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【摘要】由于电厂长期燃烧高水分褐煤，以及煤种煤质不稳定等多重原因，导致锅炉燃烧排放氮氧化物值一直很高，因此，控制氮氧化物的排放量是迫切需要完成的工作。这需要采用良好的炉内低氮燃烧方式，抑制氮氧化物的生成。在锅炉的尾部烟道加装脱硝装置，把粉煤燃烧形成的氮氧化物转化成无害的氮气和有用的氮肥。
【关键词】电厂锅炉；低氮燃烧改造；运行优化调整
引言
随着中国燃煤电厂的不断发展以及环保形势的不断严峻，近年来，中国针对燃煤电厂大气污染物排放的控制出台了多项法规、政策、标准，对于近年来国内多个城市频繁出现的雾霾天气，国家越发关注和重视大气污染物的排放，作为火力发电厂，大气污染物排放的有效控制更是迫在眉睫。近年来，严重雾霾相继笼罩我国许多重要城市，为人们敲响了大气污染的警钟。大气污染一个重要来源就是工业废气的排放。我国是锅炉使用大国，锅炉在国民经济中具有重要的作用。但是锅炉燃烧中会产生大量的NOx，而NOx是大气污染的一个重要物质，因此，为了控制大气污染的进一步恶化，有必要对锅炉进行技术改进，提高锅炉的工作效率，降低污染物的排放量，以达到清洁生产的目的。
一、低氮燃烧器改造方案
1、燃烧器型式选择
对于低氮燃烧改造方案，燃烧器型式的选择是一项关键技术之一。总体来讲，是被广泛应用的燃烧器型式，主要集中在水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃烧器这两大类。水平浓淡燃烧器能实现水平方向的煤粉浓淡分离，具有射流偏向炉膛中心、径向卷吸能力强、“风包煤”效果明显等特点；垂直浓淡燃烧器能实现垂直方向的煤粉浓淡分离，在燃烧组垂直方向布置上，可实现“浓浓-淡淡-浓浓”的布置方式，能够形成燃烧区宏观的浓淡分离效果。对于燃烧器型式的选择，还要注意浓淡分离效果。以及合理的分离比例与相关参数，是确保低氮燃烧的关键所在。
2、主燃烧器改造方案
主燃烧器标高不动，四角风箱风道及挡板风箱不动。更换所有的24支一次风燃烧器（喷口、喷嘴体及弯头），其中最下层一次风改造为等离子发生器轴向插入式的等离子燃烧器，其余20支一次风燃烧器改为上下浓淡燃烧器（上浓下淡或下浓上淡）。
采用耐热钢板封闭四层中间二次风喷口。其余全部二次风喷口都更换，其中上三层二次风及中间二层二次风喷口两侧要布置有贴壁风喷口，贴壁风起到向水冷壁表面及时补充氧气的作用，防止结渣及高温腐蚀。
改变二次风喷口射流方向，通过改变喷口射流方向，除下层二次风外，其它二次风喷口都与一次风射流方向呈10度角偏置布置。保证早期缺氧燃烧及后期氧的及时混合。
3、OFA喷口选择及SOFA风设计
原有锅炉燃烧系统中常常设OFA喷口，能否利旧使用，也是低氮燃烧技术改造过程中要重点考虑的一个问题。主燃烧器上层OFA喷口常常反切，以削弱炉膛气流旋转，减小炉膛出口烟温偏差，效果较为明显。如果原OFA喷口尺寸、以及风速风量设置与低氮燃烧技术改造方案有冲突的情况，也可将其封堵或改造利用。将较大比例的二次风（SOFA）布置在燃烧器的上部，实现锅炉燃烧的空气分级燃烧技术，不仅能够控制氮氧化物的生成，同时能够保证炉膛燃尽区进一步完全燃烧从而降低飞灰可燃物的含量，维持锅炉燃烧效率。SOFA风的存在，在于形成燃尽区。燃尽区的位置与大小是SOFA风设计的关键，SOFA喷口标高、SOFA喷口组数与层数、SOFA风风速与风量比例等参数应该被设计者重点考虑。
二、电厂锅炉低氮燃烧运行优化调整
1、一次风、二次风、周界风的调整
可以通过调节二次风门开度，保持主燃烧区域的低氧燃烧。燃尽风量越大，氧量越低，NOx浓度就越低。通过对机组300MW、240MW、210MW、180MW多个运行工况的实验对比分析，从缩腰、正宝塔、倒宝塔、均等配风等配风方式的改变，从中发现以倒宝塔配风的运行方式之下，NOx的生成量相对来说比较低，虽然能够减少对大气造成的污染，但是，在运行的过程中各个层的二次风开度却不能过大，应综合考虑NOx、锅炉效率等因素，中间层的二次风开度不能超过70%，对最上层的消旋二次风开度可以根据再热器的温度以及飞灰含碳量的情况进行适当的调整，但是最大也仅能开到35%，而在这种情况下，各层的周界风开度则需要保持15%-20%左右。最下层的二次风开度不能低于70%，过小时，煤粉缺氧燃烧不充分，导致飞灰可燃物高达4%。针对这种运行情况来说，由于二次风的组合方式、飞灰、锅炉汽温以及NOx排放量的影响较大，因此要对其运行进行优化的话，只能根据实际运行过程中煤质的变化情况进行相应的调整，同时要将制粉系统运行方式、负荷、锅炉工况作为主要的依据，并定期对锅炉的低氮燃烧的运行情况进行分析总结，以便从中发现问题、解决问题，更好的对电厂锅炉低氮燃烧进行优化。
2、优化调整摆角与燃尽风
根据试验可知，如果主燃烧器摆角低于30%，那么燃烧器上倾角度越大，那么炉膛两侧面的汽温和烟温差距会增大，所以在确保汽温相对较高的环境中，适当的降低燃烧器摆角。当SOFA1开启时，此时再热器两侧汽温将会显著偏差，所以此时尽可能的减小SOFA1开度，当然要确保NOx排放量足够的低。燃尽风摆角如果增加，必然会对锅炉汽温以及飞灰值等参数产生影响。不过这种影响力度并不强，不过如果摆角下倾，此时NOx的排放量就会增加显著，同时生成量也是如此。根据对低氮燃烧过程进行分析，以及结合锅炉的燃烧效率和NOx的排放，需要对摆角装置进行优化。适当的提升燃尽风的摆角并上倾，就能够有效规避两侧汽温的偏差，进而提升摆角运行功效。此外，优化调整燃尽风的根本目的，就是要在确保锅炉总风量稳定的前提下，结合具体的运行，假设负荷显著提升，那么就需要适当增大燃尽风的挡板，这能够降低NOx的排放量，与此同时也能够降低飞灰值参数。通过适当的调整和优化燃尽风，降低含氧量，能够使之维持在一个低氧的燃烧状态，那么上部燃烧就会得到强化，火焰将会上移，此时NOx的生成量就会下降，进而有助于提升发电厂锅炉的低氮燃烧效率。
3、炉膛氧量的优化调整
炉膛的氧量对锅炉运行NOx的排放量有着直接的影响，炉膛氧量越高，NOx的排放量就越高，两者直接呈正比例关系。为了避免炉膛氧量增加锅炉NOx的排放量，可以对炉膛氧量进行优化调整，如果按照理论上来讲，将炉膛氧量控制的越低，那么锅炉的NOx排放量就越少。但是实践中发现，如果炉膛内氧量过低的话，虽然能够有效的控制NOx的排放量，但是也会造成一些负面影响，例如，飞灰可燃物增高，炉渣内的含碳量过高等现象。根据实验表明，将炉膛氧量控制在2.5%至3.5%之间，不仅可以有效的控制NOx的排放量，而且能够保证电厂锅炉的效率。
结语
我国对于石化行业、钢铁行业以及水泥行业的投资与重视不断增高，而上述所说的行业对于蒸汽的需求量也在不断的提高，而现阶段的燃气锅炉已不能满足各大行业的基本需求，但是如果再重新修建一个燃气锅炉在建设的周期方面以及经济环保方面都是没有很大作用。所以需要人们设计好相关方案进行具体问题的解决。
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