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摘 要：近年来国家对于环境保护工作加大了力度，尤其是对火力发电厂的废气排放提出了更高的要求，这些要求在《火电厂大气污染物排放标准》得到明确。这些要求主要是从排放浓度以及总量两个方面提出控制标准，另外排污收费制度的确立以及实施，同样会对电厂造成一定的成本压力。因此改造锅炉，实现低NOx化已经成为必然趋势。本文主要是根据某发电厂的300MW机组四角切圆燃烧煤粉锅炉的低氮化改造，并加以优化调整，从而实现降低NOx的排放量并符合排放标准。
关键词：锅炉；低氮燃烧；运行优化
1、设备概述
该发电厂四角切圆燃煤粉锅炉的生产制造公司为东方锅炉厂，型号为DG-1025/17.5-Ⅱ4型。具有四角切圆或者切向燃烧自然循环气泡炉，百叶窗式燃烧器，具有直流摆动功能。角区对应的燃烧器共有喷口13层，一次风喷口有5层，在这其中存在着微油点火小油枪，另外7层为二次喷风口，在这其中有3层装配了油燃烧器。最后1层为OFA喷口，也是一种二次风喷口。另外在一次喷风口中，还装置了偏置周界风，具有可调功能。中速磨冷一次风正压直吹式是该锅炉的制粉系统。每台锅炉可对应5台制粉系统。这5台制粉系统也就是磨煤机只需要配置1台密封机即可。此外每台锅炉还要装配2台空气预热器。
2、低氮化改造方案分析
本次技改核心就是运用了垂直煤粉超浓缩分离技术，在燃烧方式上，升级成立体分级燃烧模式。在针对这种锅炉进行技改时，必须要对原锅炉中的燃烧器进行重新布局和改进，只需要将燃烧器更换成低氮燃烧器、煤粉喷嘴革新成上下摆动结构，且垂直浓淡分离。这样就能够有效提升低氮燃烧器的燃烧效率，从而达到降低NOx排方量的目的。在技术升级时，为了有效降低炉膛中散发出的烟气旋转力度，可以通过增设SOFA燃尽风喷口共四层并装置在主燃烧器上端来实现。此时风室在运行时，由于反切作用，在内部构成了反向动量矩，这就可以有效降低炉膛内的烟气的旋转力度，与此同时也能够有效降低排出烟气的温度之差，这不仅有利于提升锅炉的利用效率，更能够达到降低NOx排放量的目的。通过本次改造之后，在SCR出口处的NOx排放浓度出现了显著下降，优化后的浓度仅为320-480mg/Nm3，而之前却达到550-650mg/Nm3。
3、优化调整分析
本次优化调整不仅要做到锅炉的安全运行，同时还要提升其经济效益，降低NOx排放量，弱化两侧烟温以及汽温的差距。为此需要从二次风门、一次风、周界风等进行了综合调整。
3.1 优化调整一次风、二次风、周界风
主燃烧区一定要做到低氧燃烧，对此可调整二次风门开度来实现。通常燃尽风量和氧量以及NOx浓度之间成反比关系。根据分析180MW、210MW以及240MW和300MW这几个不同机组的具体运行情况。通过对配风方式的优化，发现在缩腰、正、负宝塔等模式中，其中负宝塔配风模式能够产生最低的NOx生成量。不过这种模式虽然能降低其污染性，不过要结合工作效率以及NOx排放量，如果二次风开度超过70%，尤其是中间层的二次风开度。而最上层的二次风开度则不能够达到35%。每层的周界风开度只需要控制在15%至20%之间。不过最下层二次风开度却需要超过70%，如果小于该标准，那么煤粉在燃烧时容易缺氧，进而造成烟气的快速增加。由于二次风组合模式、锅炉汽温以及NOx排放量等参数都存在着相互影响，因此在优化调整时，就需要紧密结合这些参数来进行综合调整。要将制粉系统工作模式、锅炉工作情况以及负载等参量作为综合考量因素，然后对锅炉的低氮燃烧进行综合分析，从而找出其中的问题，进而进行更加科学的优化调整。
3.2优化调整摆角与燃尽风
根据试验可知，如果主燃烧器摆角低于30%，那么燃烧器上倾角度越大，那么炉膛两侧面的汽温和烟温差距会增大，所以在确保汽温相对较高的环境中，适当的降低燃烧器摆角。当SOFA1开启时，此时再热器两侧汽温将会显著偏差，所以此时尽可能的减小SOFA1开度，当然要确保NOx排放量足够的低。燃尽风摆角如果增加，必然会对锅炉汽温以及飞灰值等参数产生影响。不过这种影响力度并不强，不过如果摆角下倾，此时NOx的排放量就会增加显著，同时生成量也是如此。根据对低氮燃烧过程进行分析，以及结合锅炉的燃烧效率和NOx的排放，需要对摆角装置进行优化。适当的提升燃尽风的摆角并上倾，就能够有效规避两侧汽温的偏差，进而提升摆角运行功效。此外，优化调整燃尽风的根本目的，就是要在确保锅炉总风量稳定的前提下，结合具体的运行，假设负荷显著提升，那么就需要适当增大燃尽风的挡板，这能够降低NOx的排放量，与此同时也能够降低飞灰值参数。通过适当的调整和优化燃尽风，降低含氧量，能够使之维持在一个低氧的燃烧状态，那么上部燃烧就会得到强化，火焰将会上移，此时NOx的生成量就会下降，进而有助于提升发电厂锅炉的低氮燃烧效率。
3.3优化调整炉膛氧量
NOx的排放量同样会受到炉膛含氧量的影响。如果炉膛的含氧量越高，那么NOx的排放规模就会增加，这两者属于正相关关系。为了有效降低锅炉的NOx的排放量，就需要适当的优化调整炉膛中的含氧量。但是如果根据这个理论进行调整，在具体的实践中会发现，炉膛内含氧量如果过低，此时虽然会能够从一定程度降低NOx生成量和排放量，但是却会给炉膛带来一些负面的影响。比如飞灰等可燃物会不断增加，炉膛内部的含碳量将会增加。这样会对炉膛的工作效率产生极大的负面影响。根据大量试验证明，炉膛内的含氧量被控制在2.5%至3.5%之间时，不仅有助于降低NOx排放量，同时也能够维持锅炉处于良好的工作效率状态。
3.4优化调整煤粉细度
对分离器挡板进行调整，使之变小，此时煤粉细度就会显著下降，那么煤粉在炉膛内部的燃烧就会更加充分，而且NOx的排放量也会得到有效控制。另外通过细化煤粉，还能够有效防范在低氧环境中，火焰中心过高而导致受热面超温，从而提升锅炉运行的稳定性。
4、结论
根据对这家电厂的低氮燃烧器进行优化调整之后，通过满负荷运行并进行实验，得到了NOx排放量和锅炉主要参数以及锅炉的运行效率等三者的相关关系，进而获得一个最佳的优化方案。通过这个研究，可以将NOx在SCR的入口浓度控制在低水平范围里。总而言之，通过适当的优化和调整，可以有效提升锅炉的运行效率，并降低NOx的排放量。
参考文献
[1] 应明良，戴成峰，胡伟锋，徐良，屠小宝.600MW机组对冲燃烧锅炉低氮燃烧改造及运行调整[J].中国电力.2011（04）
[2] 丁歷威，李凤瑞，齐晓娟，陈文翰.微油点火燃烧器数值结果精度判断准则与分析[J].中国电力.2011（01）
[3] 周平原.浅析电热厂锅炉低NOx燃烧器改造[J].科技促进发展.2011（S1）
关键词：锅炉；低氮燃烧；运行优化
1、设备概述
该发电厂四角切圆燃煤粉锅炉的生产制造公司为东方锅炉厂，型号为DG-1025/17.5-Ⅱ4型。具有四角切圆或者切向燃烧自然循环气泡炉，百叶窗式燃烧器，具有直流摆动功能。角区对应的燃烧器共有喷口13层，一次风喷口有5层，在这其中存在着微油点火小油枪，另外7层为二次喷风口，在这其中有3层装配了油燃烧器。最后1层为OFA喷口，也是一种二次风喷口。另外在一次喷风口中，还装置了偏置周界风，具有可调功能。中速磨冷一次风正压直吹式是该锅炉的制粉系统。每台锅炉可对应5台制粉系统。这5台制粉系统也就是磨煤机只需要配置1台密封机即可。此外每台锅炉还要装配2台空气预热器。
2、低氮化改造方案分析
本次技改核心就是运用了垂直煤粉超浓缩分离技术，在燃烧方式上，升级成立体分级燃烧模式。在针对这种锅炉进行技改时，必须要对原锅炉中的燃烧器进行重新布局和改进，只需要将燃烧器更换成低氮燃烧器、煤粉喷嘴革新成上下摆动结构，且垂直浓淡分离。这样就能够有效提升低氮燃烧器的燃烧效率，从而达到降低NOx排方量的目的。在技术升级时，为了有效降低炉膛中散发出的烟气旋转力度，可以通过增设SOFA燃尽风喷口共四层并装置在主燃烧器上端来实现。此时风室在运行时，由于反切作用，在内部构成了反向动量矩，这就可以有效降低炉膛内的烟气的旋转力度，与此同时也能够有效降低排出烟气的温度之差，这不仅有利于提升锅炉的利用效率，更能够达到降低NOx排放量的目的。通过本次改造之后，在SCR出口处的NOx排放浓度出现了显著下降，优化后的浓度仅为320-480mg/Nm3，而之前却达到550-650mg/Nm3。
3、优化调整分析
本次优化调整不仅要做到锅炉的安全运行，同时还要提升其经济效益，降低NOx排放量，弱化两侧烟温以及汽温的差距。为此需要从二次风门、一次风、周界风等进行了综合调整。
3.1 优化调整一次风、二次风、周界风
主燃烧区一定要做到低氧燃烧，对此可调整二次风门开度来实现。通常燃尽风量和氧量以及NOx浓度之间成反比关系。根据分析180MW、210MW以及240MW和300MW这几个不同机组的具体运行情况。通过对配风方式的优化，发现在缩腰、正、负宝塔等模式中，其中负宝塔配风模式能够产生最低的NOx生成量。不过这种模式虽然能降低其污染性，不过要结合工作效率以及NOx排放量，如果二次风开度超过70%，尤其是中间层的二次风开度。而最上层的二次风开度则不能够达到35%。每层的周界风开度只需要控制在15%至20%之间。不过最下层二次风开度却需要超过70%，如果小于该标准，那么煤粉在燃烧时容易缺氧，进而造成烟气的快速增加。由于二次风组合模式、锅炉汽温以及NOx排放量等参数都存在着相互影响，因此在优化调整时，就需要紧密结合这些参数来进行综合调整。要将制粉系统工作模式、锅炉工作情况以及负载等参量作为综合考量因素，然后对锅炉的低氮燃烧进行综合分析，从而找出其中的问题，进而进行更加科学的优化调整。
3.2优化调整摆角与燃尽风
根据试验可知，如果主燃烧器摆角低于30%，那么燃烧器上倾角度越大，那么炉膛两侧面的汽温和烟温差距会增大，所以在确保汽温相对较高的环境中，适当的降低燃烧器摆角。当SOFA1开启时，此时再热器两侧汽温将会显著偏差，所以此时尽可能的减小SOFA1开度，当然要确保NOx排放量足够的低。燃尽风摆角如果增加，必然会对锅炉汽温以及飞灰值等参数产生影响。不过这种影响力度并不强，不过如果摆角下倾，此时NOx的排放量就会增加显著，同时生成量也是如此。根据对低氮燃烧过程进行分析，以及结合锅炉的燃烧效率和NOx的排放，需要对摆角装置进行优化。适当的提升燃尽风的摆角并上倾，就能够有效规避两侧汽温的偏差，进而提升摆角运行功效。此外，优化调整燃尽风的根本目的，就是要在确保锅炉总风量稳定的前提下，结合具体的运行，假设负荷显著提升，那么就需要适当增大燃尽风的挡板，这能够降低NOx的排放量，与此同时也能够降低飞灰值参数。通过适当的调整和优化燃尽风，降低含氧量，能够使之维持在一个低氧的燃烧状态，那么上部燃烧就会得到强化，火焰将会上移，此时NOx的生成量就会下降，进而有助于提升发电厂锅炉的低氮燃烧效率。
3.3优化调整炉膛氧量
NOx的排放量同样会受到炉膛含氧量的影响。如果炉膛的含氧量越高，那么NOx的排放规模就会增加，这两者属于正相关关系。为了有效降低锅炉的NOx的排放量，就需要适当的优化调整炉膛中的含氧量。但是如果根据这个理论进行调整，在具体的实践中会发现，炉膛内含氧量如果过低，此时虽然会能够从一定程度降低NOx生成量和排放量，但是却会给炉膛带来一些负面的影响。比如飞灰等可燃物会不断增加，炉膛内部的含碳量将会增加。这样会对炉膛的工作效率产生极大的负面影响。根据大量试验证明，炉膛内的含氧量被控制在2.5%至3.5%之间时，不仅有助于降低NOx排放量，同时也能够维持锅炉处于良好的工作效率状态。
3.4优化调整煤粉细度
对分离器挡板进行调整，使之变小，此时煤粉细度就会显著下降，那么煤粉在炉膛内部的燃烧就会更加充分，而且NOx的排放量也会得到有效控制。另外通过细化煤粉，还能够有效防范在低氧环境中，火焰中心过高而导致受热面超温，从而提升锅炉运行的稳定性。
4、结论
根据对这家电厂的低氮燃烧器进行优化调整之后，通过满负荷运行并进行实验，得到了NOx排放量和锅炉主要参数以及锅炉的运行效率等三者的相关关系，进而获得一个最佳的优化方案。通过这个研究，可以将NOx在SCR的入口浓度控制在低水平范围里。总而言之，通过适当的优化和调整，可以有效提升锅炉的运行效率，并降低NOx的排放量。
参考文献
[1] 应明良，戴成峰，胡伟锋，徐良，屠小宝.600MW机组对冲燃烧锅炉低氮燃烧改造及运行调整[J].中国电力.2011（04）
[2] 丁歷威，李凤瑞，齐晓娟，陈文翰.微油点火燃烧器数值结果精度判断准则与分析[J].中国电力.2011（01）
[3] 周平原.浅析电热厂锅炉低NOx燃烧器改造[J].科技促进发展.2011（S1）