(lái)了受熱面吸熱不足與再熱汽溫過(guò)低的問(wèn)題。因此，需要對燃盡風(fēng)進(jìn)行適當的調整，減少漏風(fēng)量，重新調整氧量，并且對燃盡風(fēng)進(jìn)行調整，原則上不會(huì )對再熱汽溫造成任何影響。鑒于該電廠(chǎng)的機組鍋爐低氮燃燒器依舊以干排渣系統為主，在維持冷渣風(fēng)量恒定的基礎下，將所存在的漏點(diǎn)實(shí)現封堵，將干排渣機調整風(fēng)門(mén)關(guān)閉，可起到降低爐底漏風(fēng)率的作用。經(jīng)過(guò)對燃盡風(fēng)進(jìn)行適當的調整，再熱汽溫也會(huì )隨之升高，*高可升至540℃左右，再熱汽溫的控制可通過(guò)SOFA的擺動(dòng)加以實(shí)現。在改造低氮燃燒器之前，其再熱系統僅配備一級減溫水，位于墻式再熱器入口的位置，并且無(wú)中間點(diǎn)溫度測點(diǎn)，導致出現了汽溫容易波動(dòng)、減溫水響應時(shí)間過(guò)長(cháng)等一系列的問(wèn)題，再加上減溫水閥門(mén)線(xiàn)性非常差，不便于進(jìn)行再熱汽溫的調節操作。因此，可在計算出處開(kāi)度、流量、曲線(xiàn)的基礎上，優(yōu)化燃燒配風(fēng)并治理爐底漏風(fēng)，確保再熱汽溫達標，在調整的過(guò)程當中，可令SOFA擺角以及燃燒器參與其中，避免負荷變化對汽溫造成過(guò)大的影響。

5、結論

綜上所述，針對低氮燃燒器的現狀對其進(jìn)行改造，可切實(shí)提高低氮燃燒器的使用性能，保證再熱汽溫滿(mǎn)足相關(guān)的使用要求。然而，無(wú)論是調整之前，抑或是調整之后，低氮燃燒器所存在的問(wèn)題依舊不能忽視，需要從調整二次風(fēng)配比、降低一次風(fēng)率、調整燃盡風(fēng)等方面出發(fā)，合理調整，科學(xué)改造，對相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題繼續加以明確。