300MW機組低氮燃燒器改造及其應(yīng)用分析

蘇利軍

摘 要：文章對低氮燃燒進行相關(guān)的介紹，并對低氮燃燒的改造過程做了詳細的描述，最后對于低氮燃燒器改造之后的應(yīng)用進行了分析。希望對相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：機組；低氮燃燒器；改造；應(yīng)用分析

隨著社會主義的發(fā)展，環(huán)境問題已經(jīng)成為了世界性的難題，特別是在大氣污染方面，人們逐漸意識到了它的重要性，在最初階段，由于人們的環(huán)保意識單薄，現(xiàn)在相關(guān)部門已經(jīng)開始重視環(huán)保問題，特別是在一些發(fā)電廠通過對低氮燃燒技術(shù)的改造，從而降低有害氣體的含量，從根本上去解決這一問題。

1 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)生的熱量來取暖或者進行食物的燒烤，在那個時代由于技術(shù)水平有限，燃燒的熱能并沒有得到充分的應(yīng)用，所以當時的燃燒效率很低，隨著社會的進步，人們逐漸對燃燒的熱能進行研究，并發(fā)明了一些燃燒的設(shè)備，比如火爐子。到了近代，工業(yè)革命不斷進展，需要通過燃燒煤來獲得動能，比如火車的運行就是依靠煤炭燃燒所產(chǎn)生的巨大能量轉(zhuǎn)化為火車的動能?？墒敲禾康娜紵蔬€是很低，有人將煤炭弄成粉末進行燃燒，可是效率依舊很低，到后來慢慢的人們發(fā)現(xiàn)煤炭在燃燒后會產(chǎn)生有毒氣體，對大氣造成一定程度的污染，這個時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，可是還是無法完全的將低氮燃燒的有毒氣體進行有效的控制，在這個方面說明了低氮燃燒方面我們還有許多需要研究的內(nèi)容，也說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(xiàn)危機，需要更加完全的利用好煤炭資源。通過科學的處理方法，最大限度的進行低氮燃燒。

隨著工業(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，以前進行大量的開采煤炭資源，而且進行了大范圍的使用，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)過一系列反應(yīng)可以形成酸雨，氮氧化合物可以直接對人體造成傷害。最初的時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，后來發(fā)現(xiàn)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最大限度的發(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 改造過程

某發(fā)電廠計劃對4臺300MW機組低氮燃燒器進行改造，具體實施如下。

2.1 機組設(shè)備概況

該組鍋爐是由東方鍋爐廠生產(chǎn)制造的。該燃燒系統(tǒng)采用的是四角切圓的一個擺動式燃燒器，在其中心形成了兩個切圓，直徑分別為700和500，燃燒器在一次風噴口設(shè)置了六層，二次風噴口設(shè)置了九層，這兩側(cè)設(shè)置之間有燃油裝置，上面的一層燃燒器最上面設(shè)有二次風噴口，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行固定，并且跟著水冷壁儀器膨脹。

2.2 改造方案

以原來的第三層最下面的一層燃燒器作為參照物。其他各個燃燒器均向下平移，同時將所有的分燃燒器合并成一個主燃燒器，并在它的上面大概6米的地方，加上一個4層燃盡風，在原來的二次風箱頂開始向上延伸，在頂端裝上一個燃盡風箱，做完調(diào)試之后將其他的小部件也安裝上去。改裝完之后風門全部要求換新，并且要進入分散式控制系統(tǒng)，主燃燒器統(tǒng)一由一個氣缸驅(qū)動，在它的四個角位置的擺動需要進行單獨監(jiān)視，這一任務(wù)主要由主機的分散式控制系統(tǒng)來完成。

低氮燃燒器在通風過程中，將風力分散成為兩股，在靠近火焰位置的風力比較大，靠近外側(cè)的風力稍微弱一些，這樣在靠近火焰位置燃燒時，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。

2.3 關(guān)于改造前后排出的氮氧化合物的比較

經(jīng)過前后的對比，可以發(fā)現(xiàn)氮氧化合物的排出量由原來的700mg/Nm3一下子就降到了120mg/Nm3，這說明經(jīng)過改造之后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。

3 改造后的應(yīng)用分析

從上面的改造過程以及相關(guān)的化學知識，可以知道對于氮氧化合物生成的影響因素包括下面幾點：燃燒時火焰的溫度、燃燒時氧氣的濃度、燃燒后的產(chǎn)物在燃燒段停留的時間長短和煤的特性。關(guān)于減少氮氧化合物的有效措施可以從兩點考慮，那就是溫度和氧氣的濃度。也就是說要降低燃燒時的溫度和降低氧氣的濃度，但是氧氣不充分煤塊就不能完全燃燒，這會造成資源的浪費，所以從降低氧氣濃度出發(fā)是行不通的，并且這在實際的操作中也不容易控制。下面就從幾個方面進行分析關(guān)于低氮燃燒的一些影響因素。

3.1 氧氣量對于氮氧化合物生成的影響

通過化學知識可以知道煤的燃燒是一個化學反應(yīng)的過程，氧氣的濃度越高，燃燒的就越充分，最后生成的氮氧化合物就越多，燃燒器通過對不同段的氧氣濃度進行控制從而抑制氮氧化合物的生成，在煤的燃燒過程中，通過合理的送風量可以延緩它的劇烈反應(yīng)，同時也可以對氮轉(zhuǎn)化為一氧化氮起到一定的抑制作用。在燃燒之后可以通過增加氧氣濃度來減少一氧化碳的含量和一些灰塵的含量，如果在這個階段的氧氣含量增多就會導致氮氧化合物的生成又會增加，在不同的情況下增加氧氣含量最終都會使得排出的氮氧化合物增加，經(jīng)過實驗證明，氮氧化合物的排放量在一定范圍內(nèi)跟氧氣的含量呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢。

3.2 氧氣量對燃燒效率的影響

對于低氮燃燒器來說，它的一個原理就是在一個氧氣含量相對比較小的情況下進行燃燒，這種燃燒會使得燃燒后的灰塵中含碳量明顯增多。這對于燃燒系統(tǒng)的經(jīng)濟型有一定的影響，根據(jù)相關(guān)資料顯示，在一定的范圍內(nèi)氧氣的含量和灰塵中的含碳量有一定的關(guān)系。當灰塵中的含碳量介于2%和3%之間時，含氧量越多，對應(yīng)的灰塵中的含碳量就越低。

3.3 燃盡風對于燃燒效率的影響

燃盡風對于煤的燃燒效率也有著一定的影響，經(jīng)過改造之后的燃燒系統(tǒng)進行逐級的燃燒，這就增加了高位燃盡風的比重，在主要燃燒區(qū)的風力比重相應(yīng)的減少了，這樣就可以在一定程度上減少氮氧化合物的排放量。但是由于在主燃燒區(qū)位置氧氣含量較少，同樣的也會造成煤燃燒的效率不高，同時對于鍋爐的安全性也會產(chǎn)生影響，低氮燃燒器要求氧氣量較少，在這種高負荷的作用下，低氮燃燒器改造與之前的相比作用不大，在一層位置的火焰中心盡量在水平位，這樣可以減少噴燃器層與層之間的中間漏風，通過主燃燒器的擺角可以對主蒸汽和再熱蒸汽氣溫進行調(diào)節(jié)。擺角向上發(fā)生擺動，火焰的中心位置就會向上移動，氮氧化合物和降溫水流量都出出現(xiàn)增大。

上面分析了一些在低氮燃燒過程中的影響因素，所以在進行考慮的時候，我們需要綜合各方面的因素，從經(jīng)濟環(huán)保、易于操作等角度出發(fā)，選擇一個比較合適而且切實可行的改造方案。

4 結(jié)束語

通過以上內(nèi)容了解到，當前低氮燃燒器的改造是在不斷進行中的，雖然在使用的時候一直在改進，可是要完全的達到一個令大家都滿意的程度，還需要不斷的努力，利用最先進的技術(shù)去解決好這一難題。

參考文獻

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