中国科技期刊数据库 工业C
锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标的影响
孔 军
国电内蒙古东胜热电有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000
摘要：随着锅炉燃烧调整要求的不断提高，研究其对二氧化硫排放指标的影响凸显出重要意义。本文首先介绍了影响锅炉燃烧的因素，分析了锅炉运行的确定方法，并从相关实践经验出发，就运行中的着火进行了研究，提出了个人看法。 关键词：锅炉燃烧调整；二氧化硫；排放指标；影响 中图分类号：TK227.1 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)47-0061-01
前言
作为锅炉运行应用中的重要工作，锅炉燃烧调整在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升锅炉燃烧调整的实践水平，从而有效优化对二氧化硫排放的影响掌控。本文从介绍影响锅炉燃烧的因素着手本课题的研究。
1 影响锅炉燃烧的因素 1.1 煤质的影响
（一）发热量的变化对输煤系统的影响。煤的发热量是评价煤质的重要指标之一。如锅炉负荷不变，当煤的发热量降低，则煤耗量增大，输煤系统的负担加重，入厂煤量增加，对卸煤设备、煤场设备、输煤皮带、筛碎设备都有可能因煤量增加而突破原设计能力。
（二）煤中灰分的变化对输煤系统的影响。煤的灰分大小是衡量煤质好坏的重要标志。煤的灰分越高，固定碳就越少，煤的发热量也就越低。由于灰分的比重是可燃物比重的两倍，输送同容积的煤量，会使输煤设备超负荷运行，造成输煤系统设备磨损的增加。而且灰分较大的煤种，一般都是质地坚硬，破碎困难，磨损设备，增加输煤设备的检修和更换的工作量。
（三）煤中水分变化对输煤系统的影响。煤中的水分也是无用成分，水分越高，煤中有机物质越少，在煤的使用过程中，由于水分蒸发将会带走大量的潜热（汽化潜热），从而降低了煤的热能利用率，增大了燃煤的消耗量。煤中水分大易引起粘煤、堵煤，严重时会中止上煤影响生产。
1.2 煤粉细度影响
煤粉细度过高对锅炉燃烧有利，煤粉容易燃尽，对磨煤机要求高，磨的出粉慢，负荷适应能力差。细度过低不利于煤粉燃尽，造成未完全燃烧损失增大。细度过大还使飞灰动能增大，增加尾部烟道受热面磨损，长时间容易造成泄漏。
1.3 风量、风速和风温影响
（一）一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多。这时，着火速度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大。提高一次风温，可降低着火温度，使着火位置提前。
（二）二次风量（率）及二次风速煤粉气流着火后，二次风的投入方式对着火稳定性和燃尽过程起着重要作用。二次风温从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在低负荷运行时增强着火的稳定性。
2 锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标的影响 2.1 风箱与炉膛压差对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、配风方式、氧量、磨煤机组合方式均
不变，通过改变二次风箱与炉膛压力的差压Δp 来进行试验。Δp 约1.0kPa 时，锅炉的NOx 排放量相对于其它情况都要低。这是因为Δp 比较高时，二次风的风速比较高，动量也大，一次风从喷口出来后不久即被二次风所卷吸，射流轨迹变弯，形成一转弯的扇形面，对卷吸周围的高温烟气更加有利，由于温度高，热力型NOx 的生成量比较大，从而使总的NOx 的排放量大；Δp 比较低时，二次风速比较低，刚性也比较弱，二次风很快就与一次风混合，在煤燃烧初始阶段，大部分的挥发分氮(气相氮化合物) 随煤中其它挥发物一起释放出来，形成中间产物，如NHi ，CH 和HCN ，在氧气存在条件下，这些中间产物会进一步氧化成NOx ，使燃料型NOx 的生成量增大，从而使总的NOx 排放量增大。
2.2 氧量对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、配风方式、风箱与炉膛压差、磨煤机组合方式均不变，通过调节送风量来改变锅炉的氧量，从而进行试验分析。随着氧的体积分数φ(O2)的增加，锅炉的NOx 排放量也在增加，在φ(O2)增加到一定程度以后，NOx 排放量的增加渐趋平缓。这是因为随着φ(O2)的增加，炉内燃烧区域的供氧量加强，燃烧强度加强，炉膛火焰温度升高，热力型NOx 的生成量增大。另外，燃烧区域氧浓度增加，为燃料中的氮化合物燃烧时的热分解产物进一步氧化成NOx 提供了条件，从而使燃料型NOx 的生成量也增加，因此总的NOx 排放量增加。然而，随着φ(O2)的进一步增大，送入锅炉的风量已经过大，造成燃烧区域的火焰温度降低，从而使热力型NOx 的生成量减少，因此总的NOx 排放量的增加趋势平缓，若φ(O2)进一步增大，NOx 的生成量还会有降低的趋势。
2.3 锅炉的配风方式对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、氧量、风箱与炉膛的压差、磨煤机组合方式等不变，通过不同的配风方式进行试验。倒三角配风方式锅炉NOx 排放量最低，而正三角配风方式NOx 排放量最高，其它两种配风方式NOx 的排放量居中。这种现象可以这样解释:采用倒三角配风方式，在主燃烧区域，锅炉氧量相对较低，因此燃烧的火焰温度也要相对低一些，热力型NOx 和燃料型NOx 的生成量都减少；在燃烧器区域上部送入过量的空气，有助于燃料燃尽，这种配风方式飞灰可燃物是最低的，而且该区域不是主燃烧区域，火焰温度比较低，即使该区域氧量比较大，NOx 的生成量也不会增大，因此，总的NOx 排放量比较低，这也说明顶部二次风(OFA)的投入确实能减少NOx 的生成量，从而使热力型NOx 和燃料型NOx 的生成量增加，总的NOx 排放量也就增大。但是该配风方式下的炉渣可燃物含量会大大降低。
3 结束语
通过对锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标影响的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从锅炉应用的客观实际情况出发，研究制定最为符合实际的应对实施策略。
参考文献
[1] 孙科，曹定华，刘海洋.600MW 超临界机组锅炉燃烧调整试验研究[J].电站系统工程.2011（02）：16-18.
61 2015年47期
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锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标的影响
孔 军
国电内蒙古东胜热电有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000
摘要：随着锅炉燃烧调整要求的不断提高，研究其对二氧化硫排放指标的影响凸显出重要意义。本文首先介绍了影响锅炉燃烧的因素，分析了锅炉运行的确定方法，并从相关实践经验出发，就运行中的着火进行了研究，提出了个人看法。 关键词：锅炉燃烧调整；二氧化硫；排放指标；影响 中图分类号：TK227.1 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)47-0061-01
前言
作为锅炉运行应用中的重要工作，锅炉燃烧调整在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究，将会更好地提升锅炉燃烧调整的实践水平，从而有效优化对二氧化硫排放的影响掌控。本文从介绍影响锅炉燃烧的因素着手本课题的研究。
1 影响锅炉燃烧的因素 1.1 煤质的影响
（一）发热量的变化对输煤系统的影响。煤的发热量是评价煤质的重要指标之一。如锅炉负荷不变，当煤的发热量降低，则煤耗量增大，输煤系统的负担加重，入厂煤量增加，对卸煤设备、煤场设备、输煤皮带、筛碎设备都有可能因煤量增加而突破原设计能力。
（二）煤中灰分的变化对输煤系统的影响。煤的灰分大小是衡量煤质好坏的重要标志。煤的灰分越高，固定碳就越少，煤的发热量也就越低。由于灰分的比重是可燃物比重的两倍，输送同容积的煤量，会使输煤设备超负荷运行，造成输煤系统设备磨损的增加。而且灰分较大的煤种，一般都是质地坚硬，破碎困难，磨损设备，增加输煤设备的检修和更换的工作量。
（三）煤中水分变化对输煤系统的影响。煤中的水分也是无用成分，水分越高，煤中有机物质越少，在煤的使用过程中，由于水分蒸发将会带走大量的潜热（汽化潜热），从而降低了煤的热能利用率，增大了燃煤的消耗量。煤中水分大易引起粘煤、堵煤，严重时会中止上煤影响生产。
1.2 煤粉细度影响
煤粉细度过高对锅炉燃烧有利，煤粉容易燃尽，对磨煤机要求高，磨的出粉慢，负荷适应能力差。细度过低不利于煤粉燃尽，造成未完全燃烧损失增大。细度过大还使飞灰动能增大，增加尾部烟道受热面磨损，长时间容易造成泄漏。
1.3 风量、风速和风温影响
（一）一次风量愈大，煤粉气流加热至着火所需的热量就越多，即着火热愈多。这时，着火速度就愈慢，因而，距离燃烧器出口的着火位置延长，使火焰在炉内的总行程缩短，即燃料在炉内的有效燃烧时间减少，导致燃烧不完全。显然，这时炉膛出口烟温也会升高，不但可能使炉膛出口的受热面结渣，还会引起过热器或再热器超温等一系列问题，严重影响锅炉安全经济运行。一次风速不但决定着火燃烧的稳定性，而且还影响着一次风气流的刚度。一次风速过高，会推迟着火，引起燃烧不稳定，甚至灭火。一次风速过低，对稳定燃烧和防止结渣也是不利的。一次风温对煤粉气流的着火、燃烧速度影响较大。提高一次风温，可降低着火温度，使着火位置提前。
（二）二次风量（率）及二次风速煤粉气流着火后，二次风的投入方式对着火稳定性和燃尽过程起着重要作用。二次风温从燃烧角度看，二次风温愈高，愈能强化燃烧，并能在低负荷运行时增强着火的稳定性。
2 锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标的影响 2.1 风箱与炉膛压差对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、配风方式、氧量、磨煤机组合方式均
不变，通过改变二次风箱与炉膛压力的差压Δp 来进行试验。Δp 约1.0kPa 时，锅炉的NOx 排放量相对于其它情况都要低。这是因为Δp 比较高时，二次风的风速比较高，动量也大，一次风从喷口出来后不久即被二次风所卷吸，射流轨迹变弯，形成一转弯的扇形面，对卷吸周围的高温烟气更加有利，由于温度高，热力型NOx 的生成量比较大，从而使总的NOx 的排放量大；Δp 比较低时，二次风速比较低，刚性也比较弱，二次风很快就与一次风混合，在煤燃烧初始阶段，大部分的挥发分氮(气相氮化合物) 随煤中其它挥发物一起释放出来，形成中间产物，如NHi ，CH 和HCN ，在氧气存在条件下，这些中间产物会进一步氧化成NOx ，使燃料型NOx 的生成量增大，从而使总的NOx 排放量增大。
2.2 氧量对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、配风方式、风箱与炉膛压差、磨煤机组合方式均不变，通过调节送风量来改变锅炉的氧量，从而进行试验分析。随着氧的体积分数φ(O2)的增加，锅炉的NOx 排放量也在增加，在φ(O2)增加到一定程度以后，NOx 排放量的增加渐趋平缓。这是因为随着φ(O2)的增加，炉内燃烧区域的供氧量加强，燃烧强度加强，炉膛火焰温度升高，热力型NOx 的生成量增大。另外，燃烧区域氧浓度增加，为燃料中的氮化合物燃烧时的热分解产物进一步氧化成NOx 提供了条件，从而使燃料型NOx 的生成量也增加，因此总的NOx 排放量增加。然而，随着φ(O2)的进一步增大，送入锅炉的风量已经过大，造成燃烧区域的火焰温度降低，从而使热力型NOx 的生成量减少，因此总的NOx 排放量的增加趋势平缓，若φ(O2)进一步增大，NOx 的生成量还会有降低的趋势。
2.3 锅炉的配风方式对NOx 排放量的影响
保持锅炉的负荷、氧量、风箱与炉膛的压差、磨煤机组合方式等不变，通过不同的配风方式进行试验。倒三角配风方式锅炉NOx 排放量最低，而正三角配风方式NOx 排放量最高，其它两种配风方式NOx 的排放量居中。这种现象可以这样解释:采用倒三角配风方式，在主燃烧区域，锅炉氧量相对较低，因此燃烧的火焰温度也要相对低一些，热力型NOx 和燃料型NOx 的生成量都减少；在燃烧器区域上部送入过量的空气，有助于燃料燃尽，这种配风方式飞灰可燃物是最低的，而且该区域不是主燃烧区域，火焰温度比较低，即使该区域氧量比较大，NOx 的生成量也不会增大，因此，总的NOx 排放量比较低，这也说明顶部二次风(OFA)的投入确实能减少NOx 的生成量，从而使热力型NOx 和燃料型NOx 的生成量增加，总的NOx 排放量也就增大。但是该配风方式下的炉渣可燃物含量会大大降低。
3 结束语
通过对锅炉燃烧调整对二氧化硫排放指标影响的相关研究，我们可以发现，该项工作的顺利开展，有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控，有关人员应该从锅炉应用的客观实际情况出发，研究制定最为符合实际的应对实施策略。
参考文献
[1] 孙科，曹定华，刘海洋.600MW 超临界机组锅炉燃烧调整试验研究[J].电站系统工程.2011（02）：16-18.
61 2015年47期