低氮燃燒器改造后出現(xiàn)的問題分析及治理對(duì)策(華中所秦淇)

1、2低氮燃燒器改造后汽溫低及高溫腐蝕問題分析及治理對(duì)策一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫偏低問題二 對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后的水冷壁高溫腐蝕問題3一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策 四角切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后低負(fù)荷再熱汽溫降低，燃煤揮發(fā)分越低，低負(fù)荷再熱汽溫下降幅度越大；容積熱負(fù)荷越低，低負(fù)荷再熱汽溫下降幅度越大。煙煤爐低負(fù)荷再熱汽溫降低可達(dá)10 ；貧煤鍋爐采用直吹式制粉系統(tǒng)時(shí)，低負(fù)荷再熱汽溫降低可達(dá)20，對(duì)于儲(chǔ)藏式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，若低氮燃燒器改造時(shí)采用部分三次風(fēng)下移方案，低負(fù)荷再熱汽溫下降可達(dá)50 。4一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策一低氮燃燒

2、器改造后低負(fù)荷再熱汽溫大幅降低的原因1主燃區(qū)二次風(fēng)切圓增大 低氮燃燒器改造時(shí)，一般維持主燃區(qū)二次風(fēng)速不變，通過減少主燃區(qū)二次風(fēng)面積，使主燃區(qū)二次風(fēng)量減少，同時(shí)在主燃區(qū)上部增設(shè)高位燃盡風(fēng)。改造后主燃區(qū)二次風(fēng)動(dòng)量降低，導(dǎo)致二次風(fēng)切圓直徑增大，主燃區(qū)二次風(fēng)處爐內(nèi)火焰離水冷壁更近，使此處水冷壁換熱量增加，造成爐膛出口煙溫降低，引起低負(fù)荷時(shí)再熱汽溫降低。5一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策2 屏式過熱器減溫水量增大，使屏過后煙溫降低（1）殘余扭轉(zhuǎn)增大 低氮燃燒器改造后，主燃區(qū)雖然二次風(fēng)動(dòng)量降低，但二次風(fēng)切圓增大，旋轉(zhuǎn)動(dòng)量距反而增大，爐膛出口殘余扭轉(zhuǎn)增加，煙溫偏差隨之增大。為保證屏過壁

3、溫不超限，屏過減溫水量增加，使減溫器后工質(zhì)溫度降低，引起屏過換熱量增加，繼而使屏過后煙溫降低，從而引起其后對(duì)流受熱面換熱量減少，引起再熱汽溫降低。6一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策（2）分離燃盡風(fēng)穿透能力不足 分離燃盡風(fēng)設(shè)計(jì)面積偏大，風(fēng)速偏低，動(dòng)量偏小，穿透能力不足，使?fàn)t膛中心氧量偏低，導(dǎo)致爐膛中心煤粉燃盡程度偏低，引起爐膛中間部位后屏超溫，為降低管壁溫度，投運(yùn)的一級(jí)（或二級(jí)）減溫水量增大，引起爐膛出口煙溫降低，造成低負(fù)荷再熱汽溫降低。7一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策二切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后低負(fù)荷再熱汽溫大幅降低的治理對(duì)策 主要從減少主燃區(qū)換

4、熱量、減小屏過偏差、降低屏過換熱量三方面著手（一）減少主燃區(qū)水冷壁換熱量的措施1 減小主燃區(qū)二次風(fēng)面積 在原來已減少二次風(fēng)噴口面積的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減小主燃區(qū)二次風(fēng)面積，增大主燃區(qū)二次風(fēng)速，使二次風(fēng)動(dòng)量增大，達(dá)到減小二次風(fēng)切圓直徑的目的。8一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策2 封堵二次風(fēng)噴口與風(fēng)箱的間隙 封堵二次風(fēng)噴口與風(fēng)箱的間隙，減小無組織漏風(fēng)，使主燃區(qū)二次風(fēng)風(fēng)速提高，從而減小主燃區(qū)爐內(nèi)二次風(fēng)切圓直徑。3 適當(dāng)減小燃燒器假想切圓直徑 對(duì)于燃燒器設(shè)計(jì)切圓直徑偏大著， 通過改造，適當(dāng)減小燃燒器切圓直徑，使?fàn)t膛切圓減小，從而減少水冷壁吸熱量；同時(shí)可達(dá)到減小爐內(nèi)偏差的目的。9一切圓燃

5、燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策例子： 鄂溫克電廠600MW機(jī)組鍋爐為HG1950-25.4-HM15型，采用切圓燃燒方式，一二次風(fēng)同向切圓。550MW負(fù)荷時(shí)主汽溫度516/531，再熱汽溫518/508 ；400MW負(fù)荷時(shí)主汽溫度503/528，再熱汽溫495/490 ，改造時(shí)采用一次風(fēng)A/D/E/F層向爐膛中心方向偏轉(zhuǎn)200（反切），改造后爐內(nèi)實(shí)測(cè)切圓直徑減小4m,550MW負(fù)荷時(shí)主汽溫度570/569，再熱汽溫571/669 ； 400MW負(fù)荷時(shí)主汽溫度539/571，再熱汽溫559/554。10一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策4 在爐內(nèi)增設(shè)衛(wèi)燃帶 利

6、用檢修機(jī)會(huì)，在爐內(nèi)主燃區(qū)背火側(cè)增設(shè)一定數(shù)量衛(wèi)燃帶，減少水冷壁吸熱量，從而提高爐膛出口煙溫。例子： 首陽(yáng)山電廠300MW機(jī)組，為解決低負(fù)荷再熱汽溫偏低問題，在下組燃燒器區(qū)域增設(shè)40m2衛(wèi)燃帶，低負(fù)荷再熱汽溫增加12。11一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策（二）減小爐內(nèi)偏差1 CCOFA反切 主燃區(qū)緊湊燃盡風(fēng)反切，減小主燃區(qū)上部旋轉(zhuǎn)動(dòng)量，從而減小屏過偏差，使屏過減溫水量減小，以減少屏過換熱量，提高爐膛出口煙溫。12一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策2 取消或減小主燃區(qū)偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)的偏轉(zhuǎn)角 對(duì)于主燃區(qū)二次風(fēng)設(shè)計(jì)有偏轉(zhuǎn)角者，通過取消或減小該二次風(fēng)的偏轉(zhuǎn)角，可使二次

7、風(fēng)切圓直徑減小、爐內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度減弱，爐膛出口偏差降低。例子： 龍崗電廠350MW機(jī)組180MW時(shí)，偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)關(guān)閉再熱汽溫升高10。3 減小燃燒器切圓直徑 減小主燃區(qū)燃燒器切圓直徑，可使?fàn)t內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)減弱，降低爐膛出口偏差。13一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策4 減小燃盡風(fēng)噴口面積 對(duì)分離燃盡風(fēng)進(jìn)行改造，減小噴口面積，在燃盡風(fēng)率不變的前提下，增大燃盡風(fēng)速，使分離燃盡風(fēng)動(dòng)量增大，增加其穿透能力，使?fàn)t膛中心煤粉燃盡率提高，降低爐膛出口中間位置壁溫。14一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策（三）減小屏過換熱量 當(dāng)屏過減溫水量較大時(shí)，采用減少屏過受熱面積，降低屏過

8、吸熱量，從而提高爐膛出口煙溫。具體方法：1 截短屏過，減少屏過面積2 減少屏過管圈數(shù)量，減少屏過面積15一切圓燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后汽溫降低的原因及治理對(duì)策例子： 王灘600MW亞臨界鍋爐，低負(fù)荷再熱汽溫低，過熱器減溫水量大，采用截短分隔屏2m的方法進(jìn)行改造，改造后300MW負(fù)荷再熱汽溫提高10.23,過熱器減溫水量減小20t/h。16二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策一對(duì)沖燃燒鍋爐水冷壁高溫腐蝕 對(duì)沖燃燒方式鍋爐低氮燃燒器改造后，在燃用中等硫分以上的煤時(shí)，側(cè)墻中間部位就容易產(chǎn)生高溫硫腐蝕。高溫腐蝕的范圍從第二層燃燒器到分離燃盡風(fēng)標(biāo)高的區(qū)域。17二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改

9、造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策二高溫腐蝕的機(jī)理硫化物型腐蝕 第 一 步 ：FeS 2 FeS+S2H 2 S+SO 2 2H 2 O+3S 第二步： Fe+SFeS 第三步：3FeS+5O 2 Fe 3 O 4 +3SO 218二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策三高溫腐蝕的原因 旋流對(duì)沖燃燒方式側(cè)墻中間部位氧量嚴(yán)重偏低，處于高溫強(qiáng)還原性氣氛環(huán)境，O2濃度0.3，CO濃度高達(dá)500010000ppm,由于CO濃度高，生成的H2S氣體濃度也高（200800ppm)， H2S為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，因而高溫腐蝕嚴(yán)重。19二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策 H2S氣體濃度與

10、原因與腐蝕速度的關(guān)系氣體濃度與原因與腐蝕速度的關(guān)系20二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策 氧量與氧量與H2S濃度的關(guān)系濃度的關(guān)系 CO濃度與濃度與H2S氣體濃度的關(guān)系氣體濃度的關(guān)系21二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策四 造成側(cè)墻中間部位氧量過低的原因1 風(fēng)道進(jìn)風(fēng)方式及燃燒器布置的影響 旋流燃燒器風(fēng)箱兩端進(jìn)風(fēng)，燃燒器沿風(fēng)箱寬度方向布置，風(fēng)箱內(nèi)靜壓呈兩端低中間高的分布狀態(tài)，使得在同樣風(fēng)門開度下，兩側(cè)燃燒器進(jìn)風(fēng)量少于中間燃燒器，造成兩側(cè)墻處爐內(nèi)煤粉燃燒時(shí)缺風(fēng)程度高于中間燃燒器，故兩側(cè)墻處氧量低于中間。22二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策

11、2 前后墻燃燒器對(duì)沖作用的影響 低氮燃燒器由于布置有高位燃盡風(fēng)，主燃區(qū)呈缺氧燃燒狀態(tài)，尤其是燃燒器出口火炬的尾端，嚴(yán)重缺風(fēng)，前后墻對(duì)沖燃燒時(shí)，火炬尾端在對(duì)沖作用下，氣流裹挾著煤粉向兩側(cè)墻運(yùn)動(dòng)并燃燒，使得兩側(cè)墻中間部位更加缺風(fēng)，燃燒時(shí)生成高濃度的強(qiáng)還原性氣體CO,加劇了H2S氣體的生成。23二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策3 二次風(fēng)擴(kuò)口角度的影響 旋流燃燒器外二次風(fēng)擴(kuò)口角度越大，外二次風(fēng)擴(kuò)展角越大，與煤粉氣流混合就越晚，火炬尾部煤粉燃盡率越低，對(duì)沖后側(cè)墻缺風(fēng)情況就越嚴(yán)重，高溫腐蝕也越厲害。24二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策4 外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度的影響

12、外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度越大，外二次風(fēng)擴(kuò)展角越大，與煤粉氣流的混合就越遲，對(duì)于高揮發(fā)分煤種，火炬尾端的燃盡率越低，側(cè)墻的高溫腐蝕也越嚴(yán)重。 25二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策5 HT-NR3燃燒器穩(wěn)燃環(huán)板邊的影響26二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策27二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策 由于穩(wěn)燃環(huán)板邊的影響，內(nèi)二次風(fēng)擴(kuò)展角較大，內(nèi)二次風(fēng)沖擊外二次風(fēng)，使外二次風(fēng)擴(kuò)展較進(jìn)一部增大，與煤粉氣流的混合延遲，導(dǎo)致火炬尾端煤粉燃盡率降低，對(duì)沖后引起側(cè)墻嚴(yán)重缺風(fēng)，產(chǎn)生高溫腐蝕。28二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策五對(duì)沖燃燒鍋爐高

13、溫腐蝕的治理對(duì)策（一）運(yùn)行調(diào)整1寬度方向燃燒器進(jìn)風(fēng)量的調(diào)整 由于風(fēng)箱內(nèi)靜壓中間高兩側(cè)低，為使各燃燒器進(jìn)風(fēng)量均衡，沿寬度方向各燃燒器風(fēng)量擋板（套筒）開度應(yīng)按兩側(cè)大、中間小的原則進(jìn)行調(diào)整。29二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策2 減小二次風(fēng)旋流強(qiáng)度 在能保持燃燒穩(wěn)定的前提下，通過運(yùn)行調(diào)整，減小外二次風(fēng)旋流強(qiáng)度，使火炬風(fēng)尾部與二次二次風(fēng)混合強(qiáng)度增大，增加爐膛中心氧濃度，使主燃區(qū)中心燃盡率提高，從而降低側(cè)墻中間部位CO濃度，減少H2S氣體的生成。30二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策（二）燃燒器改造1 HT-NR3燃燒器改造（1）穩(wěn)燃環(huán)改造如圖31二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高溫腐蝕的原因及治理對(duì)策（2）內(nèi)二次風(fēng)導(dǎo)流筒角度改造將內(nèi)二次風(fēng)導(dǎo)流筒角度改為3840400 032二對(duì)沖燃燒鍋爐低氮燃燒器改造后高