中储式乏气送粉三次风与氮氧化物的关系

锅炉中的三次风，中心风，周界风有什么作用？三次风、周界风、夹心风/ z4 D0 d3 v* Q1．三次风在中储式制粉系统中，细粉分离器将煤粉和输送煤粉的空分气离后，形成乏气。

乏气中带有10%的细煤粉。

这部分乏气一般送入炉膛燃烧，形成三次风。

三次风的特点是温度低，水分大，煤粉细。

运行经验证明，三次风对燃烧有明显的不利影响。

在大容量锅炉上，三次风的投入对过热汽温、再热汽温的影响很大三次风对燃烧及汽温调节的不利影响是：（1）使火焰温度降低，燃烧不稳定。

（2）火焰拖长，炉膛出口烟温升高，使过热汽温与再热汽温偏高，汽温调节幅度增大。

同时增大过热器热偏差。

（3）三次风高速射入，使火焰残余旋转增大，同时飞灰可燃物增加；（4）三次风量较大时，风速也增大，易扰乱炉正常的空气流动，引起火焰贴墙结渣。

为了减轻三次风对燃烧的不利影响，在大容量锅炉上可将三次风分为两段，即上三次风和下三次风。

三次风的分级送入和合理布置，不仅能减轻上述的不利影响，还能把制粉系统乏气中的煤粉烧掉，并加强燃烧后期可燃物与空气的混合，促进燃烧。

为了保证三次风穿透火焰，三次风速通常达50～60米/秒。

三次风温一般低于100℃。

煤中水分较大时，只有60℃。

三次风量约占总风量的10～18%，有时可达30%。

三次风量的大小取决于一次风量。

根据煤质的挥发分含量，着火的难易程度，水分含量等，一次风量首先以满足干燥原煤、输送煤粉的要求为原则，进入磨煤机前的一次风流量和温度可以调整。

目的是控制磨煤机内的温度，提高磨煤效率，控制磨煤出力2．周界风/在一次风喷口外缘，有时布置有周界风。

周界风的作用是：(1) 冷却一次风喷口，防止喷口烧坏或变形；(2) 少量热空气与煤粉火焰及时混合。

由于直流煤粉火焰的着火首先从外边缘开始，火焰外围易出现缺氧现象，这时周界风就起着补氧作用。

周界风量较小时，有利于稳定着火；周界风量太大时，相当于二次风过早混入一次风，因而对着火不利；(3) 周界风的速度比煤粉气流的速度要高，能增加一次风气流的刚度，防止气流偏斜；并能托住煤粉，防止煤粉从主气流中分离出来而引起不完全燃烧；(4) 高速周界风有利于卷吸高温烟气，促进着火，并加速一、二次风的混合过程。

制粉系统运行对锅炉NOx生成影响的研究【摘要】为了降低某300MW四角切圆锅炉NOx的排放，采用CFD软件对炉内NOx燃烧特性进行了数值模拟研究。

针对锅炉中储式热风送粉制粉系统的特点，数值模拟了三次风的投入与否对NOx生成的影响。

四层一次风喷口“上两层少、下两层多”的给粉方式有利于降低炉内NOx的排放。

炉内采用了紧凑型空气分级（COFA）措施，降低NOx排放幅度有限，建议采用SOFA空气分级燃烧方式以进一步降低炉内NOx的排放。

【关键词】数值模拟；空气分级；NOx排放1.前言以煤炭为主要能源的格局决定了火电在我国能源生产中所占的重要地位[1]。

众所周知，火电厂是大气污染物（烟尘、SO2和NOx）的主要排放源之一。

2011年制定的《火电厂大气污染排放标准》[3]规定至2014年全国电厂的NOx 排放值≤100mg/Nm3。

为了降低电厂NOx的排放，当前主要烟气脱硝、低NOx燃烧技术等措施。

低NOx燃烧技术中，空气分级燃烧方式应用较为广泛，新建机组大多都已采用此方式，在主燃区上方布置燃尽风并通过调节燃尽风量来提高降低NOx排放效果，由于空气分级燃烧技术改造方式较为灵活，方法较为简单，这也是电厂常用的低NOx改造措施之一[4]。

本文以一个300MW机组四角切圆锅炉为研究对象，利用数值模拟分析该锅炉实际运行情况，分析其运行参数对NOx生成的影响。

2.设备概况某300MW机组锅炉为上锅生产亚临界、自然循环燃煤锅炉，单炉膛平衡通风，固态排渣，Π型布置。

配中储式热风送粉制粉系统，燃用贫煤。

采用WR 型直流燃烧器分四层布置于炉膛四角，每角各喷口依次为下二次风AA，一次风A，二次风AB，一次风B，二次风BC1、BC2、BC3，一次风C，二次风CD，一次风D，上二次风DE，三次风E、F，消旋风OFA1、OFA2。

上述消旋风OFA1和OFA2为紧湊燃尽风。

炉膛整体结构如图2（a）所示。

3.网格划分及数值模拟方法选定计算区域为由冷灰斗底部至折焰角上方炉膛出口垂直截面，忽略了炉膛上方存在的屏式过热器以及高位过热器[5]。

中间储仓式乏气热风送粉排粉机停运作业潜在风险与预控
措施
8.1项目简述
该项目涉及主要操作有：保持锅炉燃烧稳定，停止排粉机所对应给粉机运行直至停止该排粉机。

8.2潜在风险
8.2.1设备损坏方面
⑴排粉机停止时振动大，造成设备损坏。

⑵排粉机停运时，炉膛负压波动大（特别是停运中间层火嘴对应的排粉机时，易造成炉膛燃烧不稳定，严重时锅炉灭火）。

⑶排粉机停运时，锅炉汽温、汽压剧烈变化。

（4）一次风管（三次风管）吹扫不彻底，造成积粉自燃。

⑸风门及挡板关闭不严密，造成排粉机倒转。

【重点是防止锅炉燃烧不稳、】
8.3防范措施
8.3.1防设备损坏方面的措施
⑴防排粉机停止时振动大，造成设备损坏的措施
①逐个停止对应给粉机，适量关闭一次风挡板。

保持排粉机出口风压稳定。

②避免排粉机在不稳定区长时间运行。

⑵防排粉机停运时，炉膛负压波动大的措施
①适当调整吸、送风机风量。

②逐渐降低排粉机出口风压至O后,再停止排粉机运行。

③在停运中间层火嘴对应的排粉机时，其它运行给粉机转速应保持在500r∕min以上，机组负荷应不得低于80%的额定负荷，否则投入油枪助燃。

⑶防排粉机停运时，锅炉汽温、汽压剧烈变化的措施注意汽温、汽压变化，及时调整相应给粉机转速和减温水量。

（4）防一次风管（三次风管）吹扫不彻底，造成积粉自燃的措施
停止给粉机后至少吹扫2分钟，方可关闭一次风（三次风管）挡板。

⑸防风门及挡板关闭不严密，引起排粉机倒转的措施排粉机
停止后，应严密关闭回风门（入口风门）及其冷、
热风门和对应的一次风（三次风门）挡板，必要时可配合手动关闭严密。

集控运行复习题（热动10级）1.单元机组均采用了回热加热系统和蒸汽中间再热系统。

2.一台锅炉直接向与其配合的一台汽轮机供汽，汽轮机带动发电机，发出的电功经一台升压变压器送入电网，这套机组及其辅助设备称为单元机组。

3.单元机组的容量和参数不断提高，热力系统更加庞大复杂，热力设备数量众多，热力循环的生产过程日趋复杂，热效率也越来越高。

4.顺序控制：是指根据预先设定的步骤、条件或时间，对生产过程中的设备和系统自动的依次进行一系列操作，以改变设备和系统的工作状态。

5.自动保护：是指当机组在启停、甩负荷或运行中发生危机人身、设备安全工况时，为防止事故的发生和避免事故的扩大，监控设备应自动采取的保护动作。

6.DCS主要包含以下功能子系统：数据采集系统（DAS）、机组协调控制系统（CCS）、辅机顺序控制系统（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、汽轮机旁路控制系统（BPC）、汽轮机数字电液控制系统（DEH）。

7.DCS的结构功能图8.锅炉辅助设备：包括锅炉本体以外的全部设备，主要有输煤、制粉、通风、给水、除尘、脱硫脱硝、除灰、热工仪表及水处理等设备。

9.制粉系统：将原煤仓中的煤输送到磨煤机，干燥、磨制成煤粉并送往锅炉燃烧器的全部设备及其管道统称为制粉系统。

10.制粉系统可分为直吹式和中间储仓式两种。

11.一次风：输送煤粉进入炉膛的空气称为一次风，它的作用是输送煤粉和供燃料着火用氧；12.二次风：只起助燃作用而不携带煤粉，经燃烧器喷口直接送入炉膛的空气称为二次风。

13.三次风：中间储仓式制粉系统，热风送粉，将磨煤乏气作为三次风从主燃烧器上部的乏气喷口高速吹入炉内，以回收乏气中夹带的少量细粉并对火焰起扰动作用。

14.中储式制粉系统与直吹式制粉系统，哪个更适应负荷变化，系统延迟性小？为什么？（11页）15.按出口气流特征，煤粉燃烧器可分为直流燃烧器和旋流燃烧器两大类。

16.锅炉的风烟系统也称通风系统的作用是：供给燃料燃烧所需要的空气，排走燃料燃烧所生成的烟气，并克服空气流经各个部件和烟气流经各受热面的流动阻力。

某钢球磨中储式制粉系统锅炉燃烧优化调整针对某采用钢球磨中储式制粉系统锅炉一直存在的锅炉效率偏低、炉膛出口NOX偏高、主再热汽温偏低等问题，制定了燃烧调整方向，通过制粉系统优化及燃烧优化调整，锅炉各项指标均有好转。

建议此类型锅炉要特别重视制粉系统维持最佳通风量运行、制粉系统的漏风治理，低NOX改造要设法消除三次风的不利影响。

标签：钢球磨；燃烧调整；三次风0 引言某电厂锅炉采用钢球磨中储式制粉系统，锅炉一直存在锅炉效率偏低、炉膛出口NOX偏高、主再热汽温偏低等问题，本文主要是针对对此类型锅炉的燃烧调整思路和具体调整方案。

1 设备概述锅炉为哈尔滨锅炉厂制造的HG—420/13.7—YM3型超高压、自然循环煤粉炉。

该锅炉采用单炉膛、一次再热、平衡通风、固态排渣。

配用两套钢球磨煤机中间储仓式热风送粉的制粉系统，制粉乏气作为三次风送入炉膛。

2 存在的问题及分析主要有以下几方面：2.1 制粉系统存在的问题总结（1）甲、乙制粉系统通风量分别为126654.72m3/h、111072.55 m3/h。

制粉系统通风量偏大。

（2）甲、乙侧制粉系统再循环开度都较小，分别为12.6%、15.2%。

这导致排粉机出口乏气大部分通过三次风进入炉膛。

（3）甲、乙排粉机效率分别为63.21%、54.72%。

排粉机效率较低。

2.2 锅炉热效率偏低炉效为89.27%，较设计值低很多。

原因一是低负荷时锅炉氧量偏高，二是飞灰含碳量偏高。

2.3 锅炉NOx排放量偏大120MW、100MW、75MW三个负荷下的NOX含量分别为358.87 mg/m3、485.19 mg/m3、517.97 mg/m3。

2.4 主、再热蒸汽温度偏低主、再热蒸汽温度分别比设计值偏低23℃、62℃。

3 燃烧调整方向的确定3.1 制粉系统调整（1）飞灰和大渣的含碳量较大，要保证入炉煤的完全燃烧，制粉系统应该保持较细的煤粉细度。

制粉系统阻力不增加太多的前提下，尽量降低煤粉细度。

中储式制粉系统优化火力发电厂都普遍存在着锅炉制粉单耗偏高的问题，但综合考虑中间储仓式制粉系统单耗过高的原因基本相同：制粉系统的运行参数(磨煤机出入口风温、进出口差压、钢球装载量、系统通风量等)偏离最佳值运行，导致系统通风量过大、磨煤机出力不足、运行时间延长等。

1 锅炉制粉单耗偏高的原因分析钢球磨煤机制粉系统运行的经济性，取决于设备的型式、磨内的钢球装载量、系统通风量、磨煤机内的存煤量以及系统漏风、分离器的效率等因素。

影响锅炉制粉单耗的因素有以下几个方面：1.1 运行参数偏离最佳值运行1.1.1 钢球装载量磨煤机钢球装载量G直接影响磨煤出力和电能消耗：G偏大，并不意味磨煤机出力增大、电耗降低。

从磨煤机内部工作情况来分析，磨煤机出力并不随钢球量G正比增加，而是与G0.6成正比，而磨煤机所耗的电功率则与G0.9成正比，基本上呈直线关系。

所以钢球装载量超过最佳值后其磨煤机出力的增加要小于磨煤机功率消耗的增加，磨煤机电耗反而升高。

因此，运行中当磨煤出力能满足需要时，维持钢球装载量在最佳值附近可以提高磨煤机的经济性。

1.1.2 钢球级配磨煤机内钢球大小（级配）的变化会导致磨煤机出口各种煤粉颗粒直径份额发生改变，找出一种钢球级配，使它能够达到所需煤粉粒径所占份额最大的钢球级配方案，实现磨煤机钢球装载量下降、制粉量提高的目的。

将传统的φ40~φ60磨球装机级配改进为φ20~φ80的装机级配。

由于级配的规格增加，自然分级更趋合理，有效的提高了磨机研磨效率；有效的减少磨球的装机量，比传统装机量下降30%以上，并降低了设备的作业负荷及噪音，改善了工作环境，同时延长了设备的使用寿命，节约了生产成本。

一般无烟煤煤粉细度R90控制在7%左右，烟煤在15%~20%左右。

1.1.3 钢球在筒内分布原有磨煤机钢球在磨内由入口至出口，呈由大到小分布。

由于原煤在磨制过程中，越往后的煤粉其破碎难度越大，而钢球分布却是越往后越小，这样就限制了磨煤机的出力，导致磨煤机电流偏高。

制粉系统进行乏气改造前后方式变化分析作者：朱霏来源：《中国新技术新产品》2014年第18期摘要：本文介绍了国华北京热电分公司为了降低锅炉NOX排放进行锅炉乏气改造前后方式的变化及运行方式的改变，制粉系统操作方式的改变，参数控制的调整。

关键词：乏气改造；磨煤机；排粉机；NOX中图分类号：TK223 文献标识码：A一、锅炉原布置方式介绍国华北京热电分公司4台锅炉均为哈尔滨锅炉有限责任公司生产。

锅炉型号HG—410/9.8—YM15。

额定蒸发量410h/t。

额定主汽温度540℃，额定主蒸汽压力9.8MPa。

原设计方式中锅炉为热风送粉进入炉膛燃烧的方式。

锅炉一次风进风热风温度315℃。

锅炉一次风进风冷风温度为环境温度。

锅炉一次风温度180℃。

锅炉二次风温度315℃。

锅炉排烟温度为135℃。

各炉配备有两套中间储仓式钢球滚桶磨煤机的制粉系统，两套制粉系统共用一个粉仓。

各炉粉仓之间及#1、2和#3、4炉之间可通过齿索输粉机送粉。

煤粉仓容积310 m³储存量216t储存4.37小时。

磨煤机型号MG350.600—I，出力45t/h左右（运行经验），排粉机为离心式，型号M5—29—11NO20D。

锅炉为四角喷燃布置，热风送粉。

锅炉原配风方式布置为：下二次风、下一次风、中二次风、上一次风、上二次风和两层三次风、一次燃尽风，上燃尽风（二次风）和下燃尽风（二次风）。

一次风由高温空气预热器出来的热风及送风机出口来的冷风进行温度调节。

二次风取自高温空预器出口。

每台制粉系统四根三次风管。

四角二次风大挡板投入自动，用于控制一次风压。

两侧一次热风由热风环行风道各侧引出，两侧一次冷风分别由两送风机出口引出。

锅炉原方式为制粉系统为中储式温风送粉系统，在采用空气分级燃烧技术降低氮氧化物排放时，由于三次风中携带大量超细煤粉进入炉膛燃烧，三次风气流携带煤粉浓度较低，使得该部分煤粉燃烧过程处于富氧环境下，其燃烧过程中生成大量的NOx，导致最终总的NOx排放较高。

基于三次风组织燃烧的方式对锅炉超低排放效果的研究与应用发布时间：2021-09-17T03:38:51.897Z 来源：《中国电业》2021年第14期作者：孔祥添[导读] 目前我国火电厂很多燃煤锅炉采用中间储仓式热风送粉系统孔祥添大唐河北发电有限公司马头热电分公司河北，邯郸 056044摘要：目前我国火电厂很多燃煤锅炉采用中间储仓式热风送粉系统，作为磨煤乏气的三次风进入炉膛参与燃烧。

在实际运行时为保证制粉系统的出力，三次风量都高于设计值，造成三次风量偏大，导致还原区的过量空气偏大，NOx偏高，在低负荷运行时尤其明显。

本文针对某电厂四角切圆锅炉为实现超低排放对三次风系统改造方案和应用效果进行研究分析。

关键词：超低排放；氮氧化物；三次风；四角切圆1 概述本文进行研究改造的机组系东方锅炉厂生产的DG1025/17.4－Ⅱ2型、亚临界参数、四角切圆燃烧、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、半露天布置、全钢构架的∏型汽包炉。

锅炉燃烧器共布置16层喷口，四角布置，均等配风，包括有5层（A、B、C、D、E）一次风喷口，3层燃烬风（SOFA）喷口，4层三次风喷口，4层二次风喷口（AA、AB、BC、EE）。

锅炉配备4套低速钢球磨煤机中间储仓式制粉系统。

近三年该机组锅炉炉膛出口实际运行NOX平均值≥550mg/Nm3，高峰值可达到650mg/Nm3，SCR脱硝压力较大，喷氨量控制困难，下游设备堵塞严重。

另依据所在省相关要求，脱硫出口氮氧化物排放浓度需≤30mg/Nm3。

针对目前情况，对炉膛出口NOx浓度的控制已是刻不容缓。

2 系统现状2.1 三次风参与燃烧对氮氧化物排放量的扰动钢球磨中储式热风送粉系统，在采用空气分级燃烧技术降低氮氧化物排放的同时，由于三次风中携带大量的煤粉进入炉膛燃烧，并且三次风具有高速、低温、大流量的特点，三次风区域煤粉燃烧处于氧气充足以及无序燃烧的情况，使得燃烧过程中产生了大量的燃料型NOx，易致NOx的排放量上升。