锅炉运行中通过燃烧调整控制烟气CO排放的方法

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  【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:
  一、当前主要存在的问题
  (一)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。
  (二)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。
  (三)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。
  (四)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。
  二、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:
  (一)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
  三、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:
  (一)在负荷波动时,CO 还是会超限。
  (二)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。
  四、结论
  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:
  (一)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。
  (二)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。
  (三)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。
  (四) 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。
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