改造NOx燃烧器降低烟气中氮氧化物含量的试验总结

索传胜

摘 要：为了降低火力电厂排烟中氮氧化物的浓度，机组进行燃烧器的改造，以降低烟气排放NOx值，同时要做到运行安全经济。

关键词：NOx 燃烧器；氧量；摆角

华电章丘发电有限公司300MW机组配制的1025t/h亚临界压力控制循环锅炉采用了引进的国外先进技术，锅炉由上海锅炉厂有限公司生产制造的SG-1025/17.50-M885型亚临界压力、一次再热、控制循环、汽包炉，锅炉燃用挥发分较高的烟煤。

过热汽温度调节以喷水为主，燃烧器喷嘴摆动调节再热汽温度，并辅以微量喷水，锅炉过热汽、再热汽温度在65%-100%负荷范围内保证额定值；炉膛水冷壁、过热器、再热器、空气预热器等受热面布置有吹灰器。

锅炉配置三台BBD4060A双进双出钢球磨煤机。每台磨煤机的一端带四角一层一次风喷嘴，一台磨带两层一次风喷嘴。正常情况下投运三台磨煤机带BMCR工况，特殊情况下允许两台磨煤机带ECR工况。

1.低NOx燃烧器改造方案

华电章丘发电有限公司300MW亚临界锅炉低NOx燃烧器改造，原理为水平浓淡+偏置周界风+SOFA燃烧器，采用水平浓淡燃烧器代替原有的WR煤粉燃烧器；燃烧器上方增设SOFA燃烧器；煤粉燃烧器的一、二次风喷口全部更换。

技术特点：保持原有燃尽高度：18.11 m；至拐点距离不变：5.03 m；有合理的空间增设SOFA燃烧器；低NOx改造效果明显；燃烧器区域放热强度有所提高，燃烧效率维持不变；不影响锅炉效率；能够到达最佳的降低NOx排放目标。

2.试验项目

常规运行工况试验；二次风门及SOFA风门优化试验；氧量及燃烧器摆角优化试验。

3.试验条件

3.1低氮燃烧调试在280MW、200 MW两个负荷工况下进行，负荷达到并稳定1小时后进行调整，调整期间的负荷应当稳定，每个工况2-3小时，锅炉负荷波动不超过±5.0%。

3.2 负荷达到调试工况，停止全部吹灰器运行。

3.3 燃烧调整期间的入炉煤质保持不变。

4.试验结果及分析

4.1燃烧器改造前后运行性能参数比较及分析

4.2改造前后运行性能参数分析

4.2.1 NOx排放情况：#3炉改造前西安热工院进行摸底试验时NOx=800mg/Nm3，在烟煤锅炉而言相当高，经改造调试后NOx排放量在300mg/Nm3以下，NOx降低幅度60-70%，最低预计可以达到240-260 mg/Nm3（燃烧器摆角下摆15°左右），改造效果显著。

4.2.2 过热器减温水：过热器减温水量减少了约40%，提高机组运行安全性。

4.2.3 再热器减温水：改造前再热减温水量0-20t/h，改造后为0t/h。改造前再热减温水量按平均10t/h计算，改造后机组效率提高约0.2%，折算成锅炉效率提高约0.5%，折算成标准煤耗节约1400吨/年，大幅提高机组运行经济性。

4.2.4 炉膛结焦情况：改造前整个炉膛从冷灰斗拐点到屏底大面积结焦，导致锅炉过、再热器大量喷水和高温受热面超温，特别是再热器喷水导致机组运行经济性下降，严重影响机组运行经济性；改造后任何工况下再热器喷水量为0，末再壁温也无超温现象，确保锅炉在安全和经济条件下运行。

4.2.5飞灰和大渣含碳量：飞灰可燃物比改造前基本持平或略有上升，大渣含碳量比修前下降了约30%。

4.2.6 烟温偏差：改造前炉右侧高且烟温偏差较大，改造后炉左侧高且烟温偏差大幅减小。

4.2.7 末再壁温及其偏差：改造前炉右侧高，经常超温，改造后炉左侧高，无超温现象。

4.2.8 排烟温度：改造前后基本持平，查预热器入口烟温改造后比改造前下降了4℃。

5.结论和建议

通过此次对#3炉的调试试验，发现此次低氮燃烧器改造的烟气排放NOx值在230 mg/Nm3～300 mg/Nm3。炉膛无结焦，再热器无喷水，烟温偏差小，受热面壁温余量大，运行安全经济，改造效果理想。通过试验总结了以下几个调节时注意的因素：

5.1 AB1、BC1层二次风门开度与NOx值成正比。AB2、BC2层二次风门开度与NOx值成反比。

5.2 由于一次风在线风速不准，从一次风母管压力来看，一次风速参差不齐，有些显示极高，导致着火推迟，影响燃烧效率和NOx排放。建議对一次风在线进行标定，然后再调节一次风母管压力等手段进行降低一次风速。

5.3 通过摆角试验调整表明NOx值随着摆角下摆的增大而降低，在不影响再热器气温及着火稳定性的情况下燃烧器喷嘴尽量下摆。

5.4 通过改二次风配风方式试验，已确定降低NOx最佳配风方式，NOx在230-300mg/Nm3左右。

5.5 通过变氧量试验。氧量的增加锅炉效率降低，NOx值增大。通过其他工况的分析以及比较，兼顾效率以及NOx值，建议氧量控制在3.0%以下是最合适的。

5.6 建议重新标定DCS表盘氧量，以便更准确地调试，使锅炉处于良好的运行状态。