某300MW機組低氮燃燒器熱態(tài)調(diào)整經(jīng)驗淺析

魏東陽

(國家電投集團東北電力有限公司，遼寧 沈陽 110181)

某電廠2×300MW工程的鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)汽包爐，采用平衡通風、四角切圓燃燒方式，設計燃料為褐煤。鍋爐以最大連續(xù)負荷(即BMCR工況)為設計參數(shù)，在機組電負荷為335.343MW時鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為1035.0t/h；機組電負荷為300MW(TRL工況)時鍋爐的額定蒸發(fā)量為960.0t/h。為全面掌握燃燒器改造后機組實際的NOx排放量與鍋爐熱效率，同時掌握鍋爐運行特性，從而對機組改造效果進行評估，對2號鍋爐進行低氮燃燒器改造后的鍋爐熱態(tài)調(diào)整[1-3]。

1 調(diào)試目的及項目

通過調(diào)整試驗使煤粉燃燒器工作狀態(tài)穩(wěn)定，滿足鍋爐安全經(jīng)濟運行要求。同時通過調(diào)整確定新的合理的配風方式，既可以降低NOx的生成量，又不會影響鍋爐汽溫和熱效率[4-5]。

調(diào)試項目包括：主燃燒器優(yōu)化調(diào)整，燃燼風燃燒器的優(yōu)化調(diào)整：通過試驗調(diào)試，確定不同負荷下最佳的燃盡風開度，達到降低NOx和保證鍋爐效率不下降的最佳平衡點。

調(diào)試條件為：煤粉燃燒器和燃燼風燃燒器及相關附屬設備均已安裝完畢；煤粉燃燒器和燃燼風燃燒器及相關附屬設備已經(jīng)過冷態(tài)調(diào)試，并驗收合格；與煤粉燃燒器和燃盡風燃燒器及相關附屬設備的安裝工作已經(jīng)完成；煤粉燃燒器和燃盡風燃燒器及相關附屬設備的建筑安裝用升降平臺及腳手架已拆除。如有個別試驗位置難以到達或不方便試驗操作，應根據(jù)調(diào)試人員的要求搭設臨時扶梯或腳手架，并達到相關的安全要求；控制室內(nèi)有關熱工儀表等可正常可靠的投入；煤粉燃燒器和燃盡風燃燒器及相關附屬設備的各種保護已投入；機組已經(jīng)正常運行。

2 調(diào)試過程

在鍋爐負荷達到試驗工況負荷時，依次進行主燃燒器區(qū)域各二次風門、周界風門和各燃盡風風門、各角燃盡風風門上、下擺動，左、右擺動以及主燃燒器區(qū)域氧量的調(diào)整[6-7]。

2.1 主燃燒器的調(diào)整

確定燃盡風燃燒器設定在初始位置，其冷卻風流量在設定值(擋板開度5%)。在上述基準的基礎上進行煤粉燃燒器的調(diào)整，在保持爐膛出口氧量不變的情況下，通過改變主燃燒器區(qū)域的二次風門開度和燃盡風區(qū)域的燃盡風門開度改變主燃燒區(qū)的二次風量和燃盡風風量的比例，觀察燃燒器區(qū)域燃燒情況，確定燃燒器二次風的不同配風方式對燃燒的影響。周界風是二次風的一部分，對煤粉著火燃燒初期有影響，它的大小由二次風風門擋板控制，也可以通過控制一部分周界風量達到抑制部分NOx生成的目的。保持總風量和一次風量不變，調(diào)整各層燃燒器二次風的不同分配比例，觀察各層燃燒器二次風的不同分配方式對爐膛溫度場、蒸汽參數(shù)和煙氣參數(shù)的影響，確定合理的二次風配風方式。二次風的絕大部分是通過輔助風噴口進入爐膛，它的大小則根據(jù)爐膛風箱差壓由相應的風門擋板來調(diào)節(jié)。

2.2 燃盡風燃燒器的調(diào)整

2.2.1 燃盡風擋板的調(diào)整

達到試驗負荷時，保持鍋爐運行氧量穩(wěn)定，主燃燒器區(qū)域各二次風門開度保持不變對鍋爐燃燼風進行調(diào)整，以掌握燃盡風量變化對機組NOx排量與鍋爐熱效率的影響。上部燃燼風擋板，根據(jù)鍋爐負荷來切投，鍋爐負荷為60 80%ECR時由下往上開2層擋板，80 90%ECR時開最第3層燃盡風擋板,90%～100%ECR時開啟最上層燃盡風，可根據(jù)實際情況進行燃盡風的投切。

2.2.2 燃盡風垂直擺動調(diào)整

根據(jù)主、再熱汽溫來判別燃盡風噴口的上下擺動，汽溫若高可將燃盡風噴口向下擺動可降低主、再熱汽溫，調(diào)整范圍±20°，汽溫若低可將燃盡風噴口向上擺動。調(diào)整范圍±30°。

2.2.3 燃盡風水平擺動調(diào)整

如果運行中爐膛出口煙溫偏差大(或汽溫左右偏差大)，可通過改變?nèi)紶a風噴口水平方向左右擺動調(diào)整，左右水平調(diào)整范圍±10°。通過水平擺角技術(shù)消弱爐內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強度，減少爐膛出口處的氣流殘余旋轉(zhuǎn)，使受熱面左、右煙道兩側(cè)的煙氣速度偏差和煙氣溫度偏差現(xiàn)象大為減少，降低鍋爐主、再熱汽溫偏差。

2.3 低氮燃燒調(diào)整

調(diào)整輔助風門開度，每次調(diào)整幅度5%～10%，調(diào)整后不低于5%。根據(jù)每次調(diào)整后觀察NOx值的變化，確定輔助風門是否繼續(xù)調(diào)整。調(diào)整周界風門開度在5%～20%根據(jù)磨的投運情況進行調(diào)節(jié)，磨煤機停運的對應的周界風門開度不低于5%，不停運的對應的周界風門開度不低于10%。如噴口有結(jié)焦現(xiàn)象，則開大該噴口對應的周界風。逐漸降低爐膛出口氧量，達到3.0%左右時穩(wěn)定。根據(jù)負荷調(diào)整爐膛氧量，通過調(diào)整找到既滿足運行又能降低氮氧化物的氧量值。緩慢調(diào)整大風門分風擋板，每次操作關小5%～10%，穩(wěn)定后開啟燃盡風擋板增加燃盡風風量，穩(wěn)定爐膛出口氧量，達到最終降低NOx的目的。

3 結(jié)論及意見

通過熱態(tài)調(diào)整試驗，目前可以將高、中、低三個試驗工況的NOx降低至合格值(300Mg/Nm3)以下。在試驗過程中，對各個負荷的灰渣樣進行取樣化驗，目前爐渣含碳量略高。低負荷時，需要將總風量降低到510t/h左右，此時會發(fā)生引風機搶風現(xiàn)象，需要一臺引風機伴隨運行，以滿足低負荷的正常運行及降低NOx的要求。

建議：

(1)二次風及燃燒器擺動。除AA層二次風及燃燼風外，其余二次風門及周界風門的開度可以投入自動。AA層二次風開度保持較大開度，目的是為了穩(wěn)燃及盡量降低爐渣含碳量。

燃燒器擺動可按照我廠原有運行方式進行，將燃燒器擺動投入自動。

(2)燃燼風及燃燼風擺動。燃燼風可根據(jù)負荷來投切，下兩層燃燼風門保持全開則可，上兩層燃燼風門在中、高負荷時保持50%的開度則可，在低負荷時，需要將四層燃燼風門全部全開。 當中高負荷時，燃燼風的擺動可放在水平位置。當主再熱汽溫高時，可將燃燼風的向下擺動(0%的方向)來控制主再熱汽溫。當?shù)拓摵蓵r，燃燼風燃燼風的擺動需向上擺動至最大來提高再熱汽溫及降低NOx。

(3)二次風總風門。中高負荷時，二次風總風門可以保持相對較大的開度(60%左右)，即可將NOx降低。低負荷時，二次風總風門需保持在相對較小的開度(20%左右)來降低NOx。

(4)氧量。中高負荷時，爐膛氧量平均在保持在2.5%～3.5%左右，配合燃燼風及二次風總風門的調(diào)整即可將NOx降低到相對較低值。低負荷時。爐膛氧量平均值保持在2.5%～3%左右，配合燃燼風及二次風總風門的調(diào)整即可將NOx降低至相對較低值。