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洪曉舟
（廣東粵電湛江生物質發電有限公司，廣東湛江524000）
摘要：根據我國的生物質資源條件，利用農林剩余物作為鍋爐燃料使用則具有環境友好、可以再生的特點，研究工業鍋爐生物質燃燒技術，開發生物質燃料鍋爐，對節約常規能源、優化我國能源結構，減輕環境污染有著積極意義。由于本廠內燃料結構單一，配燒的濕樹皮量多，而熱值高的干燃料少，造成鍋爐NOx指標偏高，調整困難，容易涉及環保排放事故。為了控制NOx指標正常，予以運行人員調整操作技術指導，杜絕環保事故的發生，針對NOx指標控制制定本技術措施。
1原因分析
湛江生物質發電有限公司單機容量大（2×50MW）。HX220—9.8-IV1型號鍋爐是高溫高壓、單汽包、汽水自然循環、平衡通風鍋爐，露天布置；鍋爐采用循環流化床燃燒技術；循環物料分離采用絕熱式旋風分離器。根據燃燒過程NOx生成機理分析，我公司NOx排放主要以燃料型NOx為主，為尋找我公司NOx波動大和低N燃燒技術未充分發揮作用的原因，對一段時間我公司NOx排放與氧量的關系進行了統計，如圖1所示。為排出其他因素的干擾，排出了統計期內由于堵料等原因造成左右側氧量偏差的數據，圖1所示數據均為左右側氧量偏差小于1時氧量與NOx排放濃度的對應關系。由圖1可知，當氧量升高時，NOx排放濃度隨之升高，此時，NOx生產量主要決定于氧量。當氧量升高到一定程度時（約5%），氧量繼續升高，NOx濃度變化不大，此時NOx生成量主要決定于入爐燃料中N元素總量。
為了尋找堵料時左右氧量偏差大時對NOx排放的影響，對一段時間內左右側氧量偏差與NOx排放量關系進行了統計，如圖2所示，由統計期數據顯示，當左右側氧量偏差大于1.5時，NOx排放濃度基本都在200mg/m3以上，當左右側氧量偏差小于1時，NOx排放濃度基本都在200mg/m3以下。說明堵料也是影響NOx排放濃度高的關鍵原因。
根據以上分析，我公司NOx排放濃度高的主要原因如下：a.一次風量過大，導致密相區始終為氧化性氣氛，燃料著火時N元素被氧化為NO后，NO又立即被氧化為NO2，無法保證密相區的還原性氣氛，造成設計的低N燃燒技術無法發揮作用。
b.給料系統頻繁堵料造成左右側氧量偏差大，同樣無法保證密相區的還原性氣氛。
c.給料不連續、不均勻，入爐燃料量不穩定，導致燃燒不穩定，爐內密相區還原性氣氛同樣無法保證。
2運行調整的措施
2.1正常運行中，鍋爐要確保環保指標正常，以調整控制鍋爐NOx指標為主，應維持機組負荷穩定，杜絕出現機組負荷大幅度波動。
2.2在鍋爐保證正常流化的情況下，盡量減少一次風量。我們要求將一次風降至7.5萬KM3／h。以下運行。目的是降低一次風后，首先可保證鍋爐床溫較高,另外,可降低物料的循環流速,延長燃料在爐內的停留時間,這對燃料的燃燼是有好處的。但是，降低一次風后，運行人員要加強對鍋爐床溫的監視，一當發現床溫超過870℃時應立即臨時開大一次風量加強流化來降低床溫。必要時開足3臺返料風機，加強物料外部循環來降低床溫。注意，任何情況下最低的一次風量不能小于5.5萬KM3／h。
2.3二次風量根據鍋爐氧量來調整，正常運行中，在確保鍋爐排放SO2指標正常的情況下，控制鍋爐氧量在1%以下。增加二次風量，將一次風量提高至7萬KM3／h以上，并且盡量保證二次風門全開。這樣的目的是為了增加二次風氣流的擾動性，同時保證爐膛出口有富余氧量，迫使被灰份包圍著的固定碳能繼續燃燒變得充分。
2.4正常運行中，加強對鍋爐氧量的監視，根據鍋爐氧量的變化，提前干預增減燃料。在調整鍋爐燃燒時，盡量用小幅增減給料機轉速的辦法，杜絕使用大幅度停運或投運給料機的方法調整燃燒，鍋爐兩側給料機轉速要均勻，杜絕兩側氧量偏差大于5%的情況。任何時候都應保證鍋爐出口氧量在0.1%以上運行。在風機和負荷相對穩定的工況下，應保證鍋爐爐膛出口氧量0.2-0.5%之間運行。當給料水分過大，無法維持最低氧量時，應適當減少鍋爐給料，降低機組負荷運行。
2.5入爐燃料配比方面，濕度大的碎樹皮要搭配干木皮、樹干等一些比重稍大的燃料進行混燒。重質燃料著火點在爐膛的較低位置，這樣有利于增強床料中密相區的熱儲蓄提高床溫。
2.6鍋爐連續運行時間較長后，爐膛內的床料中的雜質增多，床面流化不均勻，床面熱負荷不均勻。解決的方法通常是排渣，效果是排出渣塊和雜質，再補充新床料。
2.7加強對床溫的監視，控制床溫最高點不低于700℃。若床溫無法維持時，值長應及時通知上料班長改變上料配比，盡量上一些較干的燃料入爐，以保證床溫的穩定。
2.8入爐燃料配比方面,杜絕單獨上過細的糠質燃料。如果燃料中的粉料量過大，應將粉料與較濕燃料充分混合后才能入爐。
2.9運行人員應保證鍋爐給料系統給料均勻，保證兩側給料機出力基本相同。燃料的給料量以攝像頭的監測為準，發現一側給料量料過大時，應適當減少該側給料量，并增加另一側給料量。
2.10鍋爐發生堵塞故障時必須加快處理速度，減少堵料時間，減少堵料引起的NOx波動。設備部及運行人員應加快給料管堵料的事故處理速度，加強對燃料破碎機的管理，保證破碎機可靠運行。
2.11正常運行中，運行人員對NOx指標的控制必須預先判斷，提前調整，每小時一開始就盡量將NOx指標控制至最低值，每班對NOx指標控制的目標值應設在150mg/m3以下。在NOx指標超標時，運行人員應優先降低一次風量來控制NOx的升高。
2.12在鍋爐NOx基準值偏高（長時間平均值超過180mg/m3）時，可進一步降低床壓至6.5-7KPa，降低一次風量到6-6.5萬km3/h，降低機組負荷至47MW運行。為了避免鍋爐長時間低一次風量運行，造成床層流化不良，監盤人員應加強對整體床溫的監視，要求每周四白班，應加大一次風量至8.5萬km3/h以上對床層進行大風量干涉運行1小時，然后再降至規定值運行。
3結論
經過我們嚴格按照以上十二條的運行調整的措施要求執行，鍋爐NOx的排放指標得到有效控制。往后我們還會繼續鍋爐運行中嘗試性調整、探索出更有效的運行調整措施來完善鍋爐NOx的控制。同時也歡迎同行一起探討。發現工作中可以進步的空間，在勤奮中找到合適的方法尋求進步，不斷保持一股強大的活力和不竭的動力，除了積極貫徹國家的節能減排、發展可再生能源綜合利用的精神之外，還應積極研發新技術積極發展清潔、可再生能源和新能源在環保道路上竭盡所能。力求為綠色中國貢獻自己一份力量。 |
