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1、锅炉分离燃尽风运行调整华电新疆昌吉热电厂运行部 周曙明 摘 要简要介绍了锅炉分离燃尽风的特性及工作原理，针对锅炉分离燃尽风运行中的工况，根据锅炉烟气中氮氧化物量变化进行分析探讨，并提锅炉出运行中分离燃尽风调整注意事项。对锅炉分离燃尽风的调整经验进行总结。关键词燃煤锅炉；分离燃尽风；存在问题分析；调整经验1 锅炉概述本锅炉型号为SG-1180/17.5-M4004，系上海锅炉厂生产的亚临界、一次中间再热、自然循环汽包炉。锅炉采用：单炉膛型布置、平衡通风、冷一次风正压直吹式制粉系统、四角切向燃烧、直流燃烧器摆动调温、全钢构架悬吊结构、紧身封闭、干式固态连续排渣。附表1 昌吉热电厂330MW亚临界机
2、组设备参数简介名称单位BMCRTHA蒸发量t/h11801034.6过热器出口蒸汽压力MPa(g)17.517.3过热器出口蒸汽温度541541再热蒸汽流量t/h991875.8再热器进口蒸汽压力MPa(g)4.183.695再热器出口蒸汽压力MPa(g)3.963.502再热器进口蒸汽温度340328再热器出口蒸汽温度541541给水温度278270采用5台中速磨煤机，冷一次风正压直吹式系统，B-MCR工况下4套运行，1套备用。燃烧器采用四角布置、切向燃烧，摆动式燃烧器共设五层煤粉喷嘴，可以上下摆动30。锅炉燃烧器采用摆动式直流燃烧器，四个角的燃烧器喷嘴拥有各自的摆动连杆。通过摇臂装置和主连
3、杆由摆动气缸装置驱动上、下摆动各20，二次风喷嘴可上、下摆动各30。顶部手动二次风喷嘴可上摆动30、下摆动各6。分离燃尽风喷嘴手动可上、下摆各30，水平摆+15到-15。燃烧器为低氮燃烧器。燃烧器布置采用四角布置，切园向燃烧方式。最上排燃烧器喷口中心线标高27800mm，分隔屏屏底距最上排燃烧器喷口19000mm，最下排燃烧器喷口中心标高21290mm，冷灰斗转角距最下排燃烧器喷口4958mm。锅炉燃油系统中，设有三层大油枪及一层（最下层喷嘴内）微油量油枪，大油枪型式为简单机械雾化油枪。大油枪燃烧器的总输入热量按20%B-MCR计算。微油量油枪系统主要用于锅炉正常启动及锅炉低负荷时助燃； 大油
4、枪系统主要用于锅炉出现燃烧不稳助燃及锅炉事故处理紧急启动。燃烧器设计特点：1）本燃烧器是采用自主技术设计和制造。燃烧器布置在四角上，为四角切圆燃烧系统。2）采用上下浓淡分离一次风喷嘴和同心反切燃烧技术：a)上下浓淡分离：煤粉流过燃烧器入口弯头时，大部分煤粉颗粒在离心力的作用下紧贴弯头外沿进入煤粉管道，煤粉喷管中的隔板将一次风分成浓淡两股，从而提高了一次风喷嘴出口处的煤粉浓度。一次风喷嘴中装有V型钝体，使得一次风在V型钝体前方形成稳定的回流区，卷吸高温烟气，起到稳定火焰的作用。b)同心反切燃烧技术：为了强化炉膛中燃料与空气的混合、减少一次风贴壁、降低结焦趋势，本工程采用了同心反切燃烧技术。二次风
5、射流沿着于一次风相反的旋转方向射入炉膛，一次风沿煤粉喷管轴线进入炉膛后，在较大的二次风射流引射和冲击下，被带入沿二次风射流方向旋转的火球中。这样一次风与二次风强烈混合，有助于煤粉完全燃烧。同时一次风被包围在炉膛中央，形成炉膛中央富燃料、炉膛四周富氧的燃烧结构，大大减少了一次风冲刷水冷壁结焦的可能性。另外在燃烧初期，上下浓淡分离技术有利于降低NOX的排放量。c)分离燃尽风的技术（SOFA）：通过在炉膛的不同高度布置OFA和SOFA，将炉膛分成两个相对独立的部分：初始燃烧NOX还原区和燃料燃尽区。这种改进空气分级方法通过优化每个区域的过量空气系数，能有效降低NOX排放的同时能最大限度的提高燃烧效率
6、。采用可水平摆动的分离燃尽风设计，能有效调整SOFA和延期的混合过程，降低飞灰含碳量和控制炉膛出口的烟温偏差。d)能适应低挥发份煤的低NOX燃烧技术。e)防止炉内严重结渣技术小假想切圆，大切角，水平偏置辅助风喷嘴（CFS），可有效防止炉内严重结渣。附表2 燃料特性煤质分析名称符 号单 位设计煤种校核煤种1校核煤种2收到基碳Car%50.0751.3141.37收到基氢Har%4.744.843.86收到基氧Oar%12.9511.7510.66收到基氮Nar%0.830.830.85收到基硫St,ar%0.620.730.74收到基灰分Aar%21.112.2121.96空气干燥基水分Mad%
7、1.134.94收到基水份Mar%11.6914.2313.56干燥无灰基挥发份Vdaf%35.6536.8736.87低位发热量Qnet,arMJ/kg20.821.0619.245可磨指数HGI495665灰变形温度DT110011501110灰软化温度ST113012201150灰熔化温度FT115013201230煤灰比电阻1001.02x10109.5x10107.5x10101503.8x10113.1x10114.5x10111805.5x10104.9x10112.1x1011冲刷磨损指数Ke2.583.34.22. 分离燃尽风的特性2.1 分离燃尽风的特点 通过在炉膛的不同高
8、度布置OFA和SOFA，将炉膛分成两个相对独立的部分：初始燃烧NOX还原区和燃料燃尽区。这种改进空气分级方法通过优化每个区域的过量空气系数，能有效降低NOX排放的同时能最大限度的提高燃烧效率。采用可水平摆动的分离燃尽风设计，能有效调整SOFA和延期的混合过程，降低飞灰含碳量和控制炉膛出口的烟温偏差。2.2 分离燃尽风的结构及原理分离燃尽风布置在燃烧器最上层，距燃烧器最上层二次风喷口2500mm，共有两层，即SOFA1SOFA2。分离燃尽风风源来自二次风箱，其风量占燃烧器二次风量15%-20%，当全开两层分离燃尽风时，将占有总二次风量15%-20%，造成燃烧器各二次风总量只占80%-85%，在燃
9、烧高温区域形成微缺氧状态，形成贫氧区，则形成氮氧化物的几率下降，当未燃尽的煤粉颗粒到达分离燃尽风区域，由于15%-20%二次风的介入，又形成富氧区，使未燃尽的煤粉颗粒燃尽，由于该区域为低温区，再一次降低氮氧化物的形成几率，从而达到降低氮氧化物的目的。3.分离燃尽风运行及停运烟气中氮氧化物量比较机组负荷（MW）SOFA1风门开度%SOFA1风门开度%烟气中NOx含量mg/m330000550-7203005050450-58030080-10080-100210-450从以上表格数据可以得出以下结论： 锅炉运行中，分离燃尽风的作用比较明显，同时，随着分离燃尽风开度的增加，烟气中的氮氧化物数量在减
10、少，当全开时，烟气中氮氧化物的数量能够满足国家排放要求。4. 分离燃尽风运行中的规定机组负荷（MW）SOFA1风门开度%SOFA2风门开度%00020-15010-8010-801801001005. 运行情况关于分离燃尽风风门开度有关规定下发实施后15天，对昌吉热电厂两台锅炉每日烟气中氮氧化物含量进行了汇总分析，#1锅炉烟气中氮氧化物含量平均为280mg/m3,，较调整前平均值下降70mg/m3。#1锅炉烟气中氮氧化物含量平均为400mg/m3,，较调整前平均值下降80mg/m3左右。分离燃尽风风门调整后，对锅炉燃烧也产生一定的影响，由于上层风量的增加，以及燃烧区域氧量的减少，造成过炉主、再
11、热汽温度较调整前有明显下降（下降5度左右），出现低温现象，同时，氧量的减少，造成飞灰中可燃物增加，增加量平均1%，炉渣可燃物增加3%左右。针对以上出现的问题，采取相应的措施：一方面，通过调整磨煤机运行方式和二次风的配置，来提高主、再热汽温，另一方面，开大磨煤机动态分离器转速调节器，来减小煤粉细度，加上采用集中燃烧，提高炉膛燃烧区域的温度，来降低飞灰、炉渣可燃物，通过以上措施，主、再热汽温有所提高（平均升高3度左右），飞灰、炉渣可燃物均下降1%和2%左右。但与调整前的数据还存在差距。6. 结论 通过锅炉分离燃尽风风门的调整，短时间来分析，昌吉热电厂锅炉烟气中氮氧化物排放量明显减少，能够符合国家排放标准，但是，调整后对锅炉燃烧带来的影响，还需要根据现场实际情况进行分析，制定出行之有效的措施，降低烟气中可燃物和炉渣可燃物，实现锅炉各项指标创国内同类机组标杆值。4
