北極星大氣網(wǎng)訊:摘要：燃煤電廠作為我國供電來源的主要組成部分，造成嚴(yán)重的空氣污染問題。節(jié)能減排背景下我國各大燃煤發(fā)電廠采取各種措施降低氮氧化合物排放指標(biāo)。其中使用最廣泛的就是低氮改造燃燒器。文中分析低氮燃燒器改造對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的影響，并給出針對(duì)性的解決措施。

在環(huán)保政策的要求下，工業(yè)如今也非常重視節(jié)能減排措施，低氮燃燒技術(shù)在環(huán)保上具有一定優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)對(duì)鍋爐的運(yùn)行也存在著一定的影響，所以要在新環(huán)保技術(shù)產(chǎn)生問題的處理措施上，進(jìn)一步加強(qiáng)，為工業(yè)可持續(xù)發(fā)展?fàn)幦∽畲蟮沫h(huán)保機(jī)制。本文對(duì)有關(guān)內(nèi)容展開了論述，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1、燃燒器內(nèi)涵分析

燃燒器是燃料發(fā)電廠內(nèi)鍋爐的主要燃燒設(shè)備，燃燒器位于鍋爐爐膛的四個(gè)角上或墻壁上。燃燒器會(huì)通過一定的方式將各類燃料和燃燒時(shí)所必備的空氣噴入爐膛內(nèi)，燃料和空氣會(huì)在爐膛內(nèi)進(jìn)行充分的混合，并在一定的氣流結(jié)構(gòu)下迅速著火并保持穩(wěn)定的燃燒。如今使用的燃燒器都是自動(dòng)化程度比較高的機(jī)電設(shè)備，燃燒器主要擁有送風(fēng)、點(diǎn)火、監(jiān)測(cè)、燃料以及電控系統(tǒng)五大系統(tǒng)。

按燃料的種類可以將燃燒器分為煤粉燃燒器、燃?xì)馊紵饕约叭加腿紵鞯?。其中煤粉燃燒器利用一次風(fēng)以及二次風(fēng)把煤粉燃料噴入爐內(nèi)，在均勻混合燃料與空氣的同時(shí)形成特殊氣流結(jié)構(gòu)，使燃料在爐內(nèi)穩(wěn)定點(diǎn)著并完全燃燒。利用二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)射流形成有利于著火的回流區(qū)，以及旋轉(zhuǎn)射流內(nèi)和旋轉(zhuǎn)射流與周圍介質(zhì)之間的強(qiáng)烈混合來加強(qiáng)煤粉氣流的著火特性。在二次風(fēng)蝸殼的入口處裝有舌形擋板，用以調(diào)節(jié)氣流的旋流強(qiáng)度，蝸殼煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)于燃燒煙煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃燒貧煤。

2、低氮燃燒器改造對(duì)鍋爐的影響分析

2.1 燃燒穩(wěn)定性的影響

鍋爐的穩(wěn)定性體現(xiàn)在很多方面，其最主要的體現(xiàn)是在溫度的穩(wěn)定性以及運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性上。低氮燃燒器在一次噴風(fēng)口安裝了濃淡組合，而且利用熱回流接力燃燒等技術(shù)，在燃燒過程中根據(jù)熱力與動(dòng)力不對(duì)稱原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，使噴口處的煤粉熱解后與鍋爐中心的復(fù)合射流大渦進(jìn)行連接，熱回流碳粉的較高回流率使停留時(shí)間變長，提高了環(huán)渦內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量，使溫度升高影響著鍋爐的運(yùn)行。

鍋爐低氮改造又在氧氣的數(shù)量上進(jìn)行了控制，在燃燒過程中氧氣需要滿足燃燒條件產(chǎn)生熱量，由于氧氣數(shù)受到了控制熱量的產(chǎn)生也就受到了抑制，從而影響著鍋爐的運(yùn)行。兩種運(yùn)行方式的存在影響著鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 鍋爐內(nèi)部環(huán)境影響

低氮燃燒器中的噴口比傳統(tǒng)的燃燒器噴口低，因此，在鍋爐的運(yùn)行中燃料產(chǎn)生的火焰也發(fā)生了移動(dòng)，燃燒面積降低會(huì)使得鍋爐對(duì)溫度的接收程度變低，而在鍋爐的內(nèi)部產(chǎn)生的壓力狀況也發(fā)生了變化，會(huì)有一些不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象產(chǎn)生。低氮燃燒器設(shè)備的改造使鍋爐的部件也發(fā)生了改變，在運(yùn)行上會(huì)發(fā)生不同狀況。低氮燃燒器改造使鍋爐內(nèi)部的氧氣量受到了一定的影響，通常會(huì)有一個(gè)最大運(yùn)行氧量和一個(gè)最小運(yùn)行氧量，機(jī)組的調(diào)節(jié)跟不上氧量調(diào)節(jié)而出現(xiàn)負(fù)氧情況，氧氣量的變化與燃燒程度的變化使鍋爐內(nèi)外部壓力發(fā)生變化，改變了內(nèi)部環(huán)境，并且使相關(guān)人員需要對(duì)氧氣量進(jìn)行調(diào)整控制，直接造成送風(fēng)工作不能及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，鍋爐不能持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.3 對(duì)鍋爐再熱氣溫的影響

低氮燃燒器在改造后將原來的燃燒器標(biāo)高下移，對(duì)再熱氣溫有很大的影響，低氮燃燒器改造后由于機(jī)組協(xié)調(diào)緩慢的問題使得鍋爐壓力的跟蹤調(diào)整跟不上，容易造成超調(diào)現(xiàn)象，使得氣溫的變化幅度變大。改造后的低氮燃燒器有一組擺動(dòng)火嘴，當(dāng)噴口向上擺動(dòng)蒸汽的溫度會(huì)上升，噴口向下擺動(dòng)時(shí)溫度會(huì)下降，但因?yàn)橹挥幸唤M搖動(dòng)火嘴所以溫度調(diào)整速度受限，調(diào)整的時(shí)間過長加上風(fēng)次配比受到低氧條件的控制，影響著機(jī)器的效率。為了保證鍋爐出口溫度在規(guī)定范圍內(nèi)低負(fù)荷，需要使用制粉系統(tǒng)，這樣又會(huì)導(dǎo)致受熱面溫度過高，很難再不超溫的情況下還能保持出口溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，影響著鍋爐的運(yùn)行。

2.4 對(duì)爐膛結(jié)焦的影響

低氮燃燒器改造時(shí)雖然采用了橫向雙區(qū)、縱向分級(jí)、加貼壁風(fēng)和逆風(fēng)向射流等措施用，來控制受熱面結(jié)焦情況，但在運(yùn)行中，仍能發(fā)現(xiàn)燃燒器噴口處有結(jié)焦情況，特別是當(dāng)啟動(dòng)下層制粉系統(tǒng)時(shí)，會(huì)明顯影響著負(fù)壓，說明燃燒區(qū)狀況不好，而由于主燃燒區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒，所以燃燒器附近會(huì)出現(xiàn)冷壁結(jié)焦現(xiàn)象，并且比較嚴(yán)重，而且在降負(fù)荷中還會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)掉焦現(xiàn)象，惡化主燃燒區(qū)影響鍋爐的運(yùn)行。

2.5 對(duì)爐渣可燃物的影響

改造后的低氮燃燒器，雖然 NO 的產(chǎn)量得到了降低，但是同時(shí)也增加了爐渣可燃物。低氮燃燒技術(shù)采用的是低溫低氧條件燃燒，燃燒區(qū)溫度下降越多煤粉著火受到的影響就越大，燃燒區(qū)的氧氣量降低煤粉燃盡能力就下降，燃燒的過程也就被加長了使得爐渣可燃物變多，而且有些燃燒器的噴口面積改變使得混合風(fēng)推遲不利于鍋爐內(nèi)煤粉的氣流流動(dòng)使燃燒不完全增加爐渣可燃物，爐渣可燃物的不斷增加會(huì)使鍋爐的尾部磨損增加，從而減少鍋爐的使用壽命。

3、低氮燃燒器的具體改造措施分析

3.1 一次風(fēng)的改造設(shè)計(jì)

1）在本次改造中的 A、B、C、D 以及 E 層的一次風(fēng)作全部的更換，并且采用上部和下部濃淡不同形式的射流形式布置。

2）濃淡分離采取一次風(fēng)彎頭慣性分離結(jié)合煤粉風(fēng)室百葉窗分離裝置。

3）對(duì)一次風(fēng)的噴口進(jìn)行加裝波紋形穩(wěn)定燃燒頓體，對(duì)煙氣的回流量進(jìn)行加大處理，鈍體向火側(cè)采用特殊的焊條堆焊工藝，達(dá)到耐高溫和防磨的效果。

4）對(duì)一次風(fēng)的彎頭進(jìn)行改造設(shè)計(jì)：對(duì)一次風(fēng)的彎頭進(jìn)行全部的重新設(shè)置更換，并采用低阻力的空間鋼板和內(nèi)壁貼陶瓷的彎頭，和原來的煤粉燃料管道法蘭相連接。

3.2 二次風(fēng)的改造設(shè)計(jì)

1）主燃區(qū)域的二次風(fēng)噴口相比較改造之前有所縮小，并保持射流方向和一次風(fēng)之間形成 3°的夾角。

2）二次風(fēng)仍取風(fēng)自原大風(fēng)箱。

3）將主燃區(qū)原上下部大風(fēng)箱進(jìn)行聯(lián)通處理。

3.3 燃盡風(fēng)的改造設(shè)計(jì)

燃盡風(fēng)的改造主要是對(duì)主燃燒器的上面部分區(qū)域并且和上一次風(fēng)標(biāo)高距離約 6.99m 處增加四層燃盡風(fēng)設(shè)備，燃盡風(fēng)的風(fēng)源來自于大風(fēng)箱，風(fēng)源的位置位于大風(fēng)箱的頂部，將燃盡風(fēng)的風(fēng)箱重新改造設(shè)計(jì)并安裝與兩側(cè)墻上，并且將連接方式改為和主燃燒器的大風(fēng)箱相同的連接方式。

將燃盡風(fēng)的風(fēng)箱管道延長到燃盡風(fēng)的風(fēng)箱標(biāo)高處，風(fēng)道與燃盡風(fēng)的擋板風(fēng)箱通過燃盡風(fēng)相連接，并且利用使用附加防磨襯不銹鋼制作的膨脹節(jié)對(duì)燃盡風(fēng)的熱膨脹進(jìn)行膨脹補(bǔ)償，不銹鋼膨脹節(jié)的壁厚要超過十五毫米。

對(duì)燃盡風(fēng)的噴口采取多噴口布置形式，并且使用垂直水平多方向擺動(dòng)形式的燃盡風(fēng)噴口，對(duì)于控制方式垂直方向的擺動(dòng)要采取遠(yuǎn)端控制的形式，水平擺動(dòng)方向采取就地手動(dòng)控制方式。

在燃盡風(fēng)固定裝置方面的改造：本次燃盡風(fēng)固定裝置的改造采取與原來燃燒器相同的鏈接固定方式。

在保溫方面的改造：本次燃盡風(fēng)保溫方式的改造與主燃燒器采用的保溫方式相同。即在新增加的燃盡風(fēng)大風(fēng)箱以及連接的風(fēng)道上采取使用硅酸鋁板來包裹，并且在外面加裝波形板。

結(jié)語

綜上所述，鍋爐在運(yùn)行時(shí)，其性能優(yōu)劣會(huì)受到很多因素的影響，雖然低氮燃燒器改造對(duì)鍋爐的運(yùn)行有著一定的影響，但為使能源清潔，并且減少對(duì)環(huán)境的危害，還是需要結(jié)合實(shí)際優(yōu)化對(duì)低氮燃燒器的改造，也可以通過規(guī)范低氮燃燒器改造過程，提高鍋爐運(yùn)行可靠性，從整體上提高低氮燃燒器改造技術(shù)。

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