火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整 刘海亭

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:刘海亭
[导读] 摘要:伴随我国经济发展水平的不断提升,我国的居民对电力资源的需求量也不断地扩大,特别是在当前社会的发展过程中,我们的生活方方面面都离不开电力资源的支持,无论是日常所需,还是科技的发展,都需要靠电力资源来促进社会的进步和发展。
        (山东电力建设第三工程有限公司  山东青岛  266000
        摘要:伴随我国经济发展水平的不断提升,我国的居民对电力资源的需求量也不断地扩大,特别是在当前社会的发展过程中,我们的生活方方面面都离不开电力资源的支持,无论是日常所需,还是科技的发展,都需要靠电力资源来促进社会的进步和发展。从目前我国电力资源发展情况来分析,发电的方式各种各样,可以通过风力、核电、水力、火力等方式来实现电力资源的供应。但是以我国目前科学技术发展水平来说,主要还是借助火力进行发电。本文首先简单地论述了低氮燃烧技术以及火电厂,然后分析了目前氮氧化物的治理情况,最后提出了火电厂锅炉低氮燃烧器改造措施,以及火电厂低氮燃烧运行优化措施,希望能给相关的火电厂工作者带来一定的帮助。
        关键词:火电厂锅炉低氮燃烧;改造和运行;优化调整
        引言
        这几年以来,我国在发展经济的同时,对环境造成了一定程度的污染,尤其是大气污染物的排放量逐渐增多。因此,相关管理部门为了更好地防治火电厂大气污染物的排放量,制定了一系列相关的法律法规和防治对策,特别是当我国大范围出现雾霾天气以后,更是引起了我们全国上下的重点关注。目前,火力发电行业也正在积极寻找有效的方法控制和解决大气污染的问题。炉锅作为火电厂运行中不可缺少的设备,只有加强对其的改造和优化,才能进一步保证污染物排放量的减少,有效减少锅炉燃烧所带来的氮氧化物,从而促进我国环境的改善。
        1简述低氮燃烧技术的内涵
        当前,我国各大火电厂为了加强对大气污染物排放的控制,主要是采取减少锅炉燃烧产生的氮氧化物的手段,其工作原理是将锅炉在燃烧过程中的脱氮的低氮燃烧技术,和燃烧以后的脱氮的烟气脱硝技术进行有机统一。锅炉在燃烧过程中的脱氮主要是一句氮氧化物的生成原理而研究开发的低氮燃烧技术,包括了低氧燃烧、烟气再循环等几个环节,根据不同锅炉的不同形态,从而适当调整燃烧器的摆放位置,确保有机燃料和配风在锅炉内能够充分的燃烧,从而减少燃烧中所带来氮氧化物的排放量,达到清洁燃烧的目的。
        2简述火电厂
        所谓的火电厂,去全称是火力发电厂,火电厂产生电力资源的方式是借助一些可燃性的物质,例如煤炭资源作为燃料,然后将不同种类的能源进行多次转化,最终实现电能的输出。火电厂在产电的过程中,主要是煤炭在燃料的过程中,确保锅炉里的热水达到沸腾的状态从而变成蒸汽,然后利用燃料的化学能将其转变成热能,当燃料燃烧产生的蒸汽达到一定的程度以后,压力会促使汽轮机开始旋转,从而顺利地把热能转换成机械能。简单地来说,就是汽轮机促进发电机的高速转动,最终把机械能转变成为我们日常所需要的电能,就是电力资源。
        3目前氮氧化物的治理情况
        国内外很多专家和研究人员,对于氮氧化物所具有的危害性质、有机燃料燃烧中氮氧化物的生成原理,以及降解氮氧化物降技术进行了一系列的研究和分析,其结果表明,可以把氮氧化物主要分成三类,一是热力型的氮氧化物、二是燃料型的氮氧化物,三是快速性的氮氧化物。而我国火电厂锅炉在燃烧过程中所产生的氮氧化物主要是燃料型的氮氧化物,对了降燃料型的氮氧化物,需要借助低氮燃烧技术。火电厂锅炉燃烧后局部高温而生成热力型的氮氧化物,其生成量对空气的污染所带来的危害比较小。为了更好地降低氮氧化物的含量,需要从三个环节和阶段进行入手,一是燃烧前,二是燃烧中,三是燃烧以后。其中,在燃烧之前,需要进行脱氮工作,在燃料燃烧之前,把燃料转变为低氮的燃料,但是由于这种技术存在一定的复杂性,而且需要花费较多的成本,所以我国对此依然处于研究阶段。燃烧中的脱氮需要有效控制氮氧化物的生成,然后把已经产生的氮氧化物进行还原。燃烧后的脱氮,就是所谓的烟气脱硝,主要是利用选择性催化还原、非催化还原等方法从而减少氮氧化物的含量。
        4火电厂锅炉低氮燃烧器改造措施
        4.1改造火电厂锅炉的主燃烧器
        在对火电厂锅炉的朱燃烧器进行改造的过程中,工作人员不但要对主燃烧器的标准进行定位,同时还要对燃烧器的四角风箱风道以及挡板风箱的位置等的位置进行合理地安排,并且将全部的喷口、弯头进行更换,以保证燃烧器的相关配件都达到规定的标准。燃烧器最底层通常是以轴向插入式等离子燃烧器的形式所存在的,所以还需要对剩下的一次风燃烧器进行改造,将其转变成浓淡燃烧器。在对燃烧器进行改造之后,可以有效提高钢板在高温下的耐热性能,从而实现更好地运用效果,确保四层中间的二次风喷口处于一个完全封闭的状态,在此期间更换剩下的二次风喷口,同时还要注意合理安排贴壁风喷口的位置,保证水冷壁表层拥有充足的氧气。


        4.2选择优质燃烧器
        在对火电厂锅炉进行改造的过程,必须要按照相关的要求和标准,严格制定科学的低氮燃烧器改造的方案,然后依据所制定的方案对燃烧器进行改造。除了对燃烧器进行改造以外,还要合理地选择优质的燃烧器,而我国使用的较为普遍的是水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃烧器。水平浓淡燃烧器其主要的功能是可以将水平方向的煤粉进行分离,从而将浓淡分隔,这种燃烧器在进行炉内脱硫工作中运用的较为广泛应用普遍。而垂直浓淡燃烧器和前者在工作上有着相同的原理,但是其工作过程确实相反的,其主要是将垂直方向的煤粉进行分离。在选择燃烧器时一定不能盲目选择,要根据具体的工作情况和工作特点来选择优质的燃烧器。
        4.3优化OFA喷口和二次风的设计
        在锅炉燃烧系统中,OFA是其重要的一种喷口,由于OFA的结构比较简单,所以受到了广泛的欢迎和运用。在对低氮燃烧技术进行优化和改造的时候,工作人员要特别注意对OFA喷口的改造,在原有的锅炉燃烧系统的基础上注重对该喷口的二次使用。主燃烧器上层的OFA喷口可以有效结合反切的作用,从而实现对锅炉内气流的控制,尽可能地减少炉内出烟口的温度差异。另外,还要保证OFA喷口的大小、风速风量的设置都符合低氮燃烧技术的改造要求和标准。
        5火电厂低氮燃烧运行优化措施
        5.1适当调整一二次风和周界风
        火电厂的锅炉在运行的过程中,其风量的改变也会对氮氧化合物的浓度带来一定的影响,如果风量过大,那么会导致炉内中氧气的含量以及氮氧化合物的浓度处于一个较低的水平。工作人员需要根据各个机组的功率运行情况从而作出适当的调整和优化,采取对比正倒宝塔的方法进行配风。在进行倒宝塔配风的时候,其会产生一定的氮氧化物,但不会对大气造成较大的影响。同时,还要保证上层二次风开度保持在百分之三十五以内,而各层周界风开度保持在百分之十五到百分之二十之间。
        5.2适当调整炉内的含氧量
        为了能够有效通过减少锅炉内的氧气含量来减少氮氧化物的产生,工作人员需要对炉内的含氧量进行严格地控制,以保证氮氧化物生成量的减少。通常情况下,锅炉里的含氧量越少,那么氮氧化物的排放量也会比较少。但是经过相关专业人员研究发现,如果锅炉里的含氧量太低,可能导致飞灰可燃物增加,而燃尽后的废物其中的含碳量也会较高。因此,需要对炉内的含氧量进行适当的调整和优化,确保其工作的效率和质量。
        5.3适当调整燃烧器的摆角和燃尽风
        依据锅炉里低氮燃烧中氮氧化物的实际生成量来看,对燃烧器的摆角以及燃尽风进行适当的调整和优化,也能减少氮氧化物的排放。工作人员应该把燃尽风的摆角使其保持向上倾斜的角度,能够有效缩小锅炉两边气温差距,从而大大提高摆角运行中的工作效率。
        6结语
        综上所述,为了能够进一步加强火电厂锅炉厂的锅炉工作运行的质量和效率,有效实现低氮燃烧,相关部门和工作人员需要对火电厂锅炉的低氮燃烧进行有效的改造,不断调整和优化火电厂锅炉,从而找到最可行的运行方式,有效促进火电厂锅炉效率的提高。同时,还要加强对火电厂锅炉低氮燃烧的管理,保证能源的充分利用,减少氮氧化物的排放量,加强对生态环境的保护。
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