某2×660MW电厂#2机氮氧化物含量升高的分析

引言

当前,环保要求日益严格,各电厂对锅炉的环保参数也更加重视。某电厂#2机组脱硝入口氮氧化物频繁升高,对脱硝系统产生了不小的压力,导致喷氨量增大,从而引起空预器差压增大,影响机组的安全运行及环保参数。本文依据Nox生成原理,从生产实际情况出发,分析了氮氧化物升高的原因以及相应的控制措施。

1该厂氮氧化物升高实际情况分析说明

该电厂锅炉型号为DG2100/25.4-Ⅱ6型,采用前后墙对冲燃烧方式的旋流煤粉燃烧器,总共36只,分3层布置在前、后墙上,每层6只燃烧器:在前、后墙燃烧器的上方各布置了1层燃尽风,其中每层2只侧燃尽风(sAP)喷口、6只燃尽风(AAP)喷口:每层风室入口处均设置二次风挡板用以调节风室的进风量。

由于该厂#2机组经常出现Nox排放量增大的情况(主要是B侧脱硝入口),特此分析了A、B两侧的Nox排放量增大情况和机组负荷、总煤量、总风量、氧量、燃尽风、风箱二次风开度以及煤质、锅炉漏风、烟气流量偏差等因素的影响。

(1)降负荷对Nox排放量变化的影响非常明显,#2机组升降负荷时的各参数变化如表1和表2所示。

表1为#2机组大幅降负荷过程中各参数变化情况,表2为#2机组大幅升负荷过程中各参数变化情况。由表1可以看出,机组在降负荷过程中,总燃料量降低,氧量增加,Nox排放量显著增加。而由表2可以看出,机组在增加负荷时,Nox排放量增加不明显。因此,在今后升降负荷时,要控制降负荷速率,尽量避免快速降负荷。

(2)由于锅炉存在不同程度的漏风问题,造成排烟损失增加,过量空气系数也会随之增加,这就会使锅炉效率下降,造成消耗的燃料量增加。漏风还会导致火焰中心发生变化,如果火焰中心升高,就会使炉膛出口烟温升高,致使炉膛出口对流受热面结渣及过热器壁温升高。种种结果均会导致Nox排放量增加,所以,在正常运行中,必须严格控制锅炉漏风量,降低锅炉漏风率的同时也会降低Nox排放量。

(3)煤质的变化也会有一定的影响。入炉煤的热值如果过低,则锅炉带相同的负荷就会导致总煤量增加,从而导致磨煤机通风量也相应增大。还有煤中的水分过大,从燃烧角度来说,水蒸气对高温燃烧有催化作用,会加强煤的燃烧,提高火焰温度,使得炉膛温度随之上升,同时多余的水蒸气蒸发也会增加煤耗,从而导致热力型Nox排放量的增加。

(4)此外,#2机脱硝入口Nox排放量增大一般主要发生在B侧,有可能是两侧烟气流量分布不均导致,左侧烟气流量小,右侧烟气流量大,从而导致B侧脱硝负荷较大,造成Nox排放量超标。

(5)经统计,二次风箱挡板开度达到70%,右侧燃尽风挡板开度在65%时,Nox排放量逐渐上升,直至达到峰值。分析原因为燃烧器层二次风箱挡板开度过大导致炉膛富氧燃烧,而总风量一定导致燃尽风层风量减少,从而导致Nox排放量超标。

(6)上层磨煤机煤量快速变化,也会对Nox排放量造成影响很大。因此,在日常操作中应当尽量避免对上层磨煤机快速加减煤量。

(7)Nox排放量与氧量有直接的关系。氧量增大,Nox排放量也会随之增大。因此,在正常运行中要严格控制氧量,维持合适的过量空气系数。

(8)一次风影响。一次风风速的增加也会使锅炉Nox排放量相应增加。一次风速增加会使燃烧初期氧量增加,燃烧初期氧浓度上升,炉内风与粉的混合更快,空气分级程度就会下降,导致Nox生成量增加。现在该厂#2机由于一次风量不准,部分磨煤机热风调门解除自动调整,因而在降负荷过程中,热风调门在手动状态,不能及时调整,导致一次风量过大,从而造成了Nox排放量增长过快。

2降低氮氧化物含量的措施

(1)正常运行中,要注意监视锅炉燃烧情况,发现煤水比过低时要及时通知值长及部门领导,以便及时作出调整。热值高、煤质好时,维持外二次风开度为50%~60%,中心风开度维持30%~40%,磨煤机出口温度维持在83℃左右。热值低、煤质差时,维持外二次风开度在40%~50%,中心风开度维持20%,磨煤机出口温度维持在85~87℃。

(2)在启停磨煤机时,要注意冷热风门的开度,开度不可过大。在准备降负荷或停磨时,应适当提前关小热一次风调门,注意冷风调门开度不宜过大,以防煤量过小、风量过大的情况出现。

(3)在今后降负荷时,要特别注意控制降负荷速率,尽量避免由于负荷快速下降造成N0X严重且长时间超标的情况。

(4)在日常操作中,应当尽量避免对上层磨煤机快速加减煤量。

(5)在运行过程中,可以适当降低一次风母管压力,一次风偏置尽量维持负值。

(6)在燃烧稳定的情况下,将燃尽风适当开大,以降低炉膛出口烟气温度,减少N0X产生。燃尽风开度对飞灰和N0X排放浓度均有较大影响,可适当降低一、二次风量,以减少燃烧富氧区,并增大燃尽风开度来补充氧量,避免飞灰大幅度上升,保持机组运行经济性。

(7)调整各层燃烧器间的送风平衡,各风门开度偏差不能太大。

(8)保证合适的过量空气系数。负荷400MM以下时,氧量维持在3w5.%4~5.;400.550MM时,氧量维持在3~0.~4~0.;550~660MM时,氧量维持在2~5.~3~0.。

(9)除了以上控制N0X的措施以外,在停运磨煤机时,要注意以下几点:

1)磨煤机煤量降低时,要及时关小热风门,以减小冷风调门开度。

2)将待停磨煤机出口温度设定为75℃。

3)给煤机停运前关闭热风调门,热风调门关闭后立即停运给煤机,并保持冷风门开度30.~40.进行吹扫。

4)磨煤机停运后及时关闭冷风调门。

5)其他运行磨煤机,在降负荷时,要及时对热风门进行调整,避免一次风量过大。

3结语

本文详细总结了实际生产过程中氮氧化物含量增大的原因,并制定了相应的控制措施。经实际操作,脱硝入口氮氧化物含量显著降低,对其他电厂锅炉的运行有一定的指导意义,也为祖国的碧水蓝天做了绵薄的贡献。