低氮燃燒器改造及其存在的問題分析

摘　要：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*先進的技術去解決好這一難題。本文主要對低氮燃燒器改造及其存在的問題進行了分析研究。

關鍵詞：低氮燃燒器；改造

導言

隨著工業化水平的加快，大家逐漸有了環保意識，國家環保部門也是出臺了較多的政策，我國工業發展的比較晚，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。產生二氧化硫和氮氧化合物，二氧化硫經過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行充分。不充分的燃燒可以產生較多的有毒氣體，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*大限度的發揮燃燒效率還能起到環保的作用，所以對于低氮燃燒器的改造很有必要。

2、關于低氮燃燒的介紹及其必要性

關于低氮燃燒技術的起源非常早，古代對于煤炭的燃燒就是利用煤炭燃燒產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水平有限，燃燒的熱能并沒有得到充分的應用，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，并發明了一些燃燒的設備，比如火爐子。到了近代，工業革命不斷進展，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生的巨大能量轉化為火車的動能。可是煤炭的燃燒效率還是很低，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現煤炭在燃燒后會產生有毒氣體，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，*大限度的進行低氮燃燒。

3、改造過程

某發電廠計劃對4臺300MW機組低氮燃燒器進行改造，具體實施如下。

3.1機組設備概況該組鍋爐是由東方鍋爐廠生產制造的。該燃燒系統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置了六層，二次風噴口設置了九層，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。3.2改造方案以原來的第三層*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，主燃燒器統一由一個氣缸驅動，在它的四個角位置的擺動需要進行單獨監視，這一任務主要由主機的分散式控制系統來完成。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。3.3關于改造前后排出的氮氧化合物的比較經過前后的對比，可以發現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得到了極大地改善。

4、存在的問題與解決措施

經過改造之后，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題主要在于如下幾個方面：①在負荷波動的狀態下，SOFA的調整速率較慢，嚴重影響爐膛的煙溫。②一次風率過高，二次風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調整二次風配比參照雙尺度的燃燒特性，應當在燃盡區內設置一個熱負荷中心，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快速下降，制約著輻射受熱面的熱量吸收。鑒于此，可對二次風配比進行合理的調整，降低主燃燒區域的二次助燃風與周界風，保證燃燒區氧含量充足，繼而提高二次燃燒區熱負荷。伴隨下層二次風量的逐漸下降，鍋爐壓力卻會上升，所以在調整的過程當中，需要注意二次風量的客觀局限性。4.2降低一次風率鑒于該燃燒器的制粉系統管道比較長，并且管道的阻力也比較大，基于確保帶粉性能的重要目的，所以一次風的風量一般都比較大。一般而言，一次風煤比的合理比例為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，隨后根據實際情況把一次風率降低到2.0—2.1之間。假設其余的邊界條件維持恒定不變，那么降低一次風率的效果是非常顯著的，能夠在原先的基礎上將再熱汽溫提升3℃—4℃。4.3調整燃盡風一般情況下，在爐底出現漏風問題的前提下，低氮燃燒器的火焰中心會明顯提升，導致爐膛出口溫度過高，繼而引起減溫水量增加。然而，經過改造之后，爐底漏風可對主燃燒區氧量實現有效的補充，起到了降低再燃燒區燃燒份額的作用，但是也帶來了受熱面吸熱不足與再熱汽溫過低的問題。因此，需要對燃盡風進行適當的調整，減少漏風量，重新調整氧量，并且對燃盡風進行調整，原則上不會對再熱汽溫造成任何影響。鑒于該電廠的機組鍋爐低氮燃燒器依舊以干排渣系統為主，在維持冷渣風量恒定的基礎下，將所存在的漏點實現封堵，將干排渣機調整風門關閉，可起到降低爐底漏風率的作用。經過對燃盡風進行適當的調整，再熱汽溫也會隨之升高，*高可升至540℃左右，再熱汽溫的控制可通過SOFA的擺動加以實現。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，并且無中間點溫度測點，導致出現了汽溫容易波動、減溫水響應時間過長等一系列的問題，再加上減溫水閥門線性非常差，不便于進行再熱汽溫的調節操作。因此，可在計算出處開度、流量、曲線的基礎上，優化燃燒配風并治理爐底漏風，確保再熱汽溫達標，在調整的過程當中，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大的影響。

5、結論

綜上所述，針對低氮燃燒器的現狀對其進行改造，可切實提高低氮燃燒器的使用性能，保證再熱汽溫滿足相關的使用要求。然而，無論是調整之前，抑或是調整之后，低氮燃燒器所存在的問題依舊不能忽視，需要從調整二次風配比、降低一次風率、調整燃盡風等方面出發，合理調整，科學改造，對相關的技術難點問題繼續加以明確。