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锅炉水处理复习题
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330MW机组锅炉运行排放烟气参数异常分析及治理
　　330MW机组锅炉运行排放烟气参数异常分析及治理
　　孙雪峰 马建强(山东魏桥创业集团滨州高新铝电股份有限公司 山东 滨州 256200)
　　摘 要： 介绍了330 MW机组由于锅炉运行异常,导致排放烟气参数超标等问题，分析了锅炉设备及锅炉运行中存在问题，并深入剖析了低氮燃烧器的工作原理及优缺点，针对存在的问题,提出整改措施并通过燃烧调整解决问题。
　　关键词： 低氮燃烧器;NOx参数;锅炉燃烧调整
　　1. 锅炉本体及燃烧系统设备
　　我厂330 MW机组配套的锅炉是无锡锅炉厂生产的UG--M，亚临界一次中间再热自然循环汽包炉，丌型露天布置，平衡通风，单炉膛，四角切圆燃烧，固态排渣。制粉系统采用双进双出钢球磨正压冷一次风机直吹式，每台锅炉配三台MGS-4360型磨煤机，一台磨煤机对应二层一次风。煤粉细度R90=6%。主蒸汽汽温采用二级喷水减温，再热汽温采用烟气挡板调温和喷水减温。每台磨煤机对应2层共8只燃烧器，三台磨煤机共有6层24只燃烧器;从下到上分别是A层、B层、C层、D层、E层、F层，其中A层、B层是2-1磨煤机连接的燃烧器，D层、E层是2-3磨煤机连接的燃烧器。为节约点火用油，B层火嘴采用烟台龙源电力有限公司的微油点火装置对2-1磨煤机进行改造，将B层火嘴改造为出力为160kg/h的微油点火燃烧器,设计煤种机组负荷350MW时对应的煤量是158.101t/h。
　　工程设计概况
　　表1锅炉主要设计参数
　　项 目单位VWOT-MCRTHATRL50%THA高加全切
　　过热器出口流量t/h
　　过热器出口温度℃543543
　　过热器出口压力MPa18.418.418.8.1
　　再热器出口流量t/h976..8
　　再热器进口压力MPa4.023.823.63.791.783.53
　　再热器出口压力MPa3.83.623.43.591.683.34
　　再热器进口温度℃327.22.
　　再热器出口温度℃542542
　　省煤器进口温度℃7.8.7
　　减温水温度℃180.80.
　　表2锅炉设计煤种和校核煤种的煤质资料
　　项目符号单位设计煤种校核煤种
　　收到基低位发热量Qnet.arKJ/Kg
　　收到基水分Mar%6.426.0
　　干燥无灰基挥发分Vdaf%14.020.04
　　收到基灰分Aar%27.
　　收到基碳Car%56.
　　收到基氢Har%2.492.837
　　收到基氧Oar%3.653.686
　　收到基氮Nar%1.020.645
　　收到基硫Sar%2.311.867
　　可磨系数HGI 68
　　灰变形温度DT ℃
　　灰软化温度ST ℃
　　灰流动温度FT ℃
　　2.主、辅机设备形式及参数
　　我厂330MW燃煤机组工程采用无锡华光锅炉股份有限公司生产的亚临界参数、UG--M型的自然循环汽包锅炉;直流式百叶窗水平浓淡燃烧器，四角布置，切向燃烧方式，尾部双烟道布置，烟气挡板调节再热汽温，喷水减温控制过热汽温，容克式三分仓回转式空气预热器，固态除渣，一次中间再热，平衡通风，全钢构架，露天布置。最大连续蒸发量(T-MCR)1122t/h,过热器出口蒸汽压力18.4MPa，过热器出口蒸汽温度543℃，再热器出口蒸汽温度542℃。一次风机选用沈阳鼓风机(集团)有限公司DFG20.5F-C6B型风机，电机选用上海电气集团上海电机有限公司生产的STMKKD450-4L型电机，电机额定功率1500KW，额定电流168A，为实现节能一次风机调节使用变频调节;引风机选用沈阳鼓风机通风设备有限责任公司生产的AN-30/V13+4型静叶调节风机，电机选用上海电气集团上海电机有限公司生产的STMKKD560-8L型电机，电机额定功率2200KW，额定电流256A;送风机选用沈阳鼓风机(集团)有限公司生产生产的ASN-型动叶叶调节风机，电机选用湘潭电机股份有限公司生产的YKK500-4L型电机，电机额定功率800KW，额定电流93.3A。电机电压均为6000V，每台炉烟风系统按双路系统布置，在送风机、一次风机入口设有消音器。磨煤机采用北方重工生产的MGS4360双进双出磨煤机，分离器采用静态分离器，密封风机选用沈阳高科电力设备有限公司生产的MF9-28-12№9.2D型风机，配套电机为重庆赛力盟电机有限公司生产的Y2-280M-4，额定功率90KW，额定电流167.4A。
　　3.存在问题
　　#1锅炉投运以后，锅炉燃烧工况一直存在问题，发生过几次因锅炉结焦严重掉焦，而引起MFT动作(主燃料跳闸)锅炉灭火的事故，并且正常运行中，一直存在排放烟气中NOx数据超标的问题，空预器入口锅炉设计排放烟气NOx为450mg/NM3,但实际测量数据大大超出该设计值，平均值约为900 mg/NM3，给脱硝设备造成很大压力，造成机组脱硝投资费用增加，脱硝设备损耗增加，严重影响锅炉机组的安全经济运行。
　　下表格数据为各炉排放烟气数据
　　项目1-11-22-12-23-13-24-14-2
　　O23.84.44.754.985.95.35.25.1
　　NO(PPM) (试验室测量值).2
　　NO(mg/m3) (试验室测量值) 490 467 674 847810
　　NOx(mg/Nm3)(计算值)867 745 719 702 710 985
　　机组负荷(MW)
　　4.原因分析及技改措施
　　1)煤质分析。锅炉燃用煤质来源，均为储煤公司来煤，运输方式为汽车公路运输，煤质均为混煤，存在煤质混合不稳定的因素。
　　2)锅炉采用低氮燃烧器，其中AB、BC、CD二次风喷口为小喷口，存在二次风补入不足的问题，造成煤粉燃烧不完全，烟气排放参数超标;由于锅炉运行中存在结焦问题，D层粉一直没有投入运行，造成其它几层一次风喷口燃烧器热负荷过高，影响锅炉燃烧正常;为防止结焦，锅炉运行中将上层顶部燃尽风关小或全关，失去了锅炉分级送风降低NOx生成量的作用，燃烧后期供风无法正常保证，造成烟气排放参数超标。
　　3)制粉系统采用双进双出磨煤机，分离器为静态分离器，分离器出口4根一次风管煤粉浓度存在偏差，各燃烧器间的一次风分配明显不均，影响炉内的燃烧工况，造成火焰偏斜，炉膛热负荷和汽温偏差，严重时将引起高温腐蚀，爆管等问题，煤粉偏差多的一次风管道总阻力系数大，风量相应就减小，严重时可能会引起水平管道内煤粉沉积，最终导致堵管现象，引起相应的燃烧器烧坏，而风量严重偏少的燃烧器附近易形成还原性气氛，使该区域的灰熔点降低，增加了附近炉墙上结焦的可能性;相反，煤粉越少的一次风管道的总阻力系数越小，风量自然增大，严重时可能导致该燃烧器出口煤粉浓度降低，风速增加，严重时可能导致该燃烧器出口煤粉气流着火推迟燃烧不稳定，煤粉分配偏差太大，将无法控制单个燃烧器附近区域的气氛，因而无法保证低NOx燃烧。
　　4)锅炉设计切圆偏大，设计直径为为932mm/1090mm，造成一次风煤粉气流容易发生偏斜，冲刷炉墙水冷壁，发生结焦等问题，影响锅炉的正常运行。
　　5.技改措施
　　1)针对锅炉燃用煤质问题，加强对入厂煤的化验检测，对不合格煤车进行退货处理;要求燃料车间，加强配煤工作，负荷锅炉燃用设计煤质参数。
　　2)对燃烧器AB、BC、CD二次风喷口这三层小喷口进行技改，更换大喷口，增大1/3面积，合理补充燃烧用二次风;制定锅炉燃烧调整试验，通过燃烧调整试验，解决由于锅炉运行中存在结焦的问题，将D层粉投入运行，降低其它几层一次风喷口燃烧器煤粉量，使锅炉燃烧正常。
　　3)为防止结焦，锅炉运行中将上层发挥顶部燃尽风室作用，实现根据分级送风原理而降低NOx生成量，既能保证燃烧后期供风，又能达到分级送风的目的，每角燃烧器上部有三个顶部燃尽风室(一个C-OFA和两个S-OFA)，C-OFA反切12度，S-OFA反切18度，以削弱炉膛上部烟气旋转，降低炉膛出口烟温偏差。
　　4)对制粉系统采用双进双出磨煤机出口分离器进行技改，加装双可调煤粉分配器，分配后的浓、淡两股气流在分配器出口汇合，由相应的煤粉管道送往炉内，这样既可实现对每根通往燃烧器的输粉管道的煤粉及空气流量进行调整和控制，在需要实现风、粉均匀分配的场合，通过对该煤粉分配器的调节，可实现完全均匀的煤粉和空气的分配，并且煤粉流量和空气流量可以分别调节，可容易地将煤粉和空气的分配偏差控制在±10%以下，保证燃烧器各喷口燃烧正常。
　　5)将锅炉设计切圆减小，经核算更改设计直径为为500mm/800mm，且更改后，重新做锅炉冷态空气动力场试验，保证锅炉冷态工况良好，减少热态运行时一次风煤粉气流冲刷炉墙水冷壁的情况，保证影响锅炉的正常运行。
　　6.结束语
　　通过对锅炉燃烧设备进行改造及锅炉燃烧优化调整，保证锅炉燃烧稳定，烟气排放运行参数达到设计运行要求，实现了锅炉机组安全经济稳定运行，为环保及能源环境的和谐奠定基础。
　　参考文献:
　　[1]张磊.超超临界火电机组丛书(锅炉设备与运行)[M].中国电力出版社，2007.
　　[2]火电厂锅炉系统级优化运行，中国电力出版社，2011.
　　[3]王亚超，赵群，陈延平，于海.锅炉分册.中国电力出版社，2010.
　　[4]樊泉桂，魏铁铮，王军.火电厂锅炉设备及运行.中国电力出版社，2001.
　　[5]中国电力企业联合会科技服务中心，华中科技大学能源与动力工程学院.锅炉机组节能.中国电力出版社，2008.
　　[6]廖宏楷，王力.电站锅炉试验.中国电力出版社，2007.
　　[7]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整.中国电力出版社，2007.&& 来源：《2013火电厂污染物净化与节能技术研讨会论文集》
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