吳躍明,吳智泉

(大唐安徽發(fā)電有限公司，安徽 合肥 230071)

0　引言

生物質(zhì)能作為新的可再生能源已得到廣泛重視，而生物質(zhì)氣化技術(shù)作為生物質(zhì)能利用的新技術(shù)也得到了應(yīng)用。比如，生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)，這項技術(shù)的主體技術(shù)路線就是將生物質(zhì)在循環(huán)流化床(circulating fluidized bed, CFB)中氣化產(chǎn)生的燃?xì)?生物質(zhì)氣化燃?xì)?，以下簡稱“燃?xì)狻?送入燃煤鍋爐與煤粉共燃，通過燃煤機(jī)組實現(xiàn)高效發(fā)電，國內(nèi)主要代表項目為國電長源集團(tuán)的10.8 MW的氣化共燃項目。生物質(zhì)氣化從燃煤機(jī)組燃燒側(cè)耦合技術(shù)，除可獲得較高的發(fā)電效率，進(jìn)一步降低氮氧化物外，還具有生物質(zhì)燃?xì)鉄崃坑嬃繙?zhǔn)確、電量檢測及監(jiān)管簡單、對燃煤鍋爐影響比直接混燃小等突出的優(yōu)勢?，F(xiàn)行國家政策大力鼓勵現(xiàn)有大型燃煤火電廠發(fā)展生物質(zhì)與煤耦合發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)燃料的靈活性，降低存量煤電耗煤量，提升可再生能源發(fā)電量，具有投資省、見效快、排放低、可再生電能質(zhì)量穩(wěn)定的特點，完全符合中國國情。

在工程應(yīng)用中，各種桔桿類生物質(zhì)在CFB中氣化產(chǎn)生燃?xì)獾臒嶂禐?～6 MJ/m3(本文的體積是標(biāo)準(zhǔn)立方體積)，且保持較穩(wěn)定產(chǎn)氣量運行。燃煤鍋爐發(fā)電負(fù)荷是隨電網(wǎng)需求不斷變化的，當(dāng)燃?xì)馀c煤粉共燃時，對燃煤鍋爐運行會產(chǎn)生一定影響。以一臺660 MW超臨界機(jī)組耦合一臺發(fā)電功率20 MW的氣化爐為例，額定負(fù)荷時生物質(zhì)經(jīng)氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w向鍋爐中輸入的熱量約占原料煤輸入總熱量的6%左右，煙氣總量增長率約為0.5%，對燃煤鍋爐運行參數(shù)不會造成大的影響；當(dāng)機(jī)組發(fā)電負(fù)荷低于50%時，生物質(zhì)燃?xì)獾妮斎肓炕静蛔?，但輸入總熱量的占比將增?倍，對燃煤鍋爐主要運行參數(shù)和燃燒穩(wěn)定性的影響明顯增加[1]。

圖1　四角切圓鍋爐燃?xì)馊紵鞲脑煳恢肍ig.1　Modification position of gas burner in ‘four corners cutting circular’ boiler

本文以某發(fā)電公司擬在660 MW超臨界機(jī)組兩種爐型上進(jìn)行生物質(zhì)燃?xì)庠偃枷到y(tǒng)改造為例，分析燃燒器不同的布置方式對燃煤鍋爐產(chǎn)生的影響。其鍋爐分別是上海鍋爐廠的四角切圓鍋爐和東方鍋爐廠的前后墻對沖鍋爐，生物質(zhì)氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)獠捎媚腹苤婆c2臺煤粉鍋爐連接，助燃用的熱空氣通過母管與2臺煤粉鍋爐連接。

1　再燃系統(tǒng)的布置

1.1　燃燒器改造

對于上海鍋爐廠生產(chǎn)的四角切圓鍋爐，每相鄰2層煤粉燃燒器之間布置有一層輔助風(fēng)噴嘴，上部設(shè)有2層緊湊燃燼風(fēng)(close-coupled over fire air, CCOFA)，CCOFA的上部設(shè)置5層分離燃燼風(fēng)(seperated over fire air, SOFA)。受現(xiàn)場位置限制，燃燒器組不宜進(jìn)行較大改造，經(jīng)討論，燃?xì)庖氲木唧w布置方案為：1)只布置1層燃?xì)馊紵?，?只，四角切圓燃燒，生物質(zhì)氣輸送壓力與煤粉一次風(fēng)壓力相當(dāng)；2)將原最頂層CCOFA二次風(fēng)噴嘴取消，布置生物質(zhì)氣燃燒器，燃燒器形式為固定式多噴口直流燃燒器；3)為保證摻燒氣體的燃燒穩(wěn)定性和快速著火與燃盡，將下層CCOFA二次風(fēng)噴嘴進(jìn)行改造，適當(dāng)增加其通流面積。具體布置如圖1所示。

對于東方鍋爐廠生產(chǎn)的前后墻對沖鍋爐，現(xiàn)場布置空間較大，布置方式較為靈活，如：已投產(chǎn)的湖北荊門電廠項目將摻燒燃燒器布置在兩側(cè)墻，并帶配二次風(fēng)。本項目生物質(zhì)燃?xì)馊紵鞲脑旆桨冈谇G門方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，共布置2層，一層為高負(fù)荷生物質(zhì)氣摻燒降氮燃燒器，另一層為低負(fù)荷生物質(zhì)氣摻燒穩(wěn)燃燃燒器。高負(fù)荷摻燒降氮燃燒器布置在側(cè)墻的最上層煤粉燃燒器和燃盡風(fēng)調(diào)風(fēng)器標(biāo)高之間(見圖2)，不配二次風(fēng)，左右側(cè)墻各2 只，全爐共4只；低負(fù)荷穩(wěn)燃燃燒器布置在主燃區(qū)最下2層煤粉燃燒器之間(見圖3),安裝在鍋爐現(xiàn)有二次風(fēng)箱內(nèi)，配二次風(fēng)，前后墻各布置1層，全爐共8只。

圖2　高負(fù)荷摻燒降氮燃燒器布置Fig.2　Modification position of gas burner with high load and NOx emission decrease after mixed burning

圖3　低負(fù)荷穩(wěn)燃燃燒器布置Fig.3　Modification position of gas burner with low load in stable combustion

圖4　再燃原理圖Fig.4　Reburning schematic diagram

1.2　燃?xì)馊紵鞯奶攸c

660 MW超臨界鍋爐的燃燒方式采用低氮燃燒，分主燃區(qū)、NOx還原區(qū)、燃燼區(qū)。在主燃區(qū)和燃燼區(qū)引入燃?xì)庠偃?，爐膛可劃分為4個區(qū)域：冷灰斗區(qū)、主燃燒區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)，見圖4。其基于再燃原理，起到再燃降氮的作用；若在主燃區(qū)引入燃?xì)猓瑒t主要為了穩(wěn)燃。

根據(jù)區(qū)域劃分，低氮再燃原理為：1)主燃區(qū)，過量空氣系數(shù)>1，在這里投入約占鍋爐熱輸入量75%～90%的燃料和相應(yīng)助燃空氣，為NOx生產(chǎn)區(qū)；2)再燃區(qū)，過量空氣系數(shù)≤1，投入約占鍋爐總熱輸入10%～25%的再燃燃料和適量空氣，發(fā)生NOx的還原反應(yīng)；3)燃盡區(qū)，一些活性氮類可能又被氧化為NOx，導(dǎo)致NOx的濃度有所回升，但遠(yuǎn)低于主燃區(qū)NOx的濃度。鍋爐原來的空氣分級燃燒為兩級燃燒，降氮原理為：1)主燃區(qū)，過量空氣系數(shù)<1，在這里投入70%～80%的二次風(fēng)量，為貧氧富燃料區(qū)，可使絕大部分氣相氮化合物和部分燃料氮轉(zhuǎn)化為氮氣；2)燃盡區(qū)，在這里投入20%～30%的二次風(fēng)量，主要使未燃燼產(chǎn)物完全燃燒，由于燃燼區(qū)燃燒溫度相對較低，NOx生成量有限。在鍋爐熱負(fù)荷和爐膛出口氧量相同的情況下，從主燃區(qū)和燃燼區(qū)之間引入二次燃料，相當(dāng)于將原來主燃區(qū)的燃料拿出一部分；分成兩級燃燒，主燃區(qū)域過量空氣系數(shù)會提高，再燃區(qū)域過量空氣系數(shù)會降低；由于75%～100%負(fù)荷工況引入再燃燃?xì)獾恼急容^小(如20 MW項目占比為3.7%～5.4%)，引入燃?xì)夂蟮慕档Ч麘?yīng)介于空氣分級(70%～80%和30%～20%)的低NOx燃燒和燃料分級(75%～90%和25%～10%)的降氮再燃法燃燒之間。符合鍋爐廠的計算流體動力學(xué)(computational fluid dynamics, CFD)數(shù)值模擬計算和荊門項目性能考核試驗得出的變化趨勢[2-7]。

對于四角切圓鍋爐，其再燃特點如下：

1) 由于摻燒位置布置在四個切角燃燒器最頂層CCOFA層，其二次風(fēng)由下層CCOFA二次風(fēng)噴嘴提供，此處的過量空氣系數(shù)≤1，因而不會提高NOx排放值，相反會一定程度降低NOx排放值。CFD數(shù)值模擬計算結(jié)果也證明了這一結(jié)論。

2) 摻燒燃燒器形式為固定式多噴口直流燃燒器，有利于生物質(zhì)氣的燃燒穩(wěn)定性和快速著火與燃盡，燃燒器不會發(fā)生結(jié)焦和腐蝕。

3) 滿負(fù)荷時(鍋爐額定出力(boiler rated load， BRL)工況)燃?xì)鉄崃考s占鍋爐總熱量的2.2%，在30%汽輪機(jī)熱耗驗收(turbine heat acceptance, THA)負(fù)荷工況時，生物質(zhì)氣熱量約占鍋爐總熱量的6.15%，未超過10%。由于摻燒燃?xì)饬啃。瑢﹀仩t參數(shù)影響不大。

4) 低負(fù)荷時，由于煤粉燃燒器主要集中在主燃燒區(qū)下部，摻燒燃燒器遠(yuǎn)離主燃區(qū)，起不到低負(fù)荷穩(wěn)燃作用。

5) 對于燃?xì)獍l(fā)電功率20 MW級項目，由于在30%鍋爐最大連續(xù)出力(boiler maximum continue rate, BMCR)負(fù)荷工況時，燃?xì)鉄崃砍^了12%，則主燃燒區(qū)煤粉負(fù)荷約占BMCR工況的26%左右，影響到鍋爐的穩(wěn)燃，在燃燒器不進(jìn)行大的改造前提下，不建議發(fā)電功率超過20 MW。

對于前后墻對沖鍋爐，其再燃特點如下：

1) 在側(cè)墻的最上層煤粉燃燒器和燃盡風(fēng)調(diào)風(fēng)器標(biāo)高之間引入燃?xì)馇也慌滹L(fēng)，形成有效的還原氣氛，即在主燃區(qū)和燃盡區(qū)之間區(qū)域形成有效的“NO還原區(qū)”，反應(yīng)生成的NO在該區(qū)域還原成N2，達(dá)到了有效控制NOx的目的。由于燃燒器不采取配風(fēng)，側(cè)墻氧濃度低，側(cè)墻摻入的氣體燃燒略有延后，若爐內(nèi)熱負(fù)荷較高，摻燒氣體進(jìn)入燃盡區(qū)域進(jìn)一步燃盡。

2) 下層前后墻8只燃燒器采用出口為旋流葉片形式的氣槍，由兩層同心管件組成，內(nèi)層為燃?xì)夤埽虚g通以燃?xì)?，外層為空氣管?？諝夤芘c燃?xì)夤苤g為空氣通道，在燃?xì)夤艹隹谔幵O(shè)置切向葉片，使燃?xì)鈬姵鋈細(xì)夤芎竽茉诳諝夤軆?nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，在燃燒器出口處形成一個中心煙氣回流區(qū)，為燃料的著火提供能量。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較低時，在主燃區(qū)最下兩層煤粉燃燒器之間引入燃?xì)猓鸬椒€(wěn)燃作用，替代部分油槍作用。

3) 上下層燃燒器可根據(jù)爐內(nèi)燃燒狀況靈活組合運行。鍋爐燃用劣質(zhì)煤炭時，可增投下層燃?xì)馊紵?，防止燃燒惡化；下層燃燒器可根?jù)NOx的大小進(jìn)行增減；對于燃?xì)獍l(fā)電功率20 MW級項目，在爐內(nèi)熱負(fù)荷較低時，如在30%BMCR負(fù)荷工況時，燃?xì)鉄崃窟_(dá)12%～13%，主燃燒區(qū)煤粉負(fù)荷約占BMCR工況的26%，若僅投上層燃?xì)馊紵鞑焕阱仩t穩(wěn)定燃燒，需要停用本層燃燒器而投下層穩(wěn)燃燃燒器。鑒于上述特點，其對應(yīng)生物質(zhì)燃?xì)獾陌l(fā)電功率按20 MW級設(shè)計[8-11]。

2　再燃對鍋爐運行的影響

2.1　對脫硝率的影響

有學(xué)者對天然氣再燃脫硝進(jìn)行研究，再燃燃料與主要燃料的熱值比為10%～20%，選擇NOx最高的位置以一定速度噴入，在再燃區(qū)過?？諝庀禂?shù)0.85～0.9氣氛下，再燃法脫硝率可達(dá)20%～70%。與天然氣相比，生物質(zhì)氣體的脫氮能力稍弱，但脫氮效果很理想，燃?xì)庠诔R界對沖旋流燃煤鍋爐上再燃，能顯著降低NO的排放量，并且對鍋爐的正常運行影響較小。

本項目摻燒燃?xì)鉁囟葹?00 ℃，高負(fù)荷運行時，燃?xì)鈴闹魅紵齾^(qū)與燃燼風(fēng)之間區(qū)域進(jìn)入，由于燃?xì)庵泻屑s30%的 CO、CnHm等還原性氣體，具有降低NOx的作用，同時與煤粉形成燃料分級燃燒，對降低鍋爐NOx效果明顯。對于燃?xì)獍l(fā)電功率20 MW級項目，在75%～100%機(jī)組負(fù)荷時再燃燃料與主要燃料的熱值比在5.4%～3.7%之間,通過CFD數(shù)值模擬計算，再燃區(qū)NOx可降低10%。由于側(cè)墻氧濃度低，側(cè)墻摻入氣體燃燒略有延后，造成焦炭燃盡度略低，未可燃物略增但增幅很小，進(jìn)入燃盡區(qū)域?qū)M(jìn)一步燃盡，可忽略不計。對于燃?xì)獍l(fā)電功率10 MW級項目，由于燃?xì)庹急容^小，再燃區(qū)NOx降低幅度也較小。據(jù)荊門項目性能考核試驗報告，燃煤機(jī)組負(fù)荷在640和450 MW負(fù)荷時，NOx下降值分別為4.9%和1.75%[12]。

2.2　對鍋爐運行參數(shù)的影響

由表1所示燃?xì)獍l(fā)電功率燃?xì)庹急瓤梢姡簩τ谌細(xì)獍l(fā)電功率10 MW級項目，滿負(fù)荷時(BRL工況)燃?xì)鉄崃考s占鍋爐總熱量的2.2%；在30%BMCR負(fù)荷工況時，燃?xì)鉄崃考s占鍋爐總熱量的6.2%。由于摻燒燃?xì)饬啃?，?jīng)過上海鍋爐廠提供的性能計算，對鍋爐參數(shù)影響不大：1)各工況下排煙溫度略有升高(2～3 ℃)，鍋爐效率略有下降(約0.1%)；2)通過正常的汽溫調(diào)節(jié)手段進(jìn)行調(diào)整，鍋爐主蒸汽、再熱蒸汽均可達(dá)到原設(shè)計參數(shù)；3)摻燒燃?xì)夂箦仩t燃煤量下降5～6 t/h，在50%THA工況下空預(yù)器煙氣量略有增加，制粉系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)運行參數(shù)略有變化，不影響正常運行。據(jù)荊門項目性能考核試驗報告，燃煤機(jī)組負(fù)荷在640和450 MW時，排煙溫度修正后分別升高0.83和2.2 ℃，但鍋爐飛灰可燃物下降0.2%～0.3%，大渣可燃物增加約0.2%[2]。

表1　燃?xì)獍l(fā)電功率燃?xì)庹急萒able 1　Gas-fired power gas proportion

由表1可見：對于燃?xì)獍l(fā)電功率20 MW級項目，滿負(fù)荷時(BMCR工況)燃?xì)鉄崃考s占鍋爐總熱量的3.7%；在30%THA負(fù)荷工況時，燃?xì)鉄崃考s占鍋爐總熱量的12.2%。經(jīng)過東方鍋爐廠提供的性能計算，低負(fù)荷對鍋爐參數(shù)影響較大：

1) 鍋爐效率略有下降(約0.5%)。摻燒前后，預(yù)熱器入口煙氣溫度變化不大，但摻燒燃?xì)鈺r所需要的風(fēng)量更少，因此預(yù)熱器換熱量降低，排煙溫度升高。如純燒煤時鍋爐計算效率BMCR工況時為93.01%，摻燒燃?xì)鈺r鍋爐計算效率BMCR 工況時為92.55%，效率降低約0.5%，但摻燒燃?xì)夂竽軌驕p少8～9 t/h煤耗量，同時飛灰含碳量也有降低的趨勢。

2) 通過正常的汽溫調(diào)節(jié)手段進(jìn)行調(diào)整，鍋爐主蒸汽、再熱蒸汽均可達(dá)到原設(shè)計參數(shù)。

3) 低負(fù)荷時，特別是燃用煤種由貧煤變?yōu)闊熋簳r，此爐型的再熱汽溫很難提高。摻燒燃?xì)夂蟾诘拓?fù)荷工況下維持甚至提高再熱器溫度，不會造成低負(fù)荷工況下再熱器溫度的降低。因摻燒比例的增加，50%THA 及以下工況時，燃?xì)獠煌扑]從燃盡風(fēng)區(qū)域進(jìn)入，而改由主燃燒器區(qū)域進(jìn)入。同時，低負(fù)荷時需要加強(qiáng)對低負(fù)荷時鍋爐運行的監(jiān)控和煙氣擋板的調(diào)節(jié)。

4) 由于摻燒燃?xì)?，鍋爐燃煤量下降8～9 t/h，空預(yù)器入口煙氣量增加14～20 t/h，制粉系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)運行參數(shù)相應(yīng)變化，不影響正常運行。

2.3　對水冷壁高溫腐蝕的影響

從高溫腐蝕機(jī)制和鍋爐廠數(shù)值模擬的結(jié)果來看，燃?xì)鈸綗髮Ω邷馗g沒有影響。

1) 從高溫腐蝕機(jī)制來看，水冷壁區(qū)域的高溫腐蝕主要參與介質(zhì)是硫化氫而不是CO。在同一個燃燒單元內(nèi)，在沒有外來介質(zhì)摻入的情況下，CO的含量能表征該區(qū)域硫化氫的生成量。燃?xì)庵胁缓蚧瘹?，CO并非該燃燒區(qū)域產(chǎn)生的，屬于外來介質(zhì)，對硫化氫的生成量沒有影響。

2) 從東方鍋爐廠數(shù)值模擬結(jié)果來看，燃?xì)鈴膫?cè)墻以大于50 m/s的速度噴入爐膛，對生物質(zhì)燃燒器和燃盡風(fēng)之間靠近側(cè)墻的水冷壁區(qū)域的氧量沒有影響，不會加劇該區(qū)域的還原性氣氛，故不會增加硫化氫的生成量，所以對高溫腐蝕沒有影響。據(jù)荊門項目性能考核試驗報告，燃煤機(jī)組640和450 MW負(fù)荷時，空預(yù)器出口CO值下降十分明顯，下降幅度達(dá)70%～90%，對減緩水冷壁高溫腐蝕很有益處[13]。

2.4　對再燃區(qū)中煤粉氣流中灰熔點的影響

煤灰的灰熔點主要取決于灰成分，煤的灰成分不發(fā)生改變，灰熔點變化不大。本項目燃?xì)庠谝霠t膛時存在一個由700～750 ℃到400 ℃的降溫過程，在降溫過程中影響灰熔點的堿金屬已析出，其他成分對煤灰成分影響不大。

燃燒氣氛對煤灰的灰熔點有一定的影響。煤灰在弱還原性氣氛下的熔融溫度要低于氧化性氣氛下的熔融溫度，同時熔融溫度隨煤灰中的Fe2O3含量增加而增加。相關(guān)研究表明，隨著還原性氣氛的增強(qiáng)，煤灰的灰熔點還會出現(xiàn)一定程度的上升。選擇電功率20 MW項目進(jìn)行熱態(tài)數(shù)值模擬，從東方鍋爐廠模擬結(jié)果看，相比原始工況(未摻生物質(zhì))而言，爐膛水冷壁四周的氧量未出現(xiàn)明顯降低，還原性氣氛也未增強(qiáng)，所以靠近水冷壁區(qū)域灰熔點未出現(xiàn)明顯變化；而燃?xì)鈬娙霠t膛后，爐膛中部區(qū)域煤灰的灰熔點可能會出現(xiàn)小幅變化，但在燃盡風(fēng)區(qū)域大量的氧化性氣氛下灰熔點會恢復(fù)到原有狀況。因此爐膛水冷壁四周及爐膛出口煤灰的灰熔點不會變化，所以對爐膛整體的結(jié)焦?fàn)顩r影響不大。

2.5　對再燃區(qū)整體溫度的影響

對再燃區(qū)整體溫度的影響，主要表現(xiàn)在低負(fù)荷(30%THA)工況下，兩個項目均做了生物質(zhì)摻燒和未摻燒的工況模擬計算。前后墻對沖鍋爐(耦合發(fā)電功率20 MW)模擬結(jié)果：

1) 低負(fù)荷下，摻燒前后兩種工況下的煙溫都是隨爐膛高度的增加不斷下降的，中間隨著燃燒器冷卻風(fēng)的不斷通入，煙溫有波動但整體煙溫逐漸下降，最終出口煙溫相同；

2) 底層燃燒區(qū)域內(nèi)，摻燒生物氣工況下的平均煙溫比常規(guī)工況平均煙溫高50 ℃左右；

3) 由于摻燒燃?xì)夂?，燃燒區(qū)域溫度高，燃燒速率快，焦炭及可燃性氣體燃燒較充分，因此后續(xù)煙溫降低較快。四角切圓鍋爐(耦合發(fā)電功率10 MW)略有不同，由于前期燃燒溫度低，焦炭及可燃性氣體燃燒速率慢，因此后續(xù)煙溫降低較慢，最終煙溫達(dá)到相同。

總之，在各負(fù)荷下，由于摻燒氣量較小，爐膛出口煙氣量變化不大(增加約1%)，摻燒對鍋爐爐膛內(nèi)燃燒組織的情況沒有不利影響。在低負(fù)荷下，燃?xì)鈴闹魅紵齾^(qū)域通入(配風(fēng))，其比本項目貧煤(原設(shè)計煤)更易著火，噴入?yún)^(qū)域整體溫度上升，穩(wěn)燃性加強(qiáng)，因此對增強(qiáng)鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力有一定作用。

2.6　對各受熱面壁溫的影響

對各受熱面壁溫的影響，主要表現(xiàn)在前后墻對沖鍋爐(耦合發(fā)電功率20 MW)項目上。本項目鍋爐原設(shè)計煤為貧煤，著火點靠后。實際運行中以煙煤或劣質(zhì)煙煤為主，著火點提前，因此純?nèi)加脽熋簳r，各級受熱面煙溫有所降低。鍋爐燃用煙煤并摻燒燃?xì)夂螅細(xì)庵瘘c更靠前，爐膛吸熱和水冷壁溫升有變化；隨著負(fù)荷降低，爐膛出口工質(zhì)的過熱度將降低。根據(jù)東方鍋爐廠性能計算，燃用煙煤摻燒燃?xì)夂?，受熱面壁溫有所變化，但還在原設(shè)計值范圍之內(nèi)；為增強(qiáng)燃?xì)夤r時對于受熱面溫度變化的監(jiān)控，可考慮適當(dāng)增加低再、高過、高再、特別是屏過等受熱面管屏的壁溫測點數(shù)量。

3　結(jié)論

660 MW超臨界燃煤鍋爐引入燃?xì)庠偃?，在不同的運行工況下，對燃煤鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性的影響要做到最優(yōu)化。本項目前期做了大量的調(diào)研工作，結(jié)合“四角切圓”和“前后墻對沖”鍋爐的具體特點，選擇最優(yōu)化的燃燒器改造方案，針對具體的燃?xì)獾囊敕桨?，對鍋爐運行中NOx排放、運行參數(shù)、低負(fù)荷穩(wěn)燃、受熱面腐蝕、爐膛結(jié)渣等進(jìn)行了全面分析，還專門委托鍋爐廠進(jìn)行了摻燒前后的性能核算和CFD數(shù)值模擬計算，對分析結(jié)論進(jìn)行更進(jìn)一步的論證。

對于上海鍋爐廠“四角切圓”鍋爐，不建議對燃燒器進(jìn)行大的改造，布置1層高負(fù)荷降氮燃燒器，燃?xì)獍l(fā)電功率10 MW級為宜；50%THA 及以下工況時，由于爐膛溫度較低且再燃區(qū)距主燃區(qū)較遠(yuǎn)，建議停用燃?xì)馊紵?。對于東方鍋爐廠“前后墻對沖”鍋爐，現(xiàn)場布置空間較大，布置方式較為靈活，可布置高負(fù)荷降氮和低負(fù)荷穩(wěn)燃兩種燃?xì)馊紵?。該工況下，燃?xì)獠煌扑]從燃盡風(fēng)區(qū)域進(jìn)入，推薦由主燃燒器區(qū)域進(jìn)入。在50%～75%THA工況時可根據(jù)爐膛出口NOx和摻燒的煤質(zhì)情況，選擇兩種燃?xì)馊紵鲀?yōu)化組合運行。性能核算和CFD數(shù)值模擬計算表明，引入低熱值燃?xì)庠偃?，除排煙溫度略有提高外，對燃煤鍋爐運行未產(chǎn)生其他不利影響。

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吳躍明