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摘要：近年来，电站燃煤锅炉燃烧优化系统得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了煤燃烧过程中氮氧化物形成机理及控制现状，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就低氮燃烧技术改造技术方案的选择问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：电站；燃煤锅炉；燃烧优化；系统
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作，电站燃煤锅炉燃烧优化系统的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电站燃煤锅炉燃烧优化系统的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2煤燃烧过程中氮氧化物形成机理及控制现状
一般情况下，在燃煤燃烧的过程中，生成的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮和一氧化二氮，其中的一氧化氮和二氧化氮含量较多，所以低氮燃烧主要是控制这两种物质的生成。氮氧化物的生成主要有三种方式，第一，空气中氮气在高温情况下氧化生成氮氧化物。第二，燃料中氮化合物在燃烧过程中热分解，氧化后生成氮氧化物。第三，空气中氮与燃料中碳氢离子团反应生成氮氧化物。氮氧化物的生成与炉内温度、燃料停留时间、燃料中氮的含量等各项因素都有很大的关系，所以通过对氮氧化物生成机理以及现有脱氮技术的分析，对于燃煤锅炉低氮燃烧技术优化策略的制定和调整具有一定的意义。
现阶段，对于燃煤锅炉的低氮燃烧技术，主要有三种处理方式，燃烧前、燃烧中和燃烧后。燃烧前主要是对燃料进行脱氮处理，但是成本较高、难度大、工艺比较复杂，所以目前应用的较少。燃烧中脱氮主要是通过降低反应区氧浓度、缩短燃料在高温区停留时间以及控制燃烧区温度等方式来降低氮氧化物的生成量，加之各种技术的优化设计，燃烧中脱氮目前使用的范围较广。燃烧后脱氮主要是将生成的氮氧化物通过还原或者吸附的方式降低排放量，其运行技术相对比较成熟。
3锅炉燃烧过程的控制任务
燃烧系统相对来说是很容易受到干扰的，而且各个干扰因素之间有很强的关联性，比如送风量和引风量、烟气和空气的含氧量、燃料量和燃料质量以及主蒸汽压力和炉膛负压等，可以将它们看作三大输入三和大输出的锅炉燃烧系统，其中送风量和燃料量以及引风量为输入量，其他因素为输出量。除此之外，还存在一些相对复杂的扰动参数，比如蒸汽流量扰动和燃料品质扰动等。在相关的实际操作中，通常把燃烧系统概括的划分为三个子系统：引风控制系统和送风控制系统以及燃料控制系统。
3.1并联管道中的蒸汽母管压力维持稳定
蒸汽压力主要反映的是锅炉在使用过程中的平衡安全状态，所以，蒸汽压力的系统调节不仅要注意安全状况，还要对定值的负荷调节进行控制。比如，当锅炉的负荷减少时，蒸汽压力就会上升，当下，就需要通过对燃料供应量的减少来维持能量的均衡；反之亦然。
3.2保证空气和燃料的混合比
在燃料量变化的过程中，送风量也要相应的变化，以维持原本的比率。假设比值出现偏差，空气不足时，会导致燃料得不到完全燃烧；而空气过于充分，又会使大量的热量在烟气中得不到有效利用，降低燃料的燃烧效率，还造成燃料的过度使用和浪费。
3.3将炉膛负压控制在标准范围之内
送风量随着燃料量而变化的同时，为了保证膛负压的标准范围，引风量也需要随之进行改变。炉膛的压力对锅炉的安全运行有着一定的影响。炉膛负压过小时锅炉会向外喷火，这极其不利于生产过程中的安全防护，还对环境卫生造成破坏；而炉膛负压过大时，炉膛内的漏风量会加大，这会使锅炉加大排风量，造成一定损失，而风量加大也会造成风机耗电量的增加。
4低氮燃烧技术改造技术方案的选择
4.1空气分级燃烧技术
空气分级燃烧技术主要是通过控制氧气的供给量来降低氮氧化物的生成，所以在燃煤燃烧的过程中分级向炉内送风，保证燃煤的分级分段燃烧，能够有效控制氮氧化物的生成量。通过送风量的控制可将炉内分为三个燃烧区域，热解区、贫氧区和富氧区，氧气的浓度是产生NOx的重要因素，如果能够将过量空气系数控制在1以下，使燃烧区达到贫氧状态，就能够有效抑制氮氧化物的生成，同时还会推迟燃烧过程。为了保证燃煤燃烧，在燃烧器的上方燃尽风喷口处会送入一定的风量，与烟气混合后完成燃烧过程。炉内空气分级燃烧主要包括轴向空气分级燃烧和径向空气分级燃烧，都是通过调整送风量和送风方式来控制氧气供给量。但是空气分级燃烧技术还存在一个问题，在二段空气量过大的情况下，会增加燃煤不完全燃烧的几率，从而造成热能损失，所以这种燃烧技术只有在对锅炉的运行产能要求不高时才可使用。
4.2优化调整摆角与燃尽风
通过对摆角和燃尽风的优化调整，也能够加强对低氮燃烧的控制。对燃尽风的摆角进行适当的上倾调整，可以避免炉膛两侧的汽温差。在锅炉的总风量比较稳定的情况下，结合具体运行状态，在负荷有所提升时，可以适当的增大燃尽风的挡板，可有效降低氮氧化物的排放，同时还可减少飞灰。在对燃尽风进行控制，降低含氧量，就能够确保锅炉炉膛处于低氧燃烧状态，就会加强上部燃烧，火焰中心上移，氮氧化物生成量显著下降，从而提高锅炉低氮燃烧效率。
4.3燃烧器型式选择
燃烧器的型式对低氮燃烧具有一定的影响，所以型式的选择也是关键问题，主要有水平浓淡燃烧器和垂直浓淡燃燒器两种，其应用范围较广。水平浓淡燃烧器能够在水平方向对煤粉的浓淡进行分离，其射流可更加接近于炉膛中心，能够形成较强的径向卷吸；垂直燃烧器在燃烧组的布置方面可形成浓淡浓的形式，从而在燃烧区中可达到浓淡分离的目的。在对燃烧器进行优化调整改造中，主要以浓淡分离为主要目的，并且可以合理控制分离的比例以及各项参数，从而确保低氮燃烧的效率。
4.4OFA喷口选择及SOFA风设计
原有锅炉燃烧系统中常常设OFA喷口，能否利旧使用，也是低氮燃烧技术改造过程中要重点考虑的一个问题。主燃烧器上层OFA喷口常常反切，以削弱炉膛气流旋转，减小炉膛出口烟温偏差，效果较为明显。如果原OFA喷口尺寸、以及风速风量设置与低氮燃烧技术改造方案有冲突的情况，也可将其封堵或改造利用。将较大比例的二次风（SOFA）布置在燃烧器的上部，实现锅炉燃烧的空气分级燃烧技术，不仅能够控制氮氧化物的生成，同时能够保证炉膛燃尽区进一步完全燃烧从而降低飞灰可燃物的含量，维持锅炉燃烧效率。SOFA风的存在，在于形成燃尽区。燃尽区的位置与大小是SOFA风设计的关键，SOFA喷口标高、SOFA喷口组数与层数、SOFA风风速与风量比例等参数应该被设计者重点考虑。
4.5优化调整煤粉细度
煤粉细度对低氮燃烧效率会产生一定的影响，尤其是在空气分级燃烧的情况下更为明显。在一次风喷口安装钝体稳燃器时，当分级程度较高时，细煤粉的NO排放浓度要高于粗煤粉。煤粉细度越大，其中的挥发分也更容易释出，煤粉颗粒与空气接触的表面积增加，从而提前着火且温度升高，燃尽率也较高。在煤粉颗粒表面积增加的情况下，焦炭对NO的还原能力增强，从而细煤粉可以有效降低氮氧化物的排放浓度，所以可结合空气分级燃烧状况，加强对煤粉细度的调整控制。
5结束语
综上所述，加强对电站燃煤锅炉燃烧优化系统的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的电站燃煤锅炉燃烧优化过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
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