青岛公司#3、4机组低氮燃烧改造后锅炉的燃烧调整

青岛公司#3、4机组低氮燃烧改造后

锅炉的燃烧调整2023/2/6任长全

华电青岛发电有限公司2016年03月15日主要内容2023/2/6一、概况

青岛公司二期2×300MW机组,锅炉采用正压直吹式制粉系统，燃烧器四角布置，切向燃烧，每角燃烧器布置17层喷嘴（其中包括6层一次风喷嘴、3层油枪辅助风喷嘴、6层辅助风喷嘴、2层消旋OFA喷嘴）。设计煤种均是晋中贫煤。2023/2/61二、改造情况2.1最上层布置4层刚性预置反切大覆盖的SOFA分离式燃尽风喷嘴，大空间垂直分离的SOFA燃烧装置（喷嘴、燃尽风角风箱、风门、大风箱、风道及摆动机构），占燃烧总风量的25%～30%左右，这样在炉膛的纵向空间尺度上，将燃烧系统改造为主燃烧区和上部燃尽区，中间为大空间的NOx还原区。2023/2/62二、改造情况2.2中节环将原设计的一次风煤粉燃烧器全部（除最下层小油枪煤粉燃烧器以外）改为带对置丘体高效浓淡分离装置的水平浓淡煤粉燃烧器（浓淡比为8:2），同时浓一次风煤粉射流反切逆向进入炉膛向火面，在强化炉膛下部主燃烧区域煤粉的着火稳燃能力的基础上，极大地降低NOx的生成，同时防止煤粉喷嘴钝体的磨损。#3炉为龙高科改造，对最下层小油枪煤粉燃烧器进行更换，保留原先百叶窗水平浓淡分离燃烧器。2023/2/63二、改造情况2023/2/642.3在主燃烧器区域，布置有三层组合型双向贴壁二次风喷嘴射流，使得在靠近水冷壁区域形成具有较低温度、较低CO浓度、低粉、高氧的水冷壁壁面防结渣及高温腐蚀区，对各二次风门喷口截面进行优化处置。低氮燃烧改造后，锅炉出口氮氧化物排放数据基本满足设计的550mg排放要求。三、低氮燃烧改造后暴露问题2023/2/651、低氮燃烧改造后，锅炉结焦积渣情况显著。其中尤以#4炉最为明显，锅炉适应煤种能力明显下降，频繁掉焦，一方面炉膛负压大幅波动，另一方面火检频繁消失，严重威胁锅炉安全运行。2、执行低氮燃烧调整，锅炉飞灰大渣呈明显升高趋势，再热汽温明显偏低，锅炉效率明显下降。3、低氮燃烧改造后锅炉后屏过热器受热面超温现象明显。4、严重影响锅炉低负荷下的稳燃性能。5、空预器堵塞现象加重。四、目前采取的改进措施2023/2/66

从氮氧化物的生成机理来看，我们只要从锅炉燃煤结构以及锅炉运行调整方面有针对性的采取措施，一定能将低氮燃烧带来的不利影响降到最低，从而改善锅炉运行工况。4.1合理控制低氮燃烧程度，提高锅炉效率。为了探讨低氮燃烧对锅炉指标的影响程度，我们进行了低氮燃烧调整对飞灰影响程度的调节试验，试验期间保持锅炉煤种、负荷稳定，我们先按照正常低氮调整方式进行风门调整，控制氮氧化物排放550mg，记录锅炉飞灰数值，然后全部关闭SOFA燃尽风，开大助燃二次风门，模拟低氮燃烧改造前运行工况，记录锅炉飞灰数值，试验结果如下：四、目前采取的改进措施

试验表明，低氮燃烧对锅炉燃烬率有很明显的负面影响，因此要求我们在正常运行中应随着负荷及煤质的变化及时改变锅炉配风方式，在保证锅炉氮氧化物排放达标的基础上尽可能降低低氮燃烧程度。

2023/2/67四、目前采取的改进措施4.2优化锅炉上煤结构，做好锅炉掺配掺烧工作。运行实践表明，低氮燃烧改造后锅炉适应煤种能力明显下降，煤种变化时锅炉参数变化明显，表现在减温水、烟温、锅炉结焦问题等方面，这就要求在锅炉掺配掺烧方面适当一方面要把灰熔点做为入炉煤掺配的依据之一，定期对灰熔点进行监测，对未知煤源进行检验后再进行掺配，另一方面要兼顾提高燃煤挥发份指标，从稳燃方面要严格控制入炉无烟煤数量，可考虑适当掺烧部分挥发份相对较高的贫煤或劣质烟煤。2023/2/68四、目前采取的改进措施4.3控制合理的过量空气系数。我们进行了锅炉变氧量调整试验，验证不同氧量情况下炉膛温度变化及氮氧化物的变化情况。试验时保持锅炉负荷、煤种不变。1）验证不同氧量情况下氮氧化物变化，试验结果如下：2023/2/69四、目前采取的改进措施

在燃烧的煤种基本相同的情况下，氧量变化对NOx影响较大，炉膛采用低氧燃烧，可有效抑制热力型NOx的生成，NOx随着氧量的降低而减少，但氧量降低带来飞灰含碳量的增加，所以氧量设定值需要兼顾效率以及NOx值，通过试验确定不同煤种、不同负荷下的氧量曲线，运行人员根据煤种的变化以及负荷变化及时进行风量调整。2023/2/610四、目前采取的改进措施

验证不同氧量情况下炉膛温度变化，结果如下：2023/2/611四、目前采取的改进措施

试验结果表明，在合理范围内适当提高氧量，维持较高的过量空气系数，可改善炉膛缺氧程度，使着火提前，有利于燃烧稳定。因此运行人员根据煤种的变化以及负荷变化及时进行风量调整，运行中尽可能保持较低氮燃烧改造前相对较高的过量空气系数。2023/2/612四、目前采取的改进措施4.4锅炉配风的调节

根据氮氧化物生成和抑制机理，燃烧器区域还原性气氛的强烈程度和范围对NOx的排放浓度高低起着关键的作用。运行中我们发现，在高负荷时，由于整个锅炉属于缺风状态，应尽可能的开大SOFA风风量和煤粉燃烧器上层二次风门开度，同时适当关小周界风风门，这种方式这样既满足了燃烬风风量充足的要求，提高锅炉燃烬率，又使燃烧器区域还原性增强，达到降低NOx排放浓度的目的，效果明显。在低负荷时，二次风箱/炉膛差压比较低，SOFA风的风量必须相应减少，使得SOFA风降低NOx排放的效果不明显，因此运行中要尽量降低一次风率，保证煤粉集中燃烧，同时进一步关小周界风，合理调整二次风门方式，以提高二次风箱/炉膛差压，降低NOx排放。2023/2/615四、目前采取的改进措施2023/2/6164.5合理安排锅炉吹灰次数锅炉低氮燃烧改造后锅炉结焦积渣情况显著，锅炉适应煤种能力明显下降。锅炉结焦积渣严重威胁锅炉安全运行，合理安排吹灰频率能提高炉膛的清洁程度，减小水冷壁的传热热阻，降低炉膛温度，对缓解锅炉结焦积渣效果明显。锅炉吹灰过程可能发生集中掉焦问题，应充分做好事故预想。四、目前采取的改进措施2023/2/617

4.6针对结焦问题采取的措施⑴维持合适的氧量运行。锅炉蒸发量650t/h以上保持氧量3%-4.5%，锅炉蒸发量650t/h以下控制氧量3.5%-5%。⑵维持合适的一次风速，使着火距离不致太近。可通过调节一次风母管压力来实现，风速的调节以就地着火距离为判断依据，着火距离最好在0.5米，这样可减轻燃烧器周围结焦程度。⑶应防止因单只燃烧器热负荷过大造成局部结焦。在燃烧稳定的情况下应适当降低煤粉浓度运行，一期机组应控制给粉机转速，转速700r/min持续3分钟以上时，应及时增投粉管，维持一次风管静压及粉温在合适范围内；二期机组应控制磨煤机出力，单台磨煤机出力超55t/h持续半小时以上时应及时启动第三套制粉系统。四、目前采取的改进措施2023/2/618

⑷运行中保持二次风箱压力不低于0.40kpa（锅炉蒸发量750t/h以上时不低于0.5kpa）。一期机组正常运行中最底层二次风保持全开，6层、12层二次风门开度不低于60%，适当关小油层二次风及粉层贴壁风，保持二次风箱压力合适；二期机组正常运行中A磨运行时保持最底层二次风全开，保持AB1层、BC1、CC层(C磨运行时）二次风门开度不低于60%，适当关小油层二次风及粉层贴壁风，保持二次风箱压力不低于0.4kpa。⑸控制三次风压不超3.0kpa运行，防止三次风速过高影响锅炉正常切圆燃烧稳定性。四、目前采取的改进措施2023/2/619

4.7针对空预器容易堵塞现象采取的措施随着环保要求的日益严格，电厂机组采用SCR脱销工艺控制NOX排放是大势所趋，但是逃逸的氨气会生成硫酸氢铵并沉积在空预器中，导致空预器堵塞，系统阻力增大，影响锅炉安全、经济运行。空预器堵塞的原因分析：硫酸氢铵(ABS)是引起堵塞的主要原因,硫酸氢铵的熔点147℃，主要沉积在烟气温区:230-150℃，有气态→液态→固态转化，所以按温度梯度的分布，硫酸氢铵通常沉积在预热器中间部位传热原件上，在液态向固态转换时吸附灰分，直接沉积在空预器的传热元件上。氨气逃逸量过大直接导致硫酸氢铵的大量产生。四、目前采取的改进措施2023/2/620针对空预器容易堵塞现象采取的措施：1、严格控制喷氨量与氨逃逸率：控制氨逃逸量，就等于切断了硫酸氢铵生成的源头，没有了硫酸氢铵的沉积，空预器堵塞的可能性将大大降低2、严格控制进口烟气中NOX浓度，改造后要求SCR进口烟气中NOX浓度小于550mg/Nm3，否则只有通过增加喷氨量来控制总出口排放值，这又进一步加大了氨逃逸率值增大的可能性。3、定期对氨气逃逸率表计进行校验，保证其准确可靠四、目前采取的改进措施2023/2/6214、保证喷氨调整门的开度与流量特性曲线良好,避免调整门微动而流量大幅增加或减少。对于对氨逃逸无法准确及时监视的情况，控制氨喷量更为重要，不能单单通过SCR进出口烟气中NOX的浓度确定喷氨量。5、空预器吹灰：原空预器使用乙炔吹灰，改造后的空预器新增蒸汽吹灰器，每台空气预热器冷热端各配备一台吹灰器，程控吹灰顺序为冷端、热端、冷端，吹灰蒸汽压力0.7-0.9MPa，吹灰蒸汽温度320-350℃，吹灰时必须保证过热蒸汽的参数。运行人员根据负荷及空预器烟气侧、一二次风侧差压来决定吹灰次数；进行短吹或长吹时，要求吹扫前、后分别对空预器进行一次吹灰。四、目前采取的改进措施2023/2/6226、空预器冲洗：硫酸氢铵沉积物是高溶于水性的物质，利用停炉期间隙或检修期间，对空预器进行高压水冲洗，保证较长的冲洗时间，单台空预器控制在48小时左右，可以达到很好的效果，条件允许的话，最好将换热元件全部吊出进行冲洗。现在部分电厂已使用空预器在线冲洗技术，根据我厂的情况，必要时加装空预器在线冲洗设备，以保证在不停炉的情况下，对空预器进行水冲洗，达到降低空预器前后差压的效果四、目前采取的改进措施2023/2/6234.8针对二期#3、#4炉低负荷稳燃采取的措施：1、任何时候锅炉的燃烧调整应以确保燃烧稳定性为原则，必须做到在保证锅炉安全运行的前提下兼顾锅炉运行的经济性2、在锅炉低负荷运行时，应采用一台磨全磨运行、另一台相邻磨切为半磨运行（保留与全磨运行的磨相临的一侧运行）的运行方式；应保持运行中最底层粉带稳定负荷（料位稳定，给煤量大于25t/h，各粉管静压尽量不低于1.0Kpa，保持风速及煤粉浓度正常）运行，利用另两层粉进行调整。尽量关小或全关旁路风挡板(在总风量不低于80%额定风量前提下)，同时要严防煤粉管堵塞。当负荷允许时，也可投用两相邻磨四层粉（上层磨可停用1～2只粉管）运行四、目前采取的改进措施2023/2/6243、为了保证全磨与半磨运行方式相互切换时炉内燃烧稳定，尽可能将方式切换安排在锅炉负荷在70%ECR以上进行，且应提前投油稳燃之后再进行操作，投油时应至少投入待操作磨对应层三只油枪运行且应确认油枪进油、燃烧良好，火检信号正常，保证油层火检信号存在。操作过程中，炉内燃烧不稳时应及时增投原运行磨对应的未运行油枪使燃烧稳定。当切换结束炉内燃烧稳定后，及时停止油枪运行四、目前采取的改进措施2023/2/6254、在降负荷过程中，应尽量使各磨容量风风量缓慢降低，避免因容量风量大幅波动造成各粉管出粉量骤增骤减，而导致对应粉层无火检而跳层粉。当波动大时，应及时将容量风自动切为手动调整，待机组负荷及主汽压力稳定后再视情况投入容量风自动。如在降负荷的过程中,发现燃烧不稳时,应立即投相近油枪助燃。四、目前采取的改进措施2023/2/6265、在锅炉低负荷运行时，运行人员应经常到就地查看炉膛的着火情况，检查燃烧器喷口火焰的着火距离正常，及时调整磨煤机旁路风风量，掌握炉内的燃烧工况。6、在锅炉低负荷运行时，原则上不进行锅炉本体吹灰操作，不进行磨切换操作，若必须进行磨切换操作，应投油进行。四、目前采取的改进措施2023/2/6277、在锅炉低负荷运行时，应严密监视煤火检情况；若发现火焰检测器频闪或无反馈时，运行人员应立即检查判断粉管出粉情况是否正常、燃烧是否不良，若不正常应及时投油助燃，同时迅速到就地看火，并与其它燃烧器燃烧情况相比较，以便判断燃烧是否恶化，并联系热控人员对火焰检测器进行检查，做好记录。四、目前采取的改进措施2023/2/6288、加强对风粉配合的调整在锅炉低负荷运行时，应根据排烟温度有关规定投入并调节暖风器，确保空预器不发生低温腐蚀及提高一、二次风温至合适加强对炉膛负压调整，尽量维持较小的负压并力求稳定。适当降低一次风压，保持在8.5～9Kpa范围内，降低一次风刚度，以利着火。运行人员应监视好粉管风粉混合物温度、压力、风速及其他相关参数的变化，严防堵管。应监视好煤仓煤位及给煤机给煤量，防止给煤机断煤（特别是煤仓空仓）影响炉内燃烧。四、目前采取的改进措施2023/2/6299、应尽量减少漏入炉膛的冷风，看火后应及时关闭看火孔；应加强对炉底水封的检查力度，保证炉底水封良好，防止因炉底水封破坏而导致锅炉灭火事故的发生10、应加强对油枪的定期试验管理，当发现问题及时联系督促检修人员处理好，使油枪始终处于良好的备用状态11、运行人员应认真查阅入炉煤的工业分析结果，以便掌握当班燃煤的特性。另外，还应通过就地观察火焰及监视各参数的变化情况，来判明煤质是否正常。当煤质明显变差时，应做好投油的准备，应同时联系对煤质进行化验确认，并及时汇报四、目前采取的改进措施2023/2/63012、应加强与燃烧有关的表计的缺陷管理，如火检、氧量表、粉管温度、风压等，当发现以上表计不准时，运行人员应及时督促热工人员校核相应表计。氧量控制应结合运行实践经验，参照给粉量、送风量、风机电流等进行调整。在锅炉低负荷运行时注意调整控制风量不要太大，氧量控制应在4～6%范围之内13、在锅炉低负荷运行时，运行人员应加强锅炉燃烧调整，加大监盘力度，当发现炉膛负压波动幅度异常增大、炉内燃烧不稳、炉膛火焰电视不正常变暗、引风机发生抢风等异常情况，应及时投油助燃，确认油枪进油、燃烧良好，火检信号正常，保证油层火检信号存在。待异常消除后，根据炉内燃烧情况，逐步停油四、目前采取的改进措施2023/2/631针对锅炉后屏过热器受热面