摘要：锅炉是将燃料的化学能转变成热能的设备。燃料在燃烧过程中产生大量的烟气排向天空，其中的氮氧化合物造成大气污染。随着国家对大气污染的治理，在役锅炉相继进行低氮燃烧改造降低氮氧化合物。
关键词： 锅炉; 氮氧化合物; 超标
前言：中油电能热电二公司共有五台燃煤锅炉，配置风扇磨煤机制粉系统，燃用内蒙东部褐煤。2014年实施低氮燃烧改造，将燃用煤在完全燃烧后所产生的820mg/m3氮氧化合物降至410mg/m3以下。锅炉在点火启动阶段、正常运行时期、停运阶段，都会因各种因素导致氮氧化合物超标。
1.锅炉低氮燃烧的设计理念
低氮燃烧是将集中燃烧改为分区燃烧，形成主燃区和燃烬区。主燃区二次风量占总风量的60-70%，满足不了煤粉燃烧所需的空气量，烟气含氧量为a<0.9～1%呈不完全燃烧状态，所以采用降低炉膛温度的方式来减少氮氧化合物的生成;燃烬区的二次风量占总风量的30-40%，供给的空气呈富氧燃烧状态，将主燃区燃烧不充分的煤粉颗粒燃烬。
2.炉膛氮氧化合物超标的原因
2.1锅炉启、停过程中燃烧的变化
a.锅炉启动是由冷态转变为热态的过程。启动过程中要进行投油枪点火、燃烧配风、启动风扇磨煤机等一系列操作，来达到锅炉稳定运行状态。频繁的投入、停止油枪、启动风扇磨煤机、调整制粉量和配风等操作，燃烧强度呈阶梯式上升状态，入炉燃料总量与空气总量难以控制在理想状态，因此导致氮氧化合物超标。
b.锅炉停运是由运行转变为停止状态。锅炉经过减负荷、停止风扇磨煤机、配风调整、投油枪稳燃、停油枪熄火等一系列操作后，燃烧呈阶梯式下降状态后熄火，炉膛内的燃烧强度骤降导致氮氧化合物超标。
2.2锅炉漏风的影响
锅炉燃烧系统是按负压燃烧设计的，不严密处会向炉膛内漏入冷空气，形成无序空气进入炉膛参与燃烧。高温炉烟管道、给煤机是制粉系统的负压区域。管道法兰、给煤机箱体、检查门、检修门等处，如有不严密会使漏入的冷空气与热烟气混合，同燃煤一起进入风扇磨煤机后，形成富氧的一次风煤粉气流喷入炉膛，形成了高强度火炬，氮氧化合物骤然升高。
2.3入炉煤总热量变化
内蒙东部的大雁、尹敏等十几个煤矿向我公司提供燃煤，运至电厂后直接供给锅炉燃用，受燃煤发热量、水分等指标的影响，入炉煤总热量频繁变化，风扇磨煤机的制粉量和锅炉配风也相应跟踪调整，炉膛燃烧也相应波动导致氮氧化合物超标。
2.4风扇磨煤机断煤
多套风扇磨煤机同时制粉来完成锅炉燃烧所需的燃煤量。当出现原煤斗棚煤、烧空、给煤机堵煤等故障时，都会造成风扇磨煤机断煤导致入炉煤量减少，燃烧状态失衡、烟气含氧量升高、氮氧化合物瞬间超标。
2.5风扇磨煤机切换
风扇磨煤机具有运行周期短，定期检修的特点，在切换风扇磨煤机的过程中，都会出现入炉煤量变化所引起的燃烧波动，当燃煤量大幅减少后烟气含氧量升高，加快了煤粉燃烧速度，炉膛温度瞬间升高，烟气中的氮氧化合物瞬间超标。
2.6锅炉配风调整不当
锅炉低氮燃烧改变了二次风分配结构并增加了燃烬风。在切换风扇磨煤机、调整负荷时，配风方式相应调整。当配风方式、方法不当时，会造成煤粉燃烧速度、燃烧强度、火焰中心温度大幅度变化，氮氧化合物超标。
3.避免炉膛氮氧化合物超标的措施
3.1锅炉启动、停运阶段中的燃烧调整
a.锅炉在启动阶段,要经过投油枪点火、启动风扇磨煤机、调整制粉量等操作，逐渐增加炉膛的燃烧量，采取频繁调整二次风量及送风总量控制炉膛燃烧，降低火焰中心温度避免氮氧化合物超标。
b.锅炉在停止前要做好准备工作，把不参与燃烧的二次风门关小、减少送风总量，达到低氧运行、氮氧化合物下降后，方可进行投油枪、停止风扇磨煤机等操作。随着炉膛内的燃料量逐渐减少，及时减少二次风量避免氮氧化合物超标。
3.2治理锅炉漏风
a.在对炉膛检查燃烧后及时关闭看火孔，必须保持严密关闭状态，避免炉膛漏风。在捞渣机渣槽内保持足够高的水位，将冷灰斗的下渣口必须浸在渣槽内形成水封，避免炉底漏风。
b.对制粉系统进行定期检查，尤其是高温炉烟伸缩节、原煤斗插板、给煤机检查门、给煤机箱体、冷风门、风扇磨煤机大门入口密封圈等部位作为重点区域严格检查。
3.3提高入炉煤发热量稳定的措施
a.将煤矿运来的燃煤卸入储煤场，用推土机反复搅拌，将大煤块投入碎煤机击碎形成颗粒均匀、发热量稳定的燃煤运给锅炉燃用。
b.将所有给煤机箱体上安装煤层限位挡板，煤层厚度调为一致，避免煤层厚度变化引起燃烧波动。
3.4制定断煤处理方案
a.在给煤机的箱体上安装断煤信号和堵煤信号，引入CRT画面，提前报警，提前做好处理断煤的准备工作，及时增加其它风扇磨煤机的制粉量、调整锅炉配风，减少燃烧波动，避免氮氧化合物超标。
b.断煤后可投入油枪增加燃烧总量和适当减少二次风总量，保持锅炉燃烧稳定，长时间不能恢复可切换风扇磨煤机，避免氮氧化合物超标。
3.5优化风扇磨煤机的切换方式
风扇磨煤机的切换以先启、后停或先停、后启的顺序操作，无论是哪种方式都会引起炉膛燃烧变化，大幅度变化会造成氮氧化合物超标。因此锅炉在高负荷区域采用先启、后停切换风扇磨煤机，入炉煤量呈上升趋势;锅炉在低负荷区域采取先投油枪稳定燃烧后，再采取先停、后启的方式切换风扇磨煤机，以适当增加入炉燃烧总量避免氮氧化合物超标。
3.6优化锅炉配风方式
锅炉配风方式较多，以正塔式、倒塔式、均等式、束腰式为主。随着锅炉燃烧变化，火焰中心位置、烟气含氧量、氮氧化合物等指标都会发生变化。根据喷燃器布置及配风器结构，结合低氮燃烧的特点，采用束腰式配风调整主燃区的燃烧，再用燃烬风控制火焰中心，既可以稳定锅炉燃烧，又能降低氮氧化合物。
3.7认真监盘精心调整燃烧
监视锅炉燃烧是一项非常重要的工作任务。通过仪表可观察到锅炉燃烧状况及其他设备的运行参数。由于燃煤质量、风扇磨煤机制粉特性等因素导致的燃烧变化，必须及时调整，按照小波动小调整、大波动大调整的原则进行操作，避免氮氧化合物超标。
4.结束语
低氮燃烧是以降低炉膛火焰中心温度来减少氮氧化合物的产生。锅炉在启、停及运行阶段，都存在着燃烧波动、制粉系统不稳导致的氮氧化合物超标。通过对燃煤特性、风扇磨煤机制粉特性、锅炉燃烧方式、配风器结构等方面的分析，制定了优化锅炉燃烧、稳定制粉、优化配风等措施，形成了一套可行的燃烧调整方案，达到稳定有序的燃烧状态，避免氮氧化合物超标。——论文作者：吴忠良
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