300MW锅炉运行诊断及燃烧优化试验分析

1、300MW 锅炉运行诊断及燃烧优化试验分析摘 要： 在我国大力倡导节能减排的政策驱使下，各行 各业都在积极的响应国家节能减排的号召。电厂锅炉普遍存 在着燃烧效率低以及氮氧化物排放量高的问题，对于锅炉燃 烧效率以及氮氧化物排放问题进行分析，提出了提高锅炉燃 烧效率降低氮氧化物排放的具体举措，并取得了较好的试验 效果。关键词： 300MW 锅炉 燃烧效率 氮氧化物 优化改造中图分类号： TK227.1 文献标识码： A 文章编号： 1003-908212-0292-01引言 当前我国正在各行业大力推行节能减排，电站锅炉已面 临着运行成本高、高排放的现状，因而电站锅炉急需一种高 效率低污染的燃烧技术

2、，随着国家在该方面大力的支持，我 国在该领域内实现了较大的技术进步，并且有些技术已经在 试验中取得较好的效果，正逐步在电厂锅炉中推广应用。有 些电厂为了降低发电成本而在锅炉中使用了褐煤，使得所使 用煤的质量严重偏离原来所设计的标准，锅炉在使用褐煤之 后出现了燃烧效率低、制粉能力不足、以及氮氧化物排放较 高的现象，既不利于经济性也产生污染以及温室气体的排 放。本文对锅炉的性能进行诊断测试并发现其中存在的问 题，并针对上述问题提出了改进的方案，且经过一系列的冷 态试验以及燃烧调整实验，充分解决了锅炉的高污染排放以 及燃烧效率低等问题，可以为我国电站锅炉的改造提供一定 的借鉴。一、设备状况某电厂所使

3、用的锅炉采用的是美国 CE 公司的技术，所 设计的锅炉的亚临界压力数值以及中间再热和自然循环包 炉，其采用的是单炉体的负压炉膛， 呈现的是倒 U 型的分布。 锅炉采用的是正压直吹式的系统，采用的是 5 台 MPS 磨煤 机，在额定的运行状态下 4 台磨煤机处于工作的状态，其中 一台磨煤机处于备用的状态。采用四角切圆燃烧方式，在炉 膛的四周进行切向的布置。二、锅炉运行诊断及燃烧存在的问题 通过对锅炉本体、制粉、辅机、除尘等方面的能耗的调 查，在这个过程中发现锅炉辅助设备对于锅炉的经济性存在 较为严重的影响，所主要存在的问题有：炉膛的温度过低， 这主要是由于排烟温度超过所设计的限值造成的；排烟的损

4、 失大，主要是由于褐煤的比例过大以及炉膛和空预器漏风过 大造成的；氮氧化物排放较多，主要是由于没有采取措施对 燃烧进行控制造成的；炉膛结焦，主要是由于掺杂褐煤以及 配风不合理造成的；磨煤机出力不足，主要是由于磨煤机选 型过小造成的；空预器性能差，主要是设计偏离原来煤种造 成的；轴机耗电过高，主要是由所掺杂褐煤烟气量较大造成 的；锅炉保温性能差，主要是由于保 ? 夭糠掷匣 ? 造成的； 风烟与制粉系统控制能力差，主要是由于烟气量大，风速过 高造成的。三、锅炉整体优化与改造 对于上述分析中锅炉燃烧常见的问题，除了部分问题可 以通过对设备的改进来完成之外，还可以通过褐煤燃烧调整 以及对制粉系统的优化

5、来解决上述问题，两种措施可以实现 相互补充来充分的解决上述问题。往往先对设备进行改造然 后对系统进行调整，将系统节能的潜力充分的发挥出来。改 造的方面主要涉及燃烧系统的改造、汽水系统的改造、风烟 系统的改造、制粉系统的改造、保温系统的改造、仪表控制 系统的改造等。改造的方面包括对燃烧器进行优化，对于减 温水进行处理，有效利用尾部烟气，暖风器的优化，磨煤机 的出力的提高、风机控制系统的优化、氧量测量装置的优化 等。四、燃烧调整与运行特性分析 通过实践研究表明，通过燃烧试验可以有效的提高锅炉 的燃烧效率降低污染的排放。 锅炉在经过检修之后需要进 行优化调整，还需要对锅炉运行时候的需氧量以及风量的调

6、 整进行燃烧试验，最终确定最佳的锅炉燃烧方式，切实提高锅炉燃烧的效率。1.变氧量试验锅炉在运行过程中的需氧量会对机组的运行效率产生 十分重要的影响。在锅炉燃烧的过程中如果供氧量发生变 化，会直接影响排烟所导致的热损失，还会对飞灰中所含的 可燃物质的含量、风机电耗以及氮氧化物的含量造成影响。 目前锅炉运行过程中的需氧量往往是由额定条件决定的，一 般采用的是经验值来确定供氧量，所以供氧量对于节能减排 具有十分重要的意义。将试验的负荷设置为 300MW 、 240MW 、 200MW ，可以通过改变运行过程中的氧气量，来 确定不同工况下锅炉的效率以及排放物的浓度。锅炉在运行过程中的供氧量还会对排烟热

7、损失以及固 体是否完全燃烧造成很大程度的影响，随着锅炉燃烧过程中 氧气量的增加，可以有效降低飞灰中可燃物质的含量，且固 体燃烧部分中未完全燃烧部分明显的减少，但是烟气排放的 增加使得热损也相应的增加了，所以锅炉效率决定因素包括 排烟热损失和固体未完全燃烧的部分。从实验的结果分析来 看，当处于 300MW 的负荷下，运行所需要的供氧量也会从 1.8%升到 2.3%时，锅炉的燃烧效率也从原来的 90.41% 提升 到后来的 91.65% ，主要是因为在供氧量较低的情况下， 燃料 不能充分的使得固体部分燃烧所导致的较低的锅炉燃烧的 效率，随着锅炉燃烧供氧量的增加，排烟的热损失会显著的 降低，锅炉的效

8、率也会显著的提升。将负荷设定为 240MW 、 200MW 条件下，当氧气的含量从 3%提高到 4%、3.6% 提高 到 4.46% 时，锅炉的效率会随着含氧量的增加而显著的降低， 会从原来的 91.86% 降低到后面的 91.59%，由 92.03%下降到 91.7%。氮氧化物的排放量主要是由含氮的燃烧物质造成的， 除了受到含氮燃烧物质的影响之外，氧化物的排放量还会受 到供氧量的影响，随着燃烧物质含氮量的增加，氮氧化物的 排放浓度会显著的增加，但是增加却不是很明显，由于随着 燃烧物质含氮量的增加，其转化率会发生显著的降低，可以 有效的抵消氮氧化物的生成。因而含氧量是影响氮氧化物排 放量的一个

9、重要的因素。可以看到在锅炉不同的负荷下，氮氧化物的含量会随着 供氧量的增加而显著的增加，这是由于随着氧气含量的增 加，会有效的增加燃烧区域的氧化性，可以有效的促进氮氧 化物的生成，当锅炉处于 300MW 的时候，含氧量会由 1.8% 增加到 2.3%时，氮氧化物会由原来的 328mg/m3 上升到 403mg/m3 ，当锅炉处于 240MW 负荷下，供氧量由 3%增加 到 4% 时 ， 氮 氧 化 物 的 排 放 量 会 从 367mg/m3 上 升 到 482mg/m3 ，当锅炉处于 200MW 负荷下，随着氧气的含量从 3.6%增加到 4.46%时，氮氧化物的排放量会从 517mg/m3 上 升到 607mg/m3 。此外，