贫煤锅炉燃烧过程中,保证贫煤燃料的稳定着火、燃烧及燃尽特性,必须充分满足和保证燃烧过程温度、氧量等要求,这一定程度上与NOx生成控制要求的低氧、低温条件存在矛盾.因此在贫煤锅炉应用低氮燃烧技术过程中,如何保证锅炉低氮燃烧,又不影响锅炉燃烧性能,一直以来都是低氮燃烧技术的难点.在锅炉低氮燃烧技术初步方案的基础上,通过系统分析与设计,提出了切实可行的低氮燃烧技术深度优化改造方案.针对某300 MW贫煤锅炉,通过数值模拟分析了空气分级低氮燃烧方式以及底二次风喷口面积对锅炉燃烧及NOx排放的影响.在锅炉增设3层新型SOFA风进行低氮燃烧改造初步方案基础上,通过进一步计算与分析,提出了增大底二次风喷口面积1.5倍的低氮燃烧深度优化改造方案.模拟结果表明,NOx排放量由原先的473.4 mg/m3减少为265.3 mg/m3,改造后NOx排放量减少了40％以上,同时能保证锅炉温度场和氧量场分布均匀.改造后锅炉实际运行结果表明,NOx排放量由优化前的481.6 mg/m3降至269.1 mg/m3,NOx排放量减少了44.1％,有效实现了贫煤锅炉安全、高效、低污染运行.

以国内某600 MW墙式切圆燃烧锅炉为研究对象,在炉膛关键区域布置了高温CO在线监测系统,通过试验与数值模拟计算,研究了炉膛CO生成特性与锅炉效率及NOx排放的关联特性,并建立了低氮综合燃烧指数,以平衡锅炉高效燃烧与低氮排放之间的矛盾.研究结果表明,该锅炉效率随监测的炉膛CO浓度增大呈现先增大后减小的趋势,炉膛NOx排放浓度随炉膛CO浓度的增大而逐渐降低;锅炉CO生成特性与锅炉效率及NOx排放均表现出了显著相关性,优化炉膛CO生成特性能够使得锅炉燃烧效率与氮氧化物排放的综合性能实现优化.锅炉实际运行中,可通过监测与调控炉膛CO浓度,获得低氮综合燃烧指数最大值,以有效平衡锅炉效率与NOx排放之间的矛盾,实现锅炉的高效、低氮运行.

为平衡燃煤电站锅炉低氮排放与高效燃烧之间的矛盾,针对某电厂1000 MW前后墙对冲燃烧锅炉,基于尾部CO/O2双参量在线监测技术,建立了不同典型运行负荷下,尾部CO体积分数与锅炉效率和NOx质量浓度的关联模型,并以综合经济指标为优化依据,对锅炉历史运行数据进行深入分析与挖掘,构建了锅炉尾部C O/O2双参量在线监测的锅炉燃烧优化系统,实时给出锅炉燃烧优化调整建议,并对该电厂典型运行负荷工况进行了现场试验验证.研究结果表明:在燃烧优化系统的指导下,通过调节尾部CO体积分数至优化值,锅炉在各个典型运行负荷下均实现了锅炉效率的提高和NO x质量浓度的降低,保证锅炉高效率运行的同时满足低氮排放要求,极大地提高了电厂运行的经济性.

针对烟气-烟气换热器(GGH)结垢堵塞问题,本文以某300 MW机组燃煤电厂湿法烟气脱硫系统的GGH为对象,通过对GGH结垢物进行X射线荧光光谱分析(XRF)表征,并结合电厂实际运行过程,确定了造成GGH堵塞的主要影响因素为除雾器性能、烟气特性、烟道结构和吹灰装置性能等.借助数值模拟计算方法,提出了该机组GGH的防堵塞优化措施为:将除雾器叶片间距由原来的38 mm改为26 mm,提高了除雾器的液滴捕集效率;将脱硫塔出口的水平烟道向上倾斜15°,促使脱硫浆液回流脱硫塔内的同时,改善脱硫系统的烟气流场分布情况;提高压缩空气吹灰压力并缩减吹灰枪与波纹板距离,从而实现对GGH换热元件表面进行有效清扫,防止堵塞.GGH防堵塞优化措施实施后,有效缓解了该机组湿法烟气过程GGH的堵塞情况.该研究结果可为湿法烟气脱硫GGH防堵塞提供借鉴和依据.