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摘要：燃煤锅炉低氮改造后，出现飞灰含碳量升高问题，通过对飞灰含碳量升高查找造成飞灰含碳量升高的原因，并相对应采取措施，通过燃烧优化、配煤掺烧等措施降低飞灰含碳量，提高机组经济运行水平。
关键词： 低氮燃烧器 飞灰含碳量 掺烧
一、锅炉系统及设备
良村电厂锅炉型号DG1110/17.4-Ⅱ12，为亚临界、中间一次再热、自然循环、燃煤汽包锅炉，四角切圆燃烧，固态排渣。燃烧器四角布置，切圆直径790 mm。百叶窗式水平浓淡直流摆动式燃烧器，每角燃烧器共布置16层喷口，其中六层一次风喷口、八层二次风喷口（其中3层布置有燃油装置分别是AB、BC、DE层）。一次风喷口均布置有周界风，在炉膛垂直高度空间上，燃烧器两组布置格局，即A、B、C三层为下组， D、E、F三层为上组，A层布置有微油油枪。磨煤机为沈重MGS4062型双进双出钢球磨煤机，每台机组配置3台。每台磨煤机配2台分离器、两个煤仓，每台分离器引出4根煤粉管至炉膛，每台分离器4根煤粉管布置于锅炉四角同一高度，设计煤粉细度R90取11%。
2015年进行了低氮燃烧改造，主要进行了以下改造：1）更换五层一次风喷嘴体以及一次风喷口，A层一次风为小油枪煤粉点火装置，未改动，更换B、C、D、E、F五层一次风喷嘴体、仍沿用目前低阻力、高浓缩比的新一代水平浓淡燃烧器，在燃烧器出口增加了小钝体。2）提高燃尽风标高并新增一层高位燃尽风喷口，取消现有OFA燃尽风，增加三层高位燃尽风，调整高位燃尽风标高，使得燃烧器形成深度空气分级。3）二次风大风箱改造，高位燃尽风标高确定后，将大风箱整体向上延伸与现有大风箱连接，高位燃尽风的风箱与大风箱连成一个整体。
二、低氮改造后存在的问题
低氮燃烧器改造后因采用低温、低氧燃烧，在一定程度上能使NOx的排放水平降低，但煤粉在低温缺氧情况下着火推迟，同时燃烬能力下降，炉内燃烧工况较改造前变差，改造前原采用的配煤、配风方式很大程度上不适用，对锅炉的蒸汽参数、飞灰炉渣、排烟温度、热工品质等指标产生新的影响，同时锅炉低负荷稳燃能力下降。改造时，改变了燃烧器一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积，造成二次风与一次风的混合延迟，不利于煤粉气流的着火和燃烧。在燃用设计煤种时飞灰可燃物升幅仍可达1—2个百分点。
三、低氮改造后出现问题的处理
低氮改造前燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤、晋北烟煤、神华煤飞灰含碳量均能控制在2.5%及以下。低氮改造后，在燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤时，飞灰含碳量飞速飙升最高达8%，为降低飞灰含碳量和降低燃煤采购成本在继续采购上述煤种的同时、也购入了部分煤泥进行掺烧。
根据来煤情况我厂进行了不同情况的掺烧试验，配方方面分别进行了正宝塔形式、倒宝塔形式、倒宝塔缩腰配风方式、均等配风方式等，由于来煤煤种涉及较多在配煤上进行了：1）底层高挥发煤种、上层低挥煤种；2）底层低挥发煤种、上层高挥煤种；3）高低挥煤各层配煤方式，得到我厂最优配煤方式与其他配煤方式对比简单介绍如下；
3.1 公路低挥混煤：神华煤为1：1，采取分仓上煤的方式#1、#3、#5仓上低挥发混煤，#2、#4、#6仓神华煤，采取到宝塔配风方式，飞灰含碳量可有效控制在2%左右、氮氧化物明显降低。当采取正宝塔配风方式时在同样的掺烧比例下飞灰含碳量大幅升高、氮氧化物升高。下表是典型配风方式效果。
3.2 天成煤与神华煤或轩岗、串草礦煤掺烧，掺烧比例1：1时并采取倒宝塔配风方式，无论是采取分仓上煤（1、3、5仓天成，2、4、6仓高挥煤种）还是采取上下分层（1-3仓天成，4-6仓高挥煤）飞灰含碳量均升高非常明显，经逐仓减少至#1仓上天成煤，#2仓、#3仓上公路低挥混煤，#4、#6仓上高挥发煤种、#5仓上其它补充煤种，飞灰含碳量均可控制在4%左右。
四、结束语
1. 煤种进行掺烧是：1）尽可能多掺烧高挥发煤种，挥发分高于30%的煤种尽量分磨掺烧，防止爆磨；2）尽量减少低于改造前设计煤种的掺烧，如必须掺烧应放在下层燃烧器对应的磨煤机和煤仓；3）高挥发煤种和低挥发煤种采取同磨分仓上煤方式。
2. 考虑稳燃、低氧、分级，配风方式宜采用缩腰倒宝塔型，即：下层风门开度30-50%，中间风门开度不宜小于10%，上层风门开度50-70%，不建议SOFA风门开度长期在100%。当负荷降低时，在保证稳燃的基础上经济煤种掺配比例可增大，对控制NOx的产生有利。
3. 尽量少燃用低于原设计煤种，在兼顾经济性的同时适当多掺烧高挥发分煤种，在保证磨煤机出力及磨煤经济性的情况下，适当降低煤粉细度。
通过以上分析，低氮燃烧改造后，引发的飞灰含碳量升高问题可通过配煤掺烧、燃烧优化调整进行解决。
参考文献：
[1]彭硕. 火电厂配煤掺烧方法存在的问题及处理[J]. 电子制作， 2016（10）：97-97.
[2]邹光球， 黄敏， 向春波，等. 基于飞灰含碳量预测的火电厂配煤掺烧燃料成本计算[J]. 化工装备技术， 2015（3）：29-31.
[3]李吉峰， 孙恒洲， 孟繁光. 火电厂配煤掺烧方法研究[C]// 发电厂锅炉优化改造与配煤掺烧技术经验交流研讨会. 2015.
（作者单位：石家庄良村热电有限公司）
作者简介：墨庆锋（1974.12.27），性别：男；籍贯：河北省石家庄市；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；职务，锅炉主管；研究方向：工程技术。
关键词： 低氮燃烧器 飞灰含碳量 掺烧
一、锅炉系统及设备
良村电厂锅炉型号DG1110/17.4-Ⅱ12，为亚临界、中间一次再热、自然循环、燃煤汽包锅炉，四角切圆燃烧，固态排渣。燃烧器四角布置，切圆直径790 mm。百叶窗式水平浓淡直流摆动式燃烧器，每角燃烧器共布置16层喷口，其中六层一次风喷口、八层二次风喷口（其中3层布置有燃油装置分别是AB、BC、DE层）。一次风喷口均布置有周界风，在炉膛垂直高度空间上，燃烧器两组布置格局，即A、B、C三层为下组， D、E、F三层为上组，A层布置有微油油枪。磨煤机为沈重MGS4062型双进双出钢球磨煤机，每台机组配置3台。每台磨煤机配2台分离器、两个煤仓，每台分离器引出4根煤粉管至炉膛，每台分离器4根煤粉管布置于锅炉四角同一高度，设计煤粉细度R90取11%。
2015年进行了低氮燃烧改造，主要进行了以下改造：1）更换五层一次风喷嘴体以及一次风喷口，A层一次风为小油枪煤粉点火装置，未改动，更换B、C、D、E、F五层一次风喷嘴体、仍沿用目前低阻力、高浓缩比的新一代水平浓淡燃烧器，在燃烧器出口增加了小钝体。2）提高燃尽风标高并新增一层高位燃尽风喷口，取消现有OFA燃尽风，增加三层高位燃尽风，调整高位燃尽风标高，使得燃烧器形成深度空气分级。3）二次风大风箱改造，高位燃尽风标高确定后，将大风箱整体向上延伸与现有大风箱连接，高位燃尽风的风箱与大风箱连成一个整体。
二、低氮改造后存在的问题
低氮燃烧器改造后因采用低温、低氧燃烧，在一定程度上能使NOx的排放水平降低，但煤粉在低温缺氧情况下着火推迟，同时燃烬能力下降，炉内燃烧工况较改造前变差，改造前原采用的配煤、配风方式很大程度上不适用，对锅炉的蒸汽参数、飞灰炉渣、排烟温度、热工品质等指标产生新的影响，同时锅炉低负荷稳燃能力下降。改造时，改变了燃烧器一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积，造成二次风与一次风的混合延迟，不利于煤粉气流的着火和燃烧。在燃用设计煤种时飞灰可燃物升幅仍可达1—2个百分点。
三、低氮改造后出现问题的处理
低氮改造前燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤、晋北烟煤、神华煤飞灰含碳量均能控制在2.5%及以下。低氮改造后，在燃用阳泉无烟煤、晋中贫煤时，飞灰含碳量飞速飙升最高达8%，为降低飞灰含碳量和降低燃煤采购成本在继续采购上述煤种的同时、也购入了部分煤泥进行掺烧。
根据来煤情况我厂进行了不同情况的掺烧试验，配方方面分别进行了正宝塔形式、倒宝塔形式、倒宝塔缩腰配风方式、均等配风方式等，由于来煤煤种涉及较多在配煤上进行了：1）底层高挥发煤种、上层低挥煤种；2）底层低挥发煤种、上层高挥煤种；3）高低挥煤各层配煤方式，得到我厂最优配煤方式与其他配煤方式对比简单介绍如下；
3.1 公路低挥混煤：神华煤为1：1，采取分仓上煤的方式#1、#3、#5仓上低挥发混煤，#2、#4、#6仓神华煤，采取到宝塔配风方式，飞灰含碳量可有效控制在2%左右、氮氧化物明显降低。当采取正宝塔配风方式时在同样的掺烧比例下飞灰含碳量大幅升高、氮氧化物升高。下表是典型配风方式效果。
3.2 天成煤与神华煤或轩岗、串草礦煤掺烧，掺烧比例1：1时并采取倒宝塔配风方式，无论是采取分仓上煤（1、3、5仓天成，2、4、6仓高挥煤种）还是采取上下分层（1-3仓天成，4-6仓高挥煤）飞灰含碳量均升高非常明显，经逐仓减少至#1仓上天成煤，#2仓、#3仓上公路低挥混煤，#4、#6仓上高挥发煤种、#5仓上其它补充煤种，飞灰含碳量均可控制在4%左右。
四、结束语
1. 煤种进行掺烧是：1）尽可能多掺烧高挥发煤种，挥发分高于30%的煤种尽量分磨掺烧，防止爆磨；2）尽量减少低于改造前设计煤种的掺烧，如必须掺烧应放在下层燃烧器对应的磨煤机和煤仓；3）高挥发煤种和低挥发煤种采取同磨分仓上煤方式。
2. 考虑稳燃、低氧、分级，配风方式宜采用缩腰倒宝塔型，即：下层风门开度30-50%，中间风门开度不宜小于10%，上层风门开度50-70%，不建议SOFA风门开度长期在100%。当负荷降低时，在保证稳燃的基础上经济煤种掺配比例可增大，对控制NOx的产生有利。
3. 尽量少燃用低于原设计煤种，在兼顾经济性的同时适当多掺烧高挥发分煤种，在保证磨煤机出力及磨煤经济性的情况下，适当降低煤粉细度。
通过以上分析，低氮燃烧改造后，引发的飞灰含碳量升高问题可通过配煤掺烧、燃烧优化调整进行解决。
参考文献：
[1]彭硕. 火电厂配煤掺烧方法存在的问题及处理[J]. 电子制作， 2016（10）：97-97.
[2]邹光球， 黄敏， 向春波，等. 基于飞灰含碳量预测的火电厂配煤掺烧燃料成本计算[J]. 化工装备技术， 2015（3）：29-31.
[3]李吉峰， 孙恒洲， 孟繁光. 火电厂配煤掺烧方法研究[C]// 发电厂锅炉优化改造与配煤掺烧技术经验交流研讨会. 2015.
（作者单位：石家庄良村热电有限公司）
作者简介：墨庆锋（1974.12.27），性别：男；籍贯：河北省石家庄市；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；职务，锅炉主管；研究方向：工程技术。