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      低氮燃燒技術改造后的問題及原因

      時間:2018-06-11 11:09    作者:admin 返回列表

      從低氮燃燒技術在大量電站燃煤鍋爐應用實踐證明,降NOx有效且明顯,但鍋爐由于燃用煤種不同,其爐型也不同,NOx的排放水平也不同,低氮燃燒技術在不同爐型上應用后減排效果和產生的問題也不同;其中,四角切圓燃燒鍋爐其本身的NOx的排放水平最低,改造后NOx減排效果最好,產生的其它影響也最小,對沖燃燒鍋爐次之,“W”火焰燃燒鍋爐最差。具體產生的問題和原因分析如下:
      1、灰、爐渣可燃物增加,爐效下降
      低氮燃燒器改造后,雖然NOx降幅很大,但即使在燃用同一煤種時,飛灰可燃物升幅也較大。主要是低氮燃燒技術采用低溫、低氧燃燒,主燃區的溫度下降較多,控制和推遲煤粉的著火,并降低著火區的氧量,使煤粉燃燼能力下降,燃燒過程延長,飛灰和爐渣可燃物增大。有的改造時,改變了燃燒器一、二次風噴口和燃盡風噴口的面積,造成二次風與一次風的混合延遲,不利于煤粉氣流的著火和燃燒。根據已改造鍋爐試驗數據表明,對于四角切圓燃燒鍋爐飛灰可燃物升幅為0.5—1個百分點,對沖燃燒鍋爐飛灰可燃物升幅為1—1.5個百分點,“W”火焰燃燒鍋爐飛灰可燃物升幅為2—4個百分點,影響鍋爐效率下降0.4—1.6個百分點。
      2、蒸汽參數偏離設計值,過、再熱減溫水量增加,屏過或再熱器超溫
      鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術改造后,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,對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設計值的問題則加劇,過、再熱減溫水量增加。而另一方面,主燃區溫度降低,爐內溫度分布更加均勻,對于原來爐膛水冷壁的沾污結渣情況嚴重的則會改善,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,對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達不到超設計值。
      低氮燃燒技術改造后,產生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多,因為煤粉燃燒過程延長,加之采用的燃盡風,爐膛出口煙氣溫度升高;同時爐膛溫度下降,爐膛水冷壁輻射吸熱量減少,對流受熱面的吸熱份額增加,導致過熱器減溫水量增加。


      低氮燃燒器

      3、爐內燃燒工況變差,配煤、配風、穩燃性能下降
      因采用低溫、低氧燃燒,爐膛溫度下降,煤粉在低溫缺氧情況下著火推遲,同時燃燼能力下降,爐內燃燒工況較改造前變差,改造前原采用的配煤、配風方式很大程度上不適用,對鍋爐的蒸汽參數、飛灰爐渣、排煙溫度、熱工品質等指標產生新的影響,同時鍋爐低負荷穩燃能力下降。
      4、熱工自動控制性能下降,蒸汽參數波動大,機組AGC響應速率慢
      低氮燃燒器改造后,在同一煤種下同負荷下,由于燃料在爐內燃燒反應減緩,各級受熱面的煙溫分布和吸熱量發生變化,具體表現有,熱工自動控制遲緩和過調現象明顯增加,導致蒸汽參數波動大;對于一些區域,對機組AGC響應速率要求較高,往往出現AGC響應速率遲緩,不能滿足電網的要求。主要原因是熱工的控制系統定值、控制曲線沒有進行相應的優化調整,如:原靜態、動態負荷—煤量控制曲線,制粉系統冷、熱風門解耦控制系統,減溫水自動控制系統;一次調頻鍋爐主控前饋系統。
      5、燃燒器上部水冷壁區域高溫腐蝕加劇,過熱器產生結焦
      鍋爐水冷壁高溫腐蝕現象在對沖燃燒和“W”火焰燃燒鍋爐上較為突出,主要是燃燒器區水冷壁存在著較強的還原性氣氛如CO、H2S等,燃燒區域氧含量在2%以下會產生大量CO,由于低氮燃燒其中采用了低氧燃燒,勢必會使增加CO的產生,加劇水冷壁區域高溫腐蝕。
      因增加了高位燃盡風,在總風量不變的情況下,二次風量減小,導致煤粉缺氧燃燒,一次風與二次風摻混時間都發生推遲,使得爐內煤粉燃燒過程拉長,爐膛火焰中心上移,相應爐膛出口煙溫升高,未能燃燼的成分隨氣流上升到上部區域與燃盡風等強烈混合,在此區域開始劇烈燃燒,造成此區域溫度高,容易引起過熱器超溫、結焦和積灰。
      6、鍋爐煤種適應性變差
      低氮燃燒器改造后,經過燃燒優化調整,在一定程度上能使NOx的排放水平和鍋爐經濟性取得較好匹配,但鍋爐燃用煤種發生變化后,原先鍋爐經濟指標和環保指標的平衡關系旋即被打破,如:高熱值、高揮發分煤種時,NOx的排放濃度雖略有增加但較易調整控制,也伴隨著出現燃燒器噴口易結焦、過熱器易超溫、過熱減溫水量增加等現象;當燃用劣質煤或水分偏大的煤種時,NOx的排放濃度雖略有降低但調整控制較困難,特別是上層燃燒器煤質較差時,再熱器超溫情況明顯增加等。
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