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600MW亚临界锅炉烟气CO及NOx控制方法

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第21期作者：马超

[导读] 摘要：当前电厂机组在运行中对污染物排放的要求越来越高，环保指标的要求越来越严格，下面主要论述一下神华河北国华沧东电厂一期两台600MW亚临界汽包炉在运行中通过燃烧调整的方法对CO排放和NOx排放的控制。

        神华河北国华沧东发电有限责任公司 061113
        摘要：当前电厂机组在运行中对污染物排放的要求越来越高，环保指标的要求越来越严格，下面主要论述一下神华河北国华沧东电厂一期两台600MW亚临界汽包炉在运行中通过燃烧调整的方法对CO排放和NOx排放的控制。
        关键词：CO Nox；排放；再热汽温；控制；燃烧；调整
        我厂一期两台炉于2014年分别进行了大修改造，都更换成了控制NOx排放的低氮燃烧器，之后两台炉都存在飞灰可燃物及烟气CO 浓度偏高，高负荷时SCR 入口NOx值偏高等问题，下面主要论述一下在运行中通过燃烧调整的方法对CO排放和NOx排放的控制：
        1当前主要存在的问题
        1.在变负荷时烟气CO 浓度变化较大，容易超过200mg/Nm3，在稳定负荷工况下烟气CO 浓度相对稳定。
        2.高负荷时开大CC0FA 二次风挡板对于控制烟气CO 浓度效果明显，但对于提高再热汽温有负面作用。
        3.为了控制烟气CO 浓度不超标，需要增加0.2 至0.4 左右的烟气含氧量偏置，但同时SCR入口NOx值升高约10mg/Nm3。
        4.满负荷时全开上五层SOFA 风门，按照原来燃烧器厂家调试的说法，不利于降低NOX 排放，对CO 降低作用有限，同时再热汽事故减温水还可能增大。
        2 原因分析与对策
        近阶段由于锅炉煤粉机械未燃烧损失较大，为了降低锅炉烟气中的CO，进行了相关实验，下面总结如下：
        1 号炉燃烧器改造后，由于汽温波动较大，反应较快，并且低负荷时再热器温较低，为了提高再热器温，采取火焰中心上移，开大高位燃尽风门，关小下层风门，减少煤粉燃烧时间，使煤粉不能在炉膛内充分燃烧。
        在调整飞灰含碳量高采取以下措施：

        ⑴增加氧量为了控制NOx的生成，采用缺氧燃烧技术，导致煤粉不能充分燃烧，生成大量的CO，CO 含量大多在500-1000PPb 之间，现将氧量曲线修改为：
        在原来的氧量基础上提高了0.7%，使煤粉能够充分得到燃烧，降低了CO 的生成，使CO含量降低为50-200PPb 之间；在CO 含量降低后，通过曲线观察脱硝反应器入口NOx并没有明显增加，只是风机电流有明显的增加，送风机电流增加了5-10A，引风机电流增加了10-20A，增加了厂用电率。
        ⑵降低火焰中心
        适当增加下层风门的开度，关小高位燃尽风风门的开度，降低上层给煤机的出力，避免燃烧器摆角的大幅度摆动，使火焰中心稳定，有利于进入炉膛的煤粉及时燃烧，而且有效的降低了火焰中心，延长煤粉在炉内的燃烧时间，使其充分燃烧，弊端就是火焰中心降低，致使再热器温明显降低。
        (3) 对燃烧器风门的调整
        根据机组负荷情况适当关小高位燃尽风门，通过观察在风门投自动，机组负荷600MW 时，高位燃尽风风量在1000t/h 以上，而总风量才2000t/h 左右，说明炉膛内是下层缺氧严重，而上层并不缺氧，煤粉在下层并没有得到充分燃烧，而与高位燃尽风混合后，由于风量大，流速快，只能进行短时间的燃烧。现将高位燃尽风开度控制在80%左右，根据大风箱差压调整，下层风门会自动开大，使煤粉在炉膛内充分燃烧，有效的降低CO 生成。
        ⑷提高制粉系统出口温度
        提高磨煤机出口温度，有利于煤粉提前燃烧，加强燃烧，延长煤粉燃烧时间，有利于充分燃烧。
        3 控制CO 兼顾汽温调整方法分析：
        目前，为了控制锅炉飞灰可燃物含量，我们对锅炉烟气中CO 含量需要加以控制，一般不允许超过200ppm，在调整过程中，经过总结，目前普遍采用以下两种控制方法，下面将这两种方法的优、缺点分析如下：
        方法一：将锅炉底层的二次风门解除自动，保持在较大开度，例如AB 层、BC 层、CD层，一般开至60%以上，有时开至80%左右，同时限制上层二次风门开度，以维持二次风箱差压满足要求，此方法可在负荷平稳时有效控制CO 浓度，且对燃烧器摆角的高低没有限制，可以根据汽温调整的需要将燃烧器摆角摆到较高位置。此种调整方法也有明显的缺点：
        1.在负荷波动时，CO 还是会超限。
        2.由于二次风门手动开大，为了保证二次风差压，就需要增大锅炉送风量，不利于锅炉烟气中NOx的控制。
        方法二：将燃烧器摆角摆至较低位置，一般在40%左右，不超过50%，经过观察此种方法对于降低烟气CO 含量非常有效，并且就算负荷波动，CO 含量也很少超标。同时，采用此种调节方法可以适当减少锅炉送风量，有利于对NOx的控制，同时减少了送风机的电耗。此种调整方法的缺点是：对再热汽温的影响较大，负荷波动时再热汽温会大幅下降，即使负荷稳定了也需要较长时间再热汽温才能回复到额定值，降低了机组的经济性。总之，以上两种方法都能有效的控制烟气CO 含量，值班员应根据锅炉负荷、制粉系统运行方式等条件合理选择，保证CO 含量的最低化和锅炉再热汽温的最高化。
        4 结束语
        综合上述分析，总结出我们以后应该采取的燃烧调整方法，主要有以下几点：
        1. 增加氧量可以有效的减低CO 的浓度，在高负荷时或是变负荷时将氧量加0.2 至0.4 个偏置，可以有效的控制CO 浓度，但增加氧量后SCR 入口NOx值会升高约10mg/Nm3。
        2. 高负荷CO 浓度较大时开大CC0FA 二次风挡板对于降低CO 浓度效果明显，但CC0FA 二
        次风挡板开大后锅炉的再热汽温度下降较多，因此在调整时两者需要兼顾。
        3. 磨煤机运行情况对于CO 浓度的影响也较大，当11 至15 磨煤机或是12 至16 磨煤机运行时CO 的指标较容易控制，而当磨煤机有隔层运行情况时CO 浓度容易超标，因此建议尽量减少磨煤机隔层运行方式，在磨煤机隔层运行时尽量减少最上和最下层磨煤机的出力，让煤粉浓度尽量集中。
        4. 在机组低负荷时将六层SOFA 风门的开度控制在50-60%，同时让COOFA 风门开度在25%
        左右，BC、CD、DE、EF 二次风门开度在10-15%，一般可以保证CO 浓度不超标，又能让再热汽温不低，NOX 排放浓度也不高，如果CO 浓度超标可以再适当开大BC 二次风门开度在30%左右。
        参考文献
        [1]国华沧东电厂环保参数调整控制措施，2010年.
        [2]国华沧东电厂一期集控运行规程，2020年.
        作者简介：马超、男、1983年09月生、2007年7月毕业于沈阳工程学院火电厂集控运行专业、工学学士学位、神华河北国华沧东发电有限责任公司、从事集控运行工作，河北省沧州市渤海新区国华沧东电厂发电部邮编061113。