如何細緻調控使NOx的排放量不超標

2022-09-20 17:51:02 字數 5722 閱讀 7207

執行部四值三班謝誌鋒

三期nox排放專題會議紀要中對於機組執行中的調節已提出相關的一些原則和標準,生技部張向陽也提交了一篇很好的有關如何降低nox的分析文章,這些已提出的原則、標準和分析觀點,給我們執行值班員在調節過程中提供了很好的指導作用。然而對於我們執行值班員來說,重點任務應是根據已提出的觀點、原則和標準的指導方向,在機組正常或異常的工況下該如何細緻地加以調整,維護nox的排放量在規定之下。

根據對三期#5、#6機組的nox排放調節的實際情況跟蹤,分析總結出如下幾點:

1、 機組正常執行時的調整

機組正常穩定執行時,應以執行部最新規定的最低氧量來調整鍋爐風煙系統的執行,同時保證ofh小風門全開的話(ofg根據實際情況來開啟或關閉),其它輔助風門也可根據情況適當來參與調節,基本上可以保證nox 排放量不超標,使nox≤450mg/m3以下,關鍵就是要及時調整氧量,加強對負荷引數變化監視,保證氧量正常。為了計算氧量方便,可把單側空預器標準出口氧量的計算公式最後簡化為:單側氧量=7.

2—(負荷/60)(新規定氧量計算公式),這可便於我們執行值班員頻繁來計算氧量,從而及時進行調整,以保證nox 排放量不超標。

2、氧量的影響

氧量對nox值的影響有多大,煙氣中的nox無非就是由no、no2、n2o4、n2o5幾種氣體構成,單從其分子結構就可以得知,都是由兩種原子構成,沒有其它介質,控制nox的生成,只要從源頭上控制則可,但n是不可控制的,它在煤中是以多種化合物的形式存在的,且燃燒過程又是乙個複雜的化合反應過程。在燃燒過程中,各種化合物質中n的各階離子當遇到氧離子時就會與之結合,並形成nox。因此,只要控制氧量就可控制nox的生成多少,控制住氧量,對於無論是燃料型、熱力型還是快速型所形成的nox,都可從源頭上控制住其生成量。

因此,氧量是影響nox生成量多少的最主要因素,控制住氧量的加入即是在源頭上控制住nox的排放。對於我們值班員來說,認真監盤,認真調節氧量就是我們重中之重的任務。從氧量對nox的影響趨勢來分析,nox的變化是稍為滯後一點。

因此,最好的辦法就是提前對氧量加以調節,即降低氧量有幾分鐘的提前期,三五分鐘不等,具體各台鍋爐對於氧量的反應慣性都是不一樣,那就要根據具體情況來提前降氧操作的時間。因此,我們在調節時,在負荷加減變化時或者在進行各種操作後,都應及時回過頭來檢視一下氧量的變化,並及時對氧量進行操作後,再去調節其它的影響因素,氧量變化效果不明顯的則要再次進行微調則可。

而對於三期的鍋爐,在負荷大幅度變化和擺角大幅度變化時,兩側的氧量會產生較大的偏差並造成氧量站切為手動,從而影響氧量隨著負荷的公升降而降公升。此種情況下,則(可能)會造成兩種極端的工況,一是兩側氧量之和比標準規定值高出很多很多,如果機組此時有其它擾動因素產生,影響到值班員及時來調節降低氧量的話,則會造成nox值的大幅公升高;二就是鍋爐產生缺氧燃燒,此種情況只是假設性,一般不會產生這種情況,但我們要預防它,否則一產生就是毀滅性的損害;適當的低氧量燃燒是可以,但要杜絕缺氧燃燒的調節操作,顯然,氧量引數比以前顯得更為重要些了。因此,建議熱工要保證兩側氧量和的實時性和準確性,氧量操作站應以兩側氧量和的實際平均值作為調節目標,並確保調節目標在各負荷階段都能與兩側氧量和保持相同,同時也要保證氧量的設定目標與實際平均值和調節目標的同步一致,#6爐有時就會產生調節目標與實際兩側氧量和不對應的情況,而導致氧量站在自動狀態時產生調節過程的混亂,造成氧量忽高忽低,既影響汽溫的變化也影響nox值忽高忽低的變化,可見,氧量的設定目標與調節目標和實際平均值的同步一致,對nox值變化的影響是很重要的。

同時建議熱工在空預器進口兩側的排煙管道上再各加裝乙個氧量測點,以保證氧量測點中有故障時能及時切換。

3、 輔助風門的影響

(1)ofg層輔助風門的影響

由(下圖1)可見:只有ofg層燃盡輔助風門(黃色線)在作變化,而負荷(藍色線)在190mw的低負荷穩定不變,nox(紅色線)的值為259幾乎不變,擺角(淡藍色線)為85%不變,相對是處在較高位置,兩側總氧量(橙色線和綠色線)為8.67,標準兩側氧量應為8.

0,高出0.67,f層製粉系統還沒有啟動,ff層輔助風門(白色線)在將近80%的位置,此段時間燃料給煤倉上煤為b、e倉為低熱值印尼煤,c、d倉為高熱值印尼煤,a、f為其它煤種(大友、神華、澳煤或混煤等)。可見,在低負荷時,ofg層燃盡輔助風門由100%關到84%左右時,nox(紅色線)的值幾乎不變;ofg層輔助風門再由84%開到100%時,nox(紅色線)的值也幾乎不變,可見在低負荷時ofg層輔助風門開關幅度不大,則對nox(紅色線)的值影響不是很大。

但負荷大幅度變化波動時,如果ofg輔助風門再作大幅度的調節時,則很容易導致氧量和nox值發生急劇變化,調節不及時則造成nox值超標(如下圖2和3所示)。因此,在調節ofg輔助風門時,最好不要為了保汽溫不低於520℃而進行一下子的全開或全關的來回劇烈變動調節,以免出現nox值飈公升的情況(如下圖4所示)

(2)ofh層輔助風門已由熱工鎖定全開,其作用大家已知,不再加以討論分析。

(3)ff層輔助風門及其以下風門的影響

由(下圖5)可見:負荷在314mw左右的穩定狀態,ofg層輔助風門全開狀態,擺角在85%的位置,f層製粉系統沒有啟動,兩側氧量之和為4.24,比標準氧量和高出0.

3左右,nox的值在295左右正常微小的波動。此時,ff層輔助風門由50%開至100%後,nox的值和氧量就滯後僅有乙個較小的波動,nox的值略有下降,但氧量卻略有上公升,對於爐內燃燒過程中的各種大量複雜的物理作用和化學反應來說,其影響(開ff層輔助風門和導致氧量的上公升對nox值的影響)不算大,如果是從它們作用後的最後結果來看則可認為是相互抵消的,但實際上它們影響到nox值的變化過程是不同的,從圖中可看出氧量對nox的影響也是稍為滯後的,即nox的值是先降低後再**的。因此,在調整過程中要積極及時的調節此輔助風門及氧量,降低nox的值是我們調節的目標,全開ff層輔助風門後nox的值略有下降,氧量略有上公升,那我們緊跟著及時的把氧量手動降下來,結果不就兩全其美了;如果ff層輔助風門是從0%開至100%則其影響nox值的效果可能就更明顯了。

而關ff層輔助風門時,其作用則剛好相反,會影響nox值向**的趨勢作變化,也不會出現急劇的變化(如圖6所示),操作幅度大時,其作用相對就大一點;

對於ff層以下的輔助風門,因為在正常執行過程中這些風門都是在自動調節開狀態,可調節幅度不大,但對於沒有執行的燃料層或燃油層的風門,則可根據情況來參與調節,比如f層或a層的燃料風門,在低負荷時段就可利用來調節nox值變化的,據實際經驗總結出,一般情況下,f層或a層燃料風門對nox值的影響是不會產生急劇變化的,是一種較慢的影響過程,是一種可控的影響,開啟f層風門就會使nox值緩慢下降,反之則緩慢上公升,而開啟a層燃料風門時就會使nox值緩慢上公升,反之則緩慢下降,實際上這些輔助風門對nox值的趨勢影響和對汽溫的趨勢影響是一樣的,怎麼調節汽溫就怎麼調節nox,只是其對汽溫和對nox的影響作用程度稍有不同而已。比如:對於底部輔助風門的調節,因其可以起到抬高火焰中心的作用,能快速有效的提高汽溫水平,但其對nox值的提高影響不大也較慢,故可以通過調節底部輔助風門來提高汽溫後,同時去操作降低氧量或組合其它的操作一起,則可達到降低nox值的目的,既不超溫也不超nox值。

在實際調節過程中,因各台鍋爐的特性和慣性不一樣,具體操作幅度如何,這就要求各位值班員在平時的監盤過程中認真的加以分析、琢磨和總結,才能使大家的機組執行調節水平得到進一步的提高。

(圖1)

(圖2)

(圖3)

(圖4)

(圖5)

(圖6)

4、擺角的影響

由(下圖7)可見:在負荷等其它引數基本上是不變的,在擺角由85%關到73%時,兩側氧量和由4.24微**到4.

45,比此時負荷為312mw的對應標準氧量高出0.45,比因ff層輔助風門變化所導致的氧量變化又微微的高一點點,從擺角處在73%的位置一段區間內可看出,此段區間的氧量是比擺角變化之前的氧量高出少許,雖然nox值一直在波動,是有向寬的幅度作波動的趨勢,但對nox值的影響很慢很小,稍加以調節氧量即可以把nox值控制住,並不會出現nox值作大幅度的急劇變化不可控狀況。但在負荷變化的同時,大幅度擺動擺角,則可能導致氧量作急劇的變化,進而導致nox值作大幅度的急劇變化,如果不及時加以調節氧量,此時就很可能出現nox值超標的情況(如圖中後部曲線的變化所示)。

因此,對於擺角對nox值的影響可認為是這樣的,單獨小幅度操作擺角時,其對nox值的影響不大,對nox值的影響也是乙個緩慢的過程,火焰中心高時,nox值就會**,火焰中心低時,nox值就會下降,如操作幅度較大,則其影響過程就相對快些大些,但在加減負荷或波動狀態時,擺動擺角同時伴有啟停製粉系統、開輔助風門等,在多項操作復合作用下的工況,就極有可能導致氧量出現急劇的公升降變化,並容易造成兩側氧量偏差大而自動切為手動控制,如果不及時去操作調節降低氧量,結果就會出現nox值超標的情況(如下圖8、9和10所示)

(圖7)

(圖8)。

(圖9)

(圖10)

5、啟停f製粉系統的影響

由以下(圖11和12所示引數)對比後可見:負荷(藍色線)在304mw左右正常波動,屬穩定狀態, ff層輔助風門(白線)和擺角(淡藍色線)對nox值的影響在以上已分析過,即在負荷呈穩定狀態下時,開關ff層輔助風門和小幅度的擺動擺角是不會對nox值產生很大的劇烈影響作用的,但作用是肯定有的,只是沒有那麼大的作用而已;而在f層製粉系統啟動後,伴隨著就把擺角下擺,開啟上層的輔助風門,以防汽溫超溫,在我們平時的操作中,這些操作基本上都是相關聯的操作,因此我們可以把啟f製粉系統及相關聯的操作只作為啟f層製粉系統對nox值的影響,圖中nox值的變化由198**到405左右,**幅度達207,氧量也有較大的**波動幅度,由4.71漲到5.

73,最大**空間幅度達1.02,如把ff層輔助風門和下擺擺角的影響剔開後,那f層製粉系統的影響也是相當大的。因此,啟動f製粉系統對nox值的影響與燃盡風一樣,都會影響到nox值作大幅度的變化,故在啟動f層製粉系統後,也要提前及時的把氧量降下來,否則就會造成nox值超標的。

與(圖13)所示的影響是相接近的。

對於停f層製粉系統對nox值的影響,由以下(圖14和15所示引數)對比後可見:因負荷由316mw減到275mw,f層製粉系統(紫色線)由14噸減到0,其它引數所做變化不大,而nox值則由337減到198左右,差值將近140,但停止f層製粉系統後,氧量有乙個**過程(因為停f製粉系統與操作擺角以及開關一些輔助風門是相關聯的操作),影響到nox值也作乙個**,因此要及時調節氧量正常,以防nox值**超標。當負荷再恢復到310mw左右時,即後面相對穩定的階段時,nox值也相應穩定在所變化範圍的中間偏下一點點。

因此,停f製粉系統對nox值的影響可主要防止其**過程中超標,只要及時調節氧量和一些相關的風門即可控制住。

(圖11)

(圖12)

(圖13)

(圖14)

(圖15)

6、啟停a層製粉系統的影響

對於啟停a層製粉系統對nox值的影響程度究競有多大,我不敢下結論,但從我們班在啟停a製粉系統的過程中對nox值的影響來看,它還沒有象ofg燃盡輔助風和氧量對nox值的影響大,關鍵的還是及時減氧量,停磨前檢查氧量是否比標準規定值高很多,如較高則須及時減下來,再助以一些頂部或底部的輔助風門來調節,及時採取降壓操作來平衡減氧量對汽溫降低的影響,結果應是可以消除啟停a製粉系統對nox值的影響的,而且汽溫還能夠維持相對較高一點的水平。經查過幾次停a製粉系統前的氧量引數與負荷對應情況來看,認為停a製粉系統會對nox值產生影響較大,事實並非如此。如下(圖16、17、18)引數所示,在準備停或已停下a層製粉系統(白線)之前,其氧量引數都是有乙個向**的變化,要比相應負荷下的標準規定氧量要高出許多,所以才會引起nox值的大幅度向**的趨勢變化,而我在今天零晨1點50分左右所停運a層製粉系統的曲線,如下(圖19)所示,在停a層製粉系統之前,先調節好氧量,再把a層製粉系統停下,然後再去調節一些相關的輔助風門等,結果nox值的變化就沒有出現很大很急的變化,都在可控狀態,呈現乙個緩慢的變化過程。

因此,停a層製粉系統並沒有所想象中那麼嚴重。現階段各負荷段,大多數情況下e製粉系統都帶上較高的煤量,將近實際攜帶能力的上限,如果在低負荷時再停e製粉系統,估計對於汽溫來說,是非常難以保證汽溫接近正常值的,另外汽溫太低的話,機組以這樣的條件長時間執行,將會帶來其它不定的安全性問題。

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