青島公司#3、4機組低氮燃燒改造后鍋爐的燃燒調整

青島公司#3、4機組低氮燃燒改造后

鍋爐的燃燒調整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層一次風噴嘴、3層油槍輔助風噴嘴、6層輔助風噴嘴、2層消旋OFA噴嘴）。設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層剛性預置反切大覆蓋的SOFA分離式燃盡風噴嘴，大空間垂直分離的SOFA燃燒裝置（噴嘴、燃盡風角風箱、風門、大風箱、風道及擺動機構），占燃燒總風量的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)將原設計的一次風煤粉燃燒器全部（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渣及高溫腐蝕區(qū)，對各二次風門噴口截面進行優(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，鍋爐結焦積渣情況顯著。其中尤以#4爐最為明顯，鍋爐適應煤種能力明顯下降，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構以及鍋爐運行調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整對飛灰影響程度的調節(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整方式進行風門調整，控制氮氧化物排放550mg，記錄鍋爐飛灰數(shù)值，然后全部關閉SOFA燃盡風，開大助燃二次風門，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隨著負荷及煤質的變化及時改變鍋爐配風方式，在保證鍋爐氮氧化物排放達標的基礎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)化鍋爐上煤結構，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、鍋爐結焦問題等方面，這就要求在鍋爐摻配摻燒方面適當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，可考慮適當摻燒部分揮發(fā)份相對較高的貧煤或劣質煙煤。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量調整。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，結果如下：2023/2/611四、目前采取的改進措施

試驗結果表明，在合理范圍內(nèi)適當提高氧量，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量調整，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鍋爐配風的調節(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狀態(tài)，應盡可能的開大SOFA風風量和煤粉燃燒器上層二次風門開度，同時適當關小周界風風門，這種方式這樣既滿足了燃燼風風量充足的要求，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，二次風箱/爐膛差壓比較低，SOFA風的風量必須相應減少，使得SOFA風降低NOx排放的效果不明顯，因此運行中要盡量降低一次風率，保證煤粉集中燃燒，同時進一步關小周界風，合理調整二次風門方式，以提高二次風箱/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焦積渣情況顯著，鍋爐適應煤種能力明顯下降。鍋爐結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，應充分做好事故預想。四、目前采取的改進措施2023/2/617

4.6針對結焦問題采取的措施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維持合適的一次風速，使著火距離不致太近?？赏ㄟ^調節(jié)一次風母管壓力來實現(xiàn)，風速的調節(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焦程度。⑶應防止因單只燃燒器熱負荷過大造成局部結焦。在燃燒穩(wěn)定的情況下應適當降低煤粉濃度運行，一期機組應控制給粉機轉速，轉速700r/min持續(xù)3分鐘以上時，應及時增投粉管，維持一次風管靜壓及粉溫在合適范圍內(nèi)；二期機組應控制磨煤機出力，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保持全開，6層、12層二次風門開度不低于60%，適當關小油層二次風及粉層貼壁風，保持二次風箱壓力合適；二期機組正常運行中A磨運行時保持最底層二次風全開，保持AB1層、BC1、CC層(C磨運行時）二次風門開度不低于60%，適當關小油層二次風及粉層貼壁風，保持二次風箱壓力不低于0.4kpa。⑸控制三次風壓不超3.0kpa運行，防止三次風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器中，導致空預器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行?？疹A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)轉化，所以按溫度梯度的分布，硫酸氫銨通常沉積在預熱器中間部位傳熱原件上，在液態(tài)向固態(tài)轉換時吸附灰分，直接沉積在空預器的傳熱元件上。氨氣逃逸量過大直接導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、保證噴氨調整門的開度與流量特性曲線良好,避免調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、空預器吹灰：原空預器使用乙炔吹灰，改造后的空預器新增蒸汽吹灰器，每臺空氣預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)負荷及空預器煙氣側、一二次風側差壓來決定吹灰次數(shù)；進行短吹或長吹時，要求吹掃前、后分別對空預器進行一次吹灰。四、目前采取的改進措施2023/2/6226、空預器沖洗：硫酸氫銨沉積物是高溶于水性的物質，利用停爐期間隙或檢修期間，對空預器進行高壓水沖洗，保證較長的沖洗時間，單臺空預器控制在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器在線沖洗技術，根據(jù)我廠的情況，必要時加裝空預器在線沖洗設備，以保證在不停爐的情況下，對空預器進行水沖洗，達到降低空預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整應以確保燃燒穩(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運行）的運行方式；應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，保持風速及煤粉濃度正常）運行，利用另兩層粉進行調整。盡量關小或全關旁路風擋板(在總風量不低于80%額定風量前提下)，同時要嚴防煤粉管堵塞。當負荷允許時，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，且應提前投油穩(wěn)燃之后再進行操作，投油時應至少投入待操作磨對應層三只油槍運行且應確認油槍進油、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)時應及時增投原運行磨對應的未運行油槍使燃燒穩(wěn)定。當切換結束爐內(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，應盡量使各磨容量風風量緩慢降低，避免因容量風量大幅波動造成各粉管出粉量驟增驟減，而導致對應粉層無火檢而跳層粉。當波動大時，應及時將容量風自動切為手動調整，待機組負荷及主汽壓力穩(wěn)定后再視情況投入容量風自動。如在降負荷的過程中,發(fā)現(xiàn)燃燒不穩(wěn)時,應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，及時調整磨煤機旁路風風量，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、加強對風粉配合的調整在鍋爐低負荷運行時，應根據(jù)排煙溫度有關規(guī)定投入并調節(jié)暖風器，確保空預器不發(fā)生低溫腐蝕及提高一、二次風溫至合適加強對爐膛負壓調整，盡量維持較小的負壓并力求穩(wěn)定。適當降低一次風壓，保持在8.5～9Kpa范圍內(nèi)，降低一次風剛度，以利著火。運行人員應監(jiān)視好粉管風粉混合物溫度、壓力、風速及其他相關參數(shù)的變化，嚴防堵管。應監(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、應盡量減少漏入爐膛的冷風，看火后應及時關閉看火孔；應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致鍋爐滅火事故的發(fā)生10、應加強對油槍的定期試驗管理，當發(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、運行人員應認真查閱入爐煤的工業(yè)分析結果，以便掌握當班燃煤的特性。另外，還應通過就地觀察火焰及監(jiān)視各參數(shù)的變化情況，來判明煤質是否正常。當煤質明顯變差時，應做好投油的準備，應同時聯(lián)系對煤質進行化驗確認，并及時匯報四、目前采取的改進措施2023/2/63012、應加強與燃燒有關的表計的缺陷管理，如火檢、氧量表、粉管溫度、風壓等，當發(fā)現(xiàn)以上表計不準時，運行人員應及時督促熱工人員校核相應表計。氧量控制應結合運行實踐經(jīng)驗，參照給粉量、送風量、風機電流等進行調整。在鍋爐低負荷運行時注意調整控制風量不要太大，氧量控制應在4～6%范圍之內(nèi)13、在鍋爐低負荷運行時，運行人員應加強鍋爐燃燒調整，加大監(jiān)盤力度，當發(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、引風機發(fā)生搶風等異常情況，應及時投油助燃，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