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鍋爐改造采取低氮燃燒技術，不僅可以大大地降低 NO 的排放量，還可以提高鍋爐工作的穩(wěn)定性和安全性，同時節(jié)約成本。 1、NO 治理現狀 國內外已對NO 的危害、燃煤發(fā)電燃燒過程中NO 的生成機理和降低NO 技術進行了較為充分的研究，可分為三種：熱力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ；其中，燃料型NO 約占80-90%，是各種低NO 技術控制的主要對象；其次是熱力型，主要是由于爐內局部高溫造成，快速型NO 生成量很少。NO 的控制方法可分為燃燒之前的處理、燃燒過程中的處理和燃燒后的處理。燃燒前脫氮是指把燃料轉化為低氮燃料，技術復雜，難度大，成本高，因此現在處于研究階段；燃燒中脫氮主要有：一是抑制燃燒中NO 的形成，二是還原已形成的NO ；燃燒后脫氮主要是指煙氣脫硝：包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法等。 目前被大家公認，并已在各燃煤機組鍋爐上廣為應用的降NO 方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術；燃燒中脫氮是根據NO 的生成機理采取的低氮燃燒技術主要是：低氧燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)等，該技術的主要機理就是將燃燒器通過縱向布置形成氧化還原、主還原、燃盡三區(qū)，對于四角切圓燃燒鍋爐還可通過橫向雙區(qū)布置形成近壁區(qū)和中心區(qū)兩個區(qū)域，從而實現燃料與配風在爐膛內分區(qū)、分級、低溫、低氧燃燒，降低煤粉燃燒過程中NO 生成量。 2、低氮燃燒技術應用改造后存在問題及原因分析 從低氮燃燒技術在大量電站燃煤鍋爐應用實踐證明，這項技術對于減少NO 的產生量是非常有效的。但是，在實際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號也不同，使得NO 的產生量也各不同，產生的問題也不盡相同。 2.1 增加灰和爐渣可燃物，導致爐效降低 改造低氮燃燒器后，NO 的產生量降低很多，但是在使用同一種煤種時，飛灰可燃物升幅也較大。主要原因是低氮燃燒技術使用的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區(qū)的溫度就會下降較多，煤粉是否著火就被控制并且推遲，并降低著火區(qū)的氧量，使煤粉燃燼能力下降，燃燒的過程被加長，飛灰和爐渣可燃物變多。部分鍋爐改造時改變了燃燒器的一、二次風噴口和燃燼風噴口的面積發(fā)生變化，致使一次風和二次風的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。
2.2 蒸汽參數偏離設計值，過熱器減溫水量增加或再熱器超溫
鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術改造后，一方面，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設計值的問題則加劇，過、再熱減溫水量增加。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐內溫度分布更加均勻，對于原來爐膛水冷壁的沾污結渣情況嚴重的則會改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過熱器溫升、再熱器溫升下降，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達不到超設計值。 低氮燃燒技術改造后，產生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多，由于煤粉燃燒的過程變長，加上燃盡風的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會降低，形成對流的受熱面的吸熱量就會增加，使得過熱器減溫水量增加。 2.3 鍋爐內部燃燒環(huán)境變壞，配煤、配風、穩(wěn)燃性變低 因采用低溫、低氧燃燒，爐膛溫度下降，在低溫缺氧的環(huán)境下煤粉就會推遲著火，而且燃為灰燼的能力也會變弱，鍋爐內的燃燒環(huán)境和改造之前比變差。 在鍋爐改造前使用的配煤、配風方式很大程度上不適用，不僅會對鍋爐的各項指標產生影響，還會使鍋爐低負荷穩(wěn)燃的能力變低。 2.4 鍋爐對煤的種類適應性變差 低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和鍋爐的經濟性。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會打破一開始鍋爐的經濟指標和環(huán)保指標的平衡關系。若使用高熱值、高揮發(fā)的煤種時，NO 的排放濃度雖略有增加但較易調整控制；若使用的煤種是劣質的或者含的水分較多會稍許減少NO 的排放量，但是比較難控制。 3 鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應對策略 現在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時該技術的應用中出現的問題正逐漸暴露。針對已經出現的問題，提出以下解決策略： 3.1 改造前的充分評估 鍋爐的各項排放指標都很重要，尤其是NO 的排放濃度與煤種、鍋爐選型、燃燒器型式密切相關，對于在運鍋爐，爐型已確定，但由于近年來，燃煤電廠為了自身利益，鍋爐燃用的煤質大多進行摻混且劣于原設計煤種，因此，在使用低氮燃燒技術改造之前，首先應充分評估鍋爐現有主要燃用煤種和常用煤種，在改造可行性論證中由于煤種選定不當造成改造后NO 減排效果不明顯并產生新的問題的不乏其數，其次是對在運鍋爐進行摸底試驗，充分評估鍋爐運行中存在的燃燒性能、蒸汽參數、受熱面壁溫、結焦結渣、運行調整、熱工自動等方面的問題，提出科學合理改造預期目標，權衡鍋爐經濟指標和環(huán)保指標，逐漸解決現有問題，杜絕新問題出現 3.2 優(yōu)化調整，使用科學的燃燒方法 鍋爐低氮燃燒器經過改造后，燃燒器的型式已確定，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種產生的 NO 的量也會不同，由此可見起主導作用的是鍋爐的運行方式。因此，為了降低 NO 的排放量，必須人們優(yōu)化調整燃燒方法，并且在滿足環(huán)保排放要求的前提下要最大程度兼顧運行經濟性。 3.2.1 鍋爐內分層配煤混合燃燒 在保證排放氣體的濃度符合環(huán)保要求并且燃燒穩(wěn)定的情況下，要使用最經濟的煤種，在爐內分層燃燒，既可保證鍋爐的穩(wěn)定性也可以控制 NO 的產生。 3.2.2 優(yōu)化熱工的自動控制 利用低氮技術改造后，鍋爐內的燃料燃燒時間變長，因此要優(yōu)化調整熱工的控制系統(tǒng)和控制曲線。根據鍋爐在實際工作中出現的問題，應該優(yōu)化所需的控制曲線及控制系統(tǒng)，改善其在有負荷時的響應能力。 3.2.3 持續(xù)燃燒優(yōu)化調整 鍋爐低氮燃燒技術改造后，除與燃用煤種有關外，主要與鍋爐的運行方式有關，鍋爐運行氧量、配風方式、磨煤機運行組合方式等在煤種變化和負荷變化后都要進行摸索優(yōu)化，根據鍋爐燃燒優(yōu)化調整試驗，當煤質有較大變化后，一般需近兩個月的調整，才能摸索出環(huán)保排放指標和運行經濟指標均兼顧的規(guī)律，因此持續(xù)燃燒優(yōu)化調整是必不可少。
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