锅炉烟气再循环调试总结

蔡炜锋雷小军

摘要：为掌握烟气再循环对锅炉燃烧工况的具体影响，以2号锅炉为试验对象，在保证一定给煤量、烟气氧量不变、炉膛负压自动及不调整一次风量的前提下运行。

关键词：锅炉烟气；再循环；调试

一、烟气再循环系统对锅炉燃烧工况的影响

从上表1-1可以看到，2号锅炉随着烟气再循环风量的增大，床温平均温度从871℃至851℃，下降20℃；炉膛出口温度由（885℃，888℃）至（867℃，867℃），平均下降20℃；密相层最高温度点由962℃至926℃，下降36℃。①烟气再循环系统投用使锅炉整体床温下降，且对温床的均匀性有一定益处。

同时，随着烟气再循环风量的增大，一次风进口风温由48.7℃至67.2摄氏度，上升18.5℃；一次风出口风温由115.0℃至129.6℃，上升14.6℃；排烟温度由（96℃，115℃）至（105℃，124℃），平均上升9℃。②锅炉的排烟损失增大。

随着烟气再循环风量由0m3/h至12302m3/h，二次风量由28530m3/h至46479m3/h，增加了17949m3/h；一次风量在未调整的情况下，由62371m3/h至56883m3/h（受二次风量增大的影响），下降5488m3/h；引风机频率由38.6Hz增至41.7Hz。烟气再循环风量的改变，对一次风机的风量、风压、电流几乎没有影响，只会影响进入一次风机中混合烟气的氧气比列。在锅炉给煤量一定时，增大烟气再循环风量会导致锅炉过剩空气系数(即氧量)下降。为保证锅炉正常的过剩空气系数，投用烟气再循环系统会势必会增加一次风或者二次风风量，以及增大引风机的工作电流。同时锅炉蒸发量会随烟气再循环风量的增加而略微下降（排烟损失和化学不完全燃烧损失增加），因此烟气再循环的投入会增加锅炉的吨汽耗电量。

二、烟气再循环系统的作用

以2号锅炉为试验对象，表2-1和表2-2分别为烟气再循环投入前和投入后的燃烧工况参数。

表2-1投用前

在烟气再循环投用前，2号锅炉在低负荷低氧运行中存在床温偏高问题。为保证NOx的超低排放标准，要同时保证锅炉低氧（2%）和较高的炉膛出口温度。从表2-1可以看到，为了达到低氧运行目的，一次风（流化风）必须尽可能小，但留给二次风风量的调节裕度还是很小（0~5000m3/h），而这“偏小”的一次风量也使得锅炉床温偏高（密相层布风板最高温度点将近980℃）。一二次风风量调节裕度不足直接导致锅炉在低负荷低氧运行工况中的调节难度增大，锅炉蒸发量、NOx、SO2排放量波动大。

从表2-2中可以看到，在投用烟气再循环后，①2号锅炉一二次风风量的调节裕度明显增大。同时床温（包括平均床温和密相层最高温度）明显下降，但由于一二次风配比较烟气再循环投用前合理，同负荷下2号锅炉膛出口温度并未下降。②从两张表格的对比中也可以看到，在投用烟气再循环后，同负荷同氧量下2号锅炉产生的NOx总量降低，同时因炉膛出口温度并未下降，其氨水脱硝效率并不会降低，经脱硝后的NOx排放量将下降。

三、烟气再循环系统的实际应用

一期3台次高温次高压锅炉，其中3号锅炉在低氮燃烧技改完成后于2016年11月份投用，与1号、2号锅炉在燃烧工况上存在差异。而二期4号、5号锅炉为高温高压锅炉，因此与一期锅炉也存在着差别，再结合运行负荷实际情况，本次烟气再循环试验选择了2号炉、3号炉、4号炉作为调试试验对象。

表3-1

由表3-1可以看到，3号炉在负荷60~90t/h运行过程中，保持低氧量（左右两侧氧量之和在2.1%~2.5%之间）低床温（平均床温在790~825℃之间，布风板密相层最高测点温度不超过855℃）工况下，可实现无氨水燃烧调整，其中飞灰含碳量为6%左右。

表3-2

从运行数据来看，烟气再循环投入虽然能增加一二次风风量的调节裕度，且降低锅炉产生NOx总量，但要在60~70t/h负荷区间控制NOx运行，2号锅炉还是要再适当降低锅炉烟气氧含量（低于1.5%）。同时2号锅炉的脱硝氧量偏高问题亟需解决，当2号锅炉NOx原始浓度为45mg/Nm3，按脱硝氧量8%折算，则NOx折算值为52mg/Nm3。一旦脱硝氧量问题解决，达到与锅炉尾部氧量2%一致，其折算值仅为35.5mg/Nm3。2号锅炉因无法取到飞灰，飞灰含碳量未知。

表3-3

同等负荷下（60~70t/h），4号锅炉的炉膛出口温度要比2号锅炉高30℃左右。从表3-3可以看到，要控制NOx排放，4号锅炉70t/h负荷以上氧量保持在2%左右即可，而在60~70t/h负荷区间，同样需要再适当降低锅炉烟气氧含量（低于1.5%）才能保证NOx的超低排放标准。在10月2日、3日的夜班低氧运行过程中，飞灰含碳量分别为4.9%和10.6%。

从以上三张表格中可以看到，3号锅炉自2016年11月低氮改造完工后投用，脱硝效率优于其他锅炉，4号锅炉次之，2号锅炉相对较差。

四、烟气再循环系统存在的不足

烟气再循环的使用是低氮燃烧的一种调节手段，能有效地降低锅炉床温，且有益于床温均匀。在低负荷（75t/h以下）运行中，能够解决锅炉床温偏高、一二次风风量调节裕度不足和锅炉产生NOx总量降低这些问题。但也同样存在着不足：

1、烟气再循环投用能有效降低NOx，但必须要求较低的烟气氧含量，一方面会增大运行安全隐患，另一方面可能引起CO排放量增大，增加化学不完全燃烧损失。

2、随着烟气再循环风量的增加，锅炉排烟温度上升明显，排烟损失增大。

3、同工况下，二次风机、引风机工作电流随烟气再循环风量的增加而增大，导致锅炉吨汽耗电量上升。