青島公司#3、4機組低氮燃燒改造后鍋爐的燃燒調(diào)整

青島公司#3、4機組低氮燃燒改造后

鍋爐的燃燒調(diào)整2023/2/6任長全

華電青島發(fā)電有限公司2016年03月15日主要內(nèi)容2023/2/6一、概況

青島公司二期2×300MW機組,鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，燃燒器四角布置，切向燃燒，每角燃燒器布置17層噴嘴（其中包括6層一次風(fēng)噴嘴、3層油槍輔助風(fēng)噴嘴、6層輔助風(fēng)噴嘴、2層消旋OFA噴嘴）。設(shè)計煤種均是晉中貧煤。2023/2/61二、改造情況2.1最上層布置4層剛性預(yù)置反切大覆蓋的SOFA分離式燃盡風(fēng)噴嘴，大空間垂直分離的SOFA燃燒裝置（噴嘴、燃盡風(fēng)角風(fēng)箱、風(fēng)門、大風(fēng)箱、風(fēng)道及擺動機構(gòu)），占燃燒總風(fēng)量的25%～30%左右，這樣在爐膛的縱向空間尺度上，將燃燒系統(tǒng)改造為主燃燒區(qū)和上部燃盡區(qū)，中間為大空間的NOx還原區(qū)。2023/2/62二、改造情況2.2中節(jié)環(huán)將原設(shè)計的一次風(fēng)煤粉燃燒器全部（除最下層小油槍煤粉燃燒器以外）改為帶對置丘體高效濃淡分離裝置的水平濃淡煤粉燃燒器（濃淡比為8:2），同時濃一次風(fēng)煤粉射流反切逆向進入爐膛向火面，在強化爐膛下部主燃燒區(qū)域煤粉的著火穩(wěn)燃能力的基礎(chǔ)上，極大地降低NOx的生成，同時防止煤粉噴嘴鈍體的磨損。#3爐為龍高科改造，對最下層小油槍煤粉燃燒器進行更換，保留原先百葉窗水平濃淡分離燃燒器。2023/2/63二、改造情況2023/2/642.3在主燃燒器區(qū)域，布置有三層組合型雙向貼壁二次風(fēng)噴嘴射流，使得在靠近水冷壁區(qū)域形成具有較低溫度、較低CO濃度、低粉、高氧的水冷壁壁面防結(jié)渣及高溫腐蝕區(qū)，對各二次風(fēng)門噴口截面進行優(yōu)化處置。低氮燃燒改造后，鍋爐出口氮氧化物排放數(shù)據(jù)基本滿足設(shè)計的550mg排放要求。三、低氮燃燒改造后暴露問題2023/2/651、低氮燃燒改造后，鍋爐結(jié)焦積渣情況顯著。其中尤以#4爐最為明顯，鍋爐適應(yīng)煤種能力明顯下降，頻繁掉焦，一方面爐膛負壓大幅波動，另一方面火檢頻繁消失，嚴重威脅鍋爐安全運行。2、執(zhí)行低氮燃燒調(diào)整，鍋爐飛灰大渣呈明顯升高趨勢，再熱汽溫明顯偏低，鍋爐效率明顯下降。3、低氮燃燒改造后鍋爐后屏過熱器受熱面超溫現(xiàn)象明顯。4、嚴重影響鍋爐低負荷下的穩(wěn)燃性能。5、空預(yù)器堵塞現(xiàn)象加重。四、目前采取的改進措施2023/2/66

從氮氧化物的生成機理來看，我們只要從鍋爐燃煤結(jié)構(gòu)以及鍋爐運行調(diào)整方面有針對性的采取措施，一定能將低氮燃燒帶來的不利影響降到最低，從而改善鍋爐運行工況。4.1合理控制低氮燃燒程度，提高鍋爐效率。為了探討低氮燃燒對鍋爐指標的影響程度，我們進行了低氮燃燒調(diào)整對飛灰影響程度的調(diào)節(jié)試驗，試驗期間保持鍋爐煤種、負荷穩(wěn)定，我們先按照正常低氮調(diào)整方式進行風(fēng)門調(diào)整，控制氮氧化物排放550mg，記錄鍋爐飛灰數(shù)值，然后全部關(guān)閉SOFA燃盡風(fēng)，開大助燃二次風(fēng)門，模擬低氮燃燒改造前運行工況，記錄鍋爐飛灰數(shù)值，試驗結(jié)果如下：四、目前采取的改進措施

試驗表明，低氮燃燒對鍋爐燃燼率有很明顯的負面影響，因此要求我們在正常運行中應(yīng)隨著負荷及煤質(zhì)的變化及時改變鍋爐配風(fēng)方式，在保證鍋爐氮氧化物排放達標的基礎(chǔ)上盡可能降低低氮燃燒程度。

2023/2/67四、目前采取的改進措施4.2優(yōu)化鍋爐上煤結(jié)構(gòu)，做好鍋爐摻配摻燒工作。運行實踐表明，低氮燃燒改造后鍋爐適應(yīng)煤種能力明顯下降，煤種變化時鍋爐參數(shù)變化明顯，表現(xiàn)在減溫水、煙溫、鍋爐結(jié)焦問題等方面，這就要求在鍋爐摻配摻燒方面適當(dāng)一方面要把灰熔點做為入爐煤摻配的依據(jù)之一，定期對灰熔點進行監(jiān)測，對未知煤源進行檢驗后再進行摻配，另一方面要兼顧提高燃煤揮發(fā)份指標，從穩(wěn)燃方面要嚴格控制入爐無煙煤數(shù)量，可考慮適當(dāng)摻燒部分揮發(fā)份相對較高的貧煤或劣質(zhì)煙煤。2023/2/68四、目前采取的改進措施4.3控制合理的過量空氣系數(shù)。我們進行了鍋爐變氧量調(diào)整試驗，驗證不同氧量情況下爐膛溫度變化及氮氧化物的變化情況。試驗時保持鍋爐負荷、煤種不變。1）驗證不同氧量情況下氮氧化物變化，試驗結(jié)果如下：2023/2/69四、目前采取的改進措施

在燃燒的煤種基本相同的情況下，氧量變化對NOx影響較大，爐膛采用低氧燃燒，可有效抑制熱力型NOx的生成，NOx隨著氧量的降低而減少，但氧量降低帶來飛灰含碳量的增加，所以氧量設(shè)定值需要兼顧效率以及NOx值，通過試驗確定不同煤種、不同負荷下的氧量曲線，運行人員根據(jù)煤種的變化以及負荷變化及時進行風(fēng)量調(diào)整。2023/2/610四、目前采取的改進措施

驗證不同氧量情況下爐膛溫度變化，結(jié)果如下：2023/2/611四、目前采取的改進措施

試驗結(jié)果表明，在合理范圍內(nèi)適當(dāng)提高氧量，維持較高的過量空氣系數(shù)，可改善爐膛缺氧程度，使著火提前，有利于燃燒穩(wěn)定。因此運行人員根據(jù)煤種的變化以及負荷變化及時進行風(fēng)量調(diào)整，運行中盡可能保持較低氮燃燒改造前相對較高的過量空氣系數(shù)。2023/2/612四、目前采取的改進措施4.4鍋爐配風(fēng)的調(diào)節(jié)

根據(jù)氮氧化物生成和抑制機理，燃燒器區(qū)域還原性氣氛的強烈程度和范圍對NOx的排放濃度高低起著關(guān)鍵的作用。運行中我們發(fā)現(xiàn)，在高負荷時，由于整個鍋爐屬于缺風(fēng)狀態(tài)，應(yīng)盡可能的開大SOFA風(fēng)風(fēng)量和煤粉燃燒器上層二次風(fēng)門開度，同時適當(dāng)關(guān)小周界風(fēng)風(fēng)門，這種方式這樣既滿足了燃燼風(fēng)風(fēng)量充足的要求，提高鍋爐燃燼率，又使燃燒器區(qū)域還原性增強，達到降低NOx排放濃度的目的，效果明顯。在低負荷時，二次風(fēng)箱/爐膛差壓比較低，SOFA風(fēng)的風(fēng)量必須相應(yīng)減少，使得SOFA風(fēng)降低NOx排放的效果不明顯，因此運行中要盡量降低一次風(fēng)率，保證煤粉集中燃燒，同時進一步關(guān)小周界風(fēng)，合理調(diào)整二次風(fēng)門方式，以提高二次風(fēng)箱/爐膛差壓，降低NOx排放。2023/2/615四、目前采取的改進措施2023/2/6164.5合理安排鍋爐吹灰次數(shù)鍋爐低氮燃燒改造后鍋爐結(jié)焦積渣情況顯著，鍋爐適應(yīng)煤種能力明顯下降。鍋爐結(jié)焦積渣嚴重威脅鍋爐安全運行，合理安排吹灰頻率能提高爐膛的清潔程度，減小水冷壁的傳熱熱阻，降低爐膛溫度，對緩解鍋爐結(jié)焦積渣效果明顯。鍋爐吹灰過程可能發(fā)生集中掉焦問題，應(yīng)充分做好事故預(yù)想。四、目前采取的改進措施2023/2/617

4.6針對結(jié)焦問題采取的措施⑴維持合適的氧量運行。鍋爐蒸發(fā)量650t/h以上保持氧量3%-4.5%，鍋爐蒸發(fā)量650t/h以下控制氧量3.5%-5%。⑵維持合適的一次風(fēng)速，使著火距離不致太近?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)一次風(fēng)母管壓力來實現(xiàn)，風(fēng)速的調(diào)節(jié)以就地著火距離為判斷依據(jù)，著火距離最好在0.5米，這樣可減輕燃燒器周圍結(jié)焦程度。⑶應(yīng)防止因單只燃燒器熱負荷過大造成局部結(jié)焦。在燃燒穩(wěn)定的情況下應(yīng)適當(dāng)降低煤粉濃度運行，一期機組應(yīng)控制給粉機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速700r/min持續(xù)3分鐘以上時，應(yīng)及時增投粉管，維持一次風(fēng)管靜壓及粉溫在合適范圍內(nèi)；二期機組應(yīng)控制磨煤機出力，單臺磨煤機出力超55t/h持續(xù)半小時以上時應(yīng)及時啟動第三套制粉系統(tǒng)。四、目前采取的改進措施2023/2/618

⑷運行中保持二次風(fēng)箱壓力不低于0.40kpa（鍋爐蒸發(fā)量750t/h以上時不低于0.5kpa）。一期機組正常運行中最底層二次風(fēng)保持全開，6層、12層二次風(fēng)門開度不低于60%，適當(dāng)關(guān)小油層二次風(fēng)及粉層貼壁風(fēng)，保持二次風(fēng)箱壓力合適；二期機組正常運行中A磨運行時保持最底層二次風(fēng)全開，保持AB1層、BC1、CC層(C磨運行時）二次風(fēng)門開度不低于60%，適當(dāng)關(guān)小油層二次風(fēng)及粉層貼壁風(fēng)，保持二次風(fēng)箱壓力不低于0.4kpa。⑸控制三次風(fēng)壓不超3.0kpa運行，防止三次風(fēng)速過高影響鍋爐正常切圓燃燒穩(wěn)定性。四、目前采取的改進措施2023/2/619

4.7針對空預(yù)器容易堵塞現(xiàn)象采取的措施隨著環(huán)保要求的日益嚴格，電廠機組采用SCR脫銷工藝控制NOX排放是大勢所趨，但是逃逸的氨氣會生成硫酸氫銨并沉積在空預(yù)器中，導(dǎo)致空預(yù)器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行?？疹A(yù)器堵塞的原因分析：硫酸氫銨(ABS)是引起堵塞的主要原因,硫酸氫銨的熔點147℃，主要沉積在煙氣溫區(qū):230-150℃，有氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)轉(zhuǎn)化，所以按溫度梯度的分布，硫酸氫銨通常沉積在預(yù)熱器中間部位傳熱原件上，在液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)換時吸附灰分，直接沉積在空預(yù)器的傳熱元件上。氨氣逃逸量過大直接導(dǎo)致硫酸氫銨的大量產(chǎn)生。四、目前采取的改進措施2023/2/620針對空預(yù)器容易堵塞現(xiàn)象采取的措施：1、嚴格控制噴氨量與氨逃逸率：控制氨逃逸量，就等于切斷了硫酸氫銨生成的源頭，沒有了硫酸氫銨的沉積，空預(yù)器堵塞的可能性將大大降低2、嚴格控制進口煙氣中NOX濃度，改造后要求SCR進口煙氣中NOX濃度小于550mg/Nm3，否則只有通過增加噴氨量來控制總出口排放值，這又進一步加大了氨逃逸率值增大的可能性。3、定期對氨氣逃逸率表計進行校驗，保證其準確可靠四、目前采取的改進措施2023/2/6214、保證噴氨調(diào)整門的開度與流量特性曲線良好,避免調(diào)整門微動而流量大幅增加或減少。對于對氨逃逸無法準確及時監(jiān)視的情況，控制氨噴量更為重要，不能單單通過SCR進出口煙氣中NOX的濃度確定噴氨量。5、空預(yù)器吹灰：原空預(yù)器使用乙炔吹灰，改造后的空預(yù)器新增蒸汽吹灰器，每臺空氣預(yù)熱器冷熱端各配備一臺吹灰器，程控吹灰順序為冷端、熱端、冷端，吹灰蒸汽壓力0.7-0.9MPa，吹灰蒸汽溫度320-350℃，吹灰時必須保證過熱蒸汽的參數(shù)。運行人員根據(jù)負荷及空預(yù)器煙氣側(cè)、一二次風(fēng)側(cè)差壓來決定吹灰次數(shù)；進行短吹或長吹時，要求吹掃前、后分別對空預(yù)器進行一次吹灰。四、目前采取的改進措施2023/2/6226、空預(yù)器沖洗：硫酸氫銨沉積物是高溶于水性的物質(zhì)，利用停爐期間隙或檢修期間，對空預(yù)器進行高壓水沖洗，保證較長的沖洗時間，單臺空預(yù)器控制在48小時左右，可以達到很好的效果，條件允許的話，最好將換熱元件全部吊出進行沖洗?，F(xiàn)在部分電廠已使用空預(yù)器在線沖洗技術(shù)，根據(jù)我廠的情況，必要時加裝空預(yù)器在線沖洗設(shè)備，以保證在不停爐的情況下，對空預(yù)器進行水沖洗，達到降低空預(yù)器前后差壓的效果四、目前采取的改進措施2023/2/6234.8針對二期#3、#4爐低負荷穩(wěn)燃采取的措施：1、任何時候鍋爐的燃燒調(diào)整應(yīng)以確保燃燒穩(wěn)定性為原則，必須做到在保證鍋爐安全運行的前提下兼顧鍋爐運行的經(jīng)濟性2、在鍋爐低負荷運行時，應(yīng)采用一臺磨全磨運行、另一臺相鄰磨切為半磨運行（保留與全磨運行的磨相臨的一側(cè)運行）的運行方式；應(yīng)保持運行中最底層粉帶穩(wěn)定負荷（料位穩(wěn)定，給煤量大于25t/h，各粉管靜壓盡量不低于1.0Kpa，保持風(fēng)速及煤粉濃度正常）運行，利用另兩層粉進行調(diào)整。盡量關(guān)小或全關(guān)旁路風(fēng)擋板(在總風(fēng)量不低于80%額定風(fēng)量前提下)，同時要嚴防煤粉管堵塞。當(dāng)負荷允許時，也可投用兩相鄰磨四層粉（上層磨可停用1～2只粉管）運行四、目前采取的改進措施2023/2/6243、為了保證全磨與半磨運行方式相互切換時爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定，盡可能將方式切換安排在鍋爐負荷在70%ECR以上進行，且應(yīng)提前投油穩(wěn)燃之后再進行操作，投油時應(yīng)至少投入待操作磨對應(yīng)層三只油槍運行且應(yīng)確認油槍進油、燃燒良好，火檢信號正常，保證油層火檢信號存在。操作過程中，爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)時應(yīng)及時增投原運行磨對應(yīng)的未運行油槍使燃燒穩(wěn)定。當(dāng)切換結(jié)束爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定后，及時停止油槍運行四、目前采取的改進措施2023/2/6254、在降負荷過程中，應(yīng)盡量使各磨容量風(fēng)風(fēng)量緩慢降低，避免因容量風(fēng)量大幅波動造成各粉管出粉量驟增驟減，而導(dǎo)致對應(yīng)粉層無火檢而跳層粉。當(dāng)波動大時，應(yīng)及時將容量風(fēng)自動切為手動調(diào)整，待機組負荷及主汽壓力穩(wěn)定后再視情況投入容量風(fēng)自動。如在降負荷的過程中,發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)時,應(yīng)立即投相近油槍助燃。四、目前采取的改進措施2023/2/6265、在鍋爐低負荷運行時，運行人員應(yīng)經(jīng)常到就地查看爐膛的著火情況，檢查燃燒器噴口火焰的著火距離正常，及時調(diào)整磨煤機旁路風(fēng)風(fēng)量，掌握爐內(nèi)的燃燒工況。6、在鍋爐低負荷運行時，原則上不進行鍋爐本體吹灰操作，不進行磨切換操作，若必須進行磨切換操作，應(yīng)投油進行。四、目前采取的改進措施2023/2/6277、在鍋爐低負荷運行時，應(yīng)嚴密監(jiān)視煤火檢情況；若發(fā)現(xiàn)火焰檢測器頻閃或無反饋時，運行人員應(yīng)立即檢查判斷粉管出粉情況是否正常、燃燒是否不良，若不正常應(yīng)及時投油助燃，同時迅速到就地看火，并與其它燃燒器燃燒情況相比較，以便判斷燃燒是否惡化，并聯(lián)系熱控人員對火焰檢測器進行檢查，做好記錄。四、目前采取的改進措施2023/2/6288、加強對風(fēng)粉配合的調(diào)整在鍋爐低負荷運行時，應(yīng)根據(jù)排煙溫度有關(guān)規(guī)定投入并調(diào)節(jié)暖風(fēng)器，確?？疹A(yù)器不發(fā)生低溫腐蝕及提高一、二次風(fēng)溫至合適加強對爐膛負壓調(diào)整，盡量維持較小的負壓并力求穩(wěn)定。適當(dāng)降低一次風(fēng)壓，保持在8.5～9Kpa范圍內(nèi)，降低一次風(fēng)剛度，以利著火。運行人員應(yīng)監(jiān)視好粉管風(fēng)粉混合物溫度、壓力、風(fēng)速及其他相關(guān)參數(shù)的變化，嚴防堵管。應(yīng)監(jiān)視好煤倉煤位及給煤機給煤量，防止給煤機斷煤（特別是煤倉空倉）影響爐內(nèi)燃燒。四、目前采取的改進措施2023/2/6299、應(yīng)盡量減少漏入爐膛的冷風(fēng)，看火后應(yīng)及時關(guān)閉看火孔；應(yīng)加強對爐底水封的檢查力度，保證爐底水封良好，防止因爐底水封破壞而導(dǎo)致鍋爐滅火事故的發(fā)生10、應(yīng)加強對油槍的定期試驗管理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系督促檢修人員處理好，使油槍始終處于良好的備用狀態(tài)11、運行人員應(yīng)認真查閱入爐煤的工業(yè)分析結(jié)果，以便掌握當(dāng)班燃煤的特性。另外，還應(yīng)通過就地觀察火焰及監(jiān)視各參數(shù)的變化情況，來判明煤質(zhì)是否正常。當(dāng)煤質(zhì)明顯變差時，應(yīng)做好投油的準備，應(yīng)同時聯(lián)系對煤質(zhì)進行化驗確認，并及時匯報四、目前采取的改進措施2023/2/63012、應(yīng)加強與燃燒有關(guān)的表計的缺陷管理，如火檢、氧量表、粉管溫度、風(fēng)壓等，當(dāng)發(fā)現(xiàn)以上表計不準時，運行人員應(yīng)及時督促熱工人員校核相應(yīng)表計。氧量控制應(yīng)結(jié)合運行實踐經(jīng)驗，參照給粉量、送風(fēng)量、風(fēng)機電流等進行調(diào)整。在鍋爐低負荷運行時注意調(diào)整控制風(fēng)量不要太大，氧量控制應(yīng)在4～6%范圍之內(nèi)13、在鍋爐低負荷運行時，運行人員應(yīng)加強鍋爐燃燒調(diào)整，加大監(jiān)盤力度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)爐膛負壓波動幅度異常增大、爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)、爐膛火焰電視不正常變暗、引風(fēng)機發(fā)生搶風(fēng)等異常情況，應(yīng)及時投油助燃，確認油槍進油、燃燒良好，火檢信號正常，保證油層火檢信號存在。待異常消除后，根據(jù)爐內(nèi)燃燒情況，逐步停油四、目前采取的改進措施2023/2/631針對鍋爐后屏過熱器受熱面