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【摘 要】目前，我国的主要发电类型是火力发电，其它的发电方式或是产出效率较为低下，还不足以满足我国如此庞大的人口用电所需，或是因为科技还不够完善，不能广泛应用。因此，火力发电仍然是我国现阶段的主要供电来源，但是其火力发电的污染较为严重，必须要引入相应的新技术来控制污染物的排放，在这种情况下，低氮燃烧改造技术应势而生，将低氮燃烧技术良好的应用于火电厂锅炉发电进程中，加强烟气净化系统，可以有效的减少锅炉的烟气排放量，降低锅炉的烟气污染物的产生量，极大的解决烟气排放所导致的一系列环境污染问题。为顺应当代可持续发展观念，同时还要满足我国十几亿人口的用电所需，就要对低氮燃烧改造技术的应用重视起来，并相应的加大对该技术的研究力度。
【关键词】火电厂;锅炉;低氮燃烧;改造
火电厂锅炉低氮燃烧改造工作技术性强，工艺标准高，专业要求严格，实施过程复杂。这项工作能够使锅炉燃烧工作效率得到明显提高，并对氮氧化物排放量进行有效控制，提高火电厂日常工作及服务质量。随着环保意识的增强，相关从业人员要对生态环境质量加以保护，依据外部情况，升级改造锅炉低氮燃烧，使其满足工艺生产及社会发展要求，增强设备性能，实现生产效益和环境效益。
一、低氮燃烧技术情况
降低NOx排放，能够对大气污染进行有效控制。该过程中，以低氮燃烧技术为主，烟气脱硝技术为辅。其中，低氮燃烧技术与NOx生成机理存在关联性，主要构成元素有低氧燃烧、烟气再循环等。通过在纵向位置设置燃烧器，促进氧化还原、主还原、燃尽区三个板块的形成。该过程中，还能够依据各锅炉情况，在合适的位置归放燃烧器，便于锅炉内部有机燃料和配风低温、低氧燃烧，并实现分区和分级，从而对NOx排放量进行有效控制，达到良好的清洁燃烧效果。
二、NOx治理现状
根据国内外相关研发人员对NOx的危害、有机燃料燃烧中NOx的生成机理以及降NOx技术的分析与研究结果显示，大致可将NOx分成热力型NOx、燃料型NOx和快速性NOx三种，而我国火电厂锅炉燃烧中产生的氮氧化物主要为燃料型NOx，低氮燃烧技术也主要针对燃料型NOx。其中热力型NOx是锅炉内局部高温生成的，生成量对空气污染基本不构成威胁。降NOx方法可分为三个阶段，即燃烧前、燃烧中以及燃烧后的处理，其中燃烧前脱氮是通过在燃料燃烧前将燃料转化成低氮燃料，但这种技术相对复杂，难度较大且成本较高，在我国也仅处于研究阶段，暂未投入使用。燃烧中脱氮主要通过抑制NOx的生成，再将已生成的NOx进行还原。燃烧后脱氮即烟气脱硝，主要通过选择性催化还原法、非催化还原法、液体吸收法等技术来实现降低NOx生成量。
三、火电厂锅炉低氮燃烧改造和运行优化
（一）火电厂锅炉燃烧改造
因为目前的中国科技技术还达不到全面实现核能产电，因此，其主要发电方式仍为火电厂发电，为解决其环境污染问题，就要相应的应用低氮化燃烧改造技术，使得我国的火电厂发电走向可持续发展道路。其低氮化燃烧改造的核心就是使用垂直煤粉超浓缩分离技术，将传统的燃烧方式升级为立体分级燃烧方式。在实际的改造过程当中，需要将原锅炉中的燃烧器进行重新改进和布局，全面更换为低氮燃烧器、其煤粉喷嘴换为上下摆动结构并且垂直浓淡分离，以达到提升低氮燃烧器的烧热效率和降低NOx排放量的目的。
（二）改造主燃烧器
改造主燃烧器时，不仅要对主燃烧器标准高度进行确定，还要对四角风箱风道、挡板风箱位置等进行科学固定，更换全部喷口、弯头等，确保各构件均达标。最末层以轴向插入式等离子燃烧器形式存在，还要对余下一次风燃烧器进行更改，使其转换为浓淡燃烧器，上浓下淡或者下浓上淡。该背景下，高耐热性钢板应用效果好，使四层中间二次风喷口保持封闭状态，同时更换余下的二次风喷口，还要兼顾贴壁风喷口布置，确保水冷壁表层有足够的氧气，避免因氧气量不达标，出现围炉内温度过高、结渣，发生腐蚀。除此之外，还需要更改其余二次风喷口，使射流方向发生改变，对一次风射流方向和其他二次风喷口角度进行重点控制，使前期缺氧燃料和后期供给氧得到充分混合。
（三）OFA噴口及二次风的设计
OFA是锅炉燃烧系统中的一种喷口，因其结构简单而被广泛应用。在低氮燃烧技术改造过程中，应尤其注意在原有的锅炉燃烧系统对于OFA喷口的二次使用问题。在主燃烧器上层的OFA喷口结合反切作用，用以控制炉内的气流，减少炉内出烟口的温度偏差。若原OFA喷口的尺寸、设置风速及风量不符合低氮燃烧技术的改造方案，可利用耐热板进行封堵或重新改造。在燃烧器上端布置比例较大的二次风，可将炉内燃烧的空气进行分级燃烧，有效控制氮氧化物的生成，保证锅炉燃烧效率。另外，还应将燃尽区的位置与大小考虑到二次风设计中。
（四）火电厂低氮燃烧运行优化
将传统燃烧器全面更换为低氮燃烧器后，需要进行相应的优化工作，以达到全面保证锅炉的正常运作的同时提高其电能产出率，扩大火电厂经济效益，减小汽温和两侧烟温的差距。目前我国所常用到的火电厂低氮燃烧运行优化措施大致分为调整摆角和燃尽风;调整一次风、二次风、周界风;调整炉膛氧量;调整煤粉细度等几个措施。
调整摆角和燃尽风指在汽温较高的情况下，适当的降低燃烧器摆角并且优化燃尽风，可以有效降低含氧量，使得燃烧率升高，明显提高其低氮燃烧效率。
调整一次风、二次风、周界风指通过实现二次风组合适当将主燃烧区实现低氧燃烧，结合相应的参数进行实际调整，通过实际的低氮燃烧情况进行更加适合的调整二次风工作。
调整炉膛氧量指将炉膛中的含氧量控制在2.5%-3.5%之间，可以明显达到降低NOx排放量的作用，还可以保证锅炉长期维持一个良好的工作效率状况。
调整煤粉细度则是对分离器转速或挡板间隙进行适当调整，通过提高转速或减小间隙来降低煤粉细度，最终使得进入炉膛的煤粉燃烧更加充分，有效的防止了因低氧环境而导致温度超标或受热面超温的情况发生，从而提高其锅炉运作的安全稳定性。
（五）炉内含氧量的优化调整
为降低炉内氧气的增加而增加氮氧化物的排放量，可以通过控制炉内含氧量来降低氮氧化物的生成量，正常情况下，炉内含氧量越低，氮氧化物排放量也就越少，但经试验后发现，炉内含氧量过低会造成飞灰可燃物增高，燃尽废物中的含碳量过高等状况的发生，所以经过长时间的实践总结出，最好将炉内氧量控制在低于3.5%高于2.5%，在降低火电厂氮氧化物排放量的同时确保锅炉燃烧的工作效率。
四、结论
综上所述，为了提高火电厂锅炉厂的锅炉运行效率，进一步实现低氮燃烧，有必要对火电厂锅炉低氮燃烧改造进行研究，通过对火电厂锅炉的燃烧系统进行优化调整，找出有效的运行方式，降低NOx的排放量，使排放量达标是实现火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整的重中之重。火电厂锅炉的燃烧调整、优化运行也是节能降耗、提高能源利用率的有效措施，同时降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用。
参考文献：
[1]胡朝日，潘宇.火电低氮燃烧器的改造与应用思考[J].低碳世界，2015，26（2）：36-37.
[2]斯琴高娃，蔡文龙.火电厂低氮燃烧改造技术的应用[J].环境与发展，2014，17（12）：81-83.
[3]唐利兴.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析[J].机械管理开发，2018，5（1）：63-64.
[4]王春桥，卢宏源，王怀欣.火电厂贫煤锅炉低氮燃烧器改造浅谈[J].低碳世界，2017，22（2）：79-80.
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）
【关键词】火电厂;锅炉;低氮燃烧;改造
火电厂锅炉低氮燃烧改造工作技术性强，工艺标准高，专业要求严格，实施过程复杂。这项工作能够使锅炉燃烧工作效率得到明显提高，并对氮氧化物排放量进行有效控制，提高火电厂日常工作及服务质量。随着环保意识的增强，相关从业人员要对生态环境质量加以保护，依据外部情况，升级改造锅炉低氮燃烧，使其满足工艺生产及社会发展要求，增强设备性能，实现生产效益和环境效益。
一、低氮燃烧技术情况
降低NOx排放，能够对大气污染进行有效控制。该过程中，以低氮燃烧技术为主，烟气脱硝技术为辅。其中，低氮燃烧技术与NOx生成机理存在关联性，主要构成元素有低氧燃烧、烟气再循环等。通过在纵向位置设置燃烧器，促进氧化还原、主还原、燃尽区三个板块的形成。该过程中，还能够依据各锅炉情况，在合适的位置归放燃烧器，便于锅炉内部有机燃料和配风低温、低氧燃烧，并实现分区和分级，从而对NOx排放量进行有效控制，达到良好的清洁燃烧效果。
二、NOx治理现状
根据国内外相关研发人员对NOx的危害、有机燃料燃烧中NOx的生成机理以及降NOx技术的分析与研究结果显示，大致可将NOx分成热力型NOx、燃料型NOx和快速性NOx三种，而我国火电厂锅炉燃烧中产生的氮氧化物主要为燃料型NOx，低氮燃烧技术也主要针对燃料型NOx。其中热力型NOx是锅炉内局部高温生成的，生成量对空气污染基本不构成威胁。降NOx方法可分为三个阶段，即燃烧前、燃烧中以及燃烧后的处理，其中燃烧前脱氮是通过在燃料燃烧前将燃料转化成低氮燃料，但这种技术相对复杂，难度较大且成本较高，在我国也仅处于研究阶段，暂未投入使用。燃烧中脱氮主要通过抑制NOx的生成，再将已生成的NOx进行还原。燃烧后脱氮即烟气脱硝，主要通过选择性催化还原法、非催化还原法、液体吸收法等技术来实现降低NOx生成量。
三、火电厂锅炉低氮燃烧改造和运行优化
（一）火电厂锅炉燃烧改造
因为目前的中国科技技术还达不到全面实现核能产电，因此，其主要发电方式仍为火电厂发电，为解决其环境污染问题，就要相应的应用低氮化燃烧改造技术，使得我国的火电厂发电走向可持续发展道路。其低氮化燃烧改造的核心就是使用垂直煤粉超浓缩分离技术，将传统的燃烧方式升级为立体分级燃烧方式。在实际的改造过程当中，需要将原锅炉中的燃烧器进行重新改进和布局，全面更换为低氮燃烧器、其煤粉喷嘴换为上下摆动结构并且垂直浓淡分离，以达到提升低氮燃烧器的烧热效率和降低NOx排放量的目的。
（二）改造主燃烧器
改造主燃烧器时，不仅要对主燃烧器标准高度进行确定，还要对四角风箱风道、挡板风箱位置等进行科学固定，更换全部喷口、弯头等，确保各构件均达标。最末层以轴向插入式等离子燃烧器形式存在，还要对余下一次风燃烧器进行更改，使其转换为浓淡燃烧器，上浓下淡或者下浓上淡。该背景下，高耐热性钢板应用效果好，使四层中间二次风喷口保持封闭状态，同时更换余下的二次风喷口，还要兼顾贴壁风喷口布置，确保水冷壁表层有足够的氧气，避免因氧气量不达标，出现围炉内温度过高、结渣，发生腐蚀。除此之外，还需要更改其余二次风喷口，使射流方向发生改变，对一次风射流方向和其他二次风喷口角度进行重点控制，使前期缺氧燃料和后期供给氧得到充分混合。
（三）OFA噴口及二次风的设计
OFA是锅炉燃烧系统中的一种喷口，因其结构简单而被广泛应用。在低氮燃烧技术改造过程中，应尤其注意在原有的锅炉燃烧系统对于OFA喷口的二次使用问题。在主燃烧器上层的OFA喷口结合反切作用，用以控制炉内的气流，减少炉内出烟口的温度偏差。若原OFA喷口的尺寸、设置风速及风量不符合低氮燃烧技术的改造方案，可利用耐热板进行封堵或重新改造。在燃烧器上端布置比例较大的二次风，可将炉内燃烧的空气进行分级燃烧，有效控制氮氧化物的生成，保证锅炉燃烧效率。另外，还应将燃尽区的位置与大小考虑到二次风设计中。
（四）火电厂低氮燃烧运行优化
将传统燃烧器全面更换为低氮燃烧器后，需要进行相应的优化工作，以达到全面保证锅炉的正常运作的同时提高其电能产出率，扩大火电厂经济效益，减小汽温和两侧烟温的差距。目前我国所常用到的火电厂低氮燃烧运行优化措施大致分为调整摆角和燃尽风;调整一次风、二次风、周界风;调整炉膛氧量;调整煤粉细度等几个措施。
调整摆角和燃尽风指在汽温较高的情况下，适当的降低燃烧器摆角并且优化燃尽风，可以有效降低含氧量，使得燃烧率升高，明显提高其低氮燃烧效率。
调整一次风、二次风、周界风指通过实现二次风组合适当将主燃烧区实现低氧燃烧，结合相应的参数进行实际调整，通过实际的低氮燃烧情况进行更加适合的调整二次风工作。
调整炉膛氧量指将炉膛中的含氧量控制在2.5%-3.5%之间，可以明显达到降低NOx排放量的作用，还可以保证锅炉长期维持一个良好的工作效率状况。
调整煤粉细度则是对分离器转速或挡板间隙进行适当调整，通过提高转速或减小间隙来降低煤粉细度，最终使得进入炉膛的煤粉燃烧更加充分，有效的防止了因低氧环境而导致温度超标或受热面超温的情况发生，从而提高其锅炉运作的安全稳定性。
（五）炉内含氧量的优化调整
为降低炉内氧气的增加而增加氮氧化物的排放量，可以通过控制炉内含氧量来降低氮氧化物的生成量，正常情况下，炉内含氧量越低，氮氧化物排放量也就越少，但经试验后发现，炉内含氧量过低会造成飞灰可燃物增高，燃尽废物中的含碳量过高等状况的发生，所以经过长时间的实践总结出，最好将炉内氧量控制在低于3.5%高于2.5%，在降低火电厂氮氧化物排放量的同时确保锅炉燃烧的工作效率。
四、结论
综上所述，为了提高火电厂锅炉厂的锅炉运行效率，进一步实现低氮燃烧，有必要对火电厂锅炉低氮燃烧改造进行研究，通过对火电厂锅炉的燃烧系统进行优化调整，找出有效的运行方式，降低NOx的排放量，使排放量达标是实现火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化调整的重中之重。火电厂锅炉的燃烧调整、优化运行也是节能降耗、提高能源利用率的有效措施，同时降低发电成本，对电力企业参与电力市场竞争具有十分重要的作用。
参考文献：
[1]胡朝日，潘宇.火电低氮燃烧器的改造与应用思考[J].低碳世界，2015，26（2）：36-37.
[2]斯琴高娃，蔡文龙.火电厂低氮燃烧改造技术的应用[J].环境与发展，2014，17（12）：81-83.
[3]唐利兴.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析[J].机械管理开发，2018，5（1）：63-64.
[4]王春桥，卢宏源，王怀欣.火电厂贫煤锅炉低氮燃烧器改造浅谈[J].低碳世界，2017，22（2）：79-80.
（作者单位：华能海南发电股份有限公司东方电厂）