1、过量空气系数与燃烧之间的联系：

 

燃烧过程中，燃料中的碳与空气中的氧相互反应，释放热量。

 

当煤粉送入炉膛时，C与O2结合发生以下反应：

 

2C+O2=2CO2CO2+O2=2CO2C+O2=CO2=CO2

 

可见，只有当空气与燃料的比例合适时，才能实现燃料的完全燃烧。因此，在锅炉启停和负荷变化的情况下，必须将风粉比控制在正常值。然而，随着时间、煤种、一致性等因素的变化，风粉比控制在一定范围内变得越来越困难。在燃烧过程中，过量的空气系数决定了燃烧和燃烧程度的关键。如果空气系数过大，排烟热损失会增加，NOX产生过多，送风机负荷会增加，工厂用电量会增加。如果过量的空气系数太小，不完全燃烧的热损失会增加，灰尘中的碳含量会增加，严重缺氧燃烧甚至会造成炉膛爆燃的危险。因此，两者之间有一个区间，锅炉燃烧效果最安全、最环保、最理想。

 

二、监测O2与CO的对比分析：

 

在实际应用中，操作人员主要利用烟气中的氧气含量来监测过量的空气系数，但通过氧气量来监测燃烧并不足以准确判断燃烧情况。主要原因如下：

 

（1）烟气含氧量不足以反映燃烧器的局部燃烧状况，氧浓度随时间、煤种、负荷变化，过量空气系数在此过程中也发生变化，氧量不能反映炉煤粉与空气混合的均匀性，即使氧量充足，如果混合不好，也会增加不完全燃烧。

 

（2）一般锅炉炉膛和烟道结构不太紧密时，会有空气从炉外漏入炉内，而大气中氧气的比例接近21%。氧气量的测量很容易受到非配比空气漏入烟道的影响，失去准确性。

 

（3）大型锅炉烟道截面大，烟气缺乏大规模混合，气体成分分层现象严重，随时间、煤、负荷变化，通常炉出口烟道截面氧量测量点数量有限，所以氧量和实际值必须有一定的误差。

 

（4）煤粉从进入炉膛到燃烧只需2~3秒。同时，炉膛火焰温度在1300~1700e左右，即燃烧速度非常快，一般只产生不到0.1%的CO。但在炉膛的局部区域，当烟气的过量氧含量低于0.5%时，就会产生大量的一氧化碳。超过1%的高CO成分是高温腐蚀的必要条件。而且，超过1%的CO成分表示炉膛局部区域的还原性气氛，容易导致该区域结焦或高温腐蚀，结焦是一个恶化过程。对于这种燃烧状况，可以通过检测靠墙的烟气成分来判断局部火焰中心的偏差。同时，CO与火焰温度有很大的相关性，即火焰温度高的地方，一氧化碳也很高。

 

（5）测量烟气中一氧化碳含量作为燃烧调整的基础，优于测量氧：一氧化碳对煤种和负荷的变化不敏感，由于大气中没有一氧化碳，漏气误差小。测量一氧化碳的缺点是：在总风量大的情况下，一氧化碳浓度很低，在这种情况下，总风量的变化对一氧化碳浓度影响不大

 

三、一氧化碳和氧量结合测量和监测燃烧的思路:

 

通过对大量试验数据的研究，发现一氧化碳与锅炉烟气成分中的氧量值有一定的关系。一般来说，一氧化碳含量高的区域也是缺氧区域。当过量空气系数超过所需的合理比例值时，一氧化碳值几乎保持在较低的不变值。当过量空气系数降低，没有足够的氧气供应完全燃烧时，一氧化碳浓度迅速上升。因此，通过调整燃烧，当一氧化碳保持在最低值以上时，锅炉的燃烧效果最好。通过一氧化碳值更准确地找到最佳氧值，在这种氧值下，过量空气系数是最合理的，燃烧是充分的，不浪费多余的风量，然后锅炉在最经济的工作条件下运行，污染物排放也得到有效控制。

 

监测一氧化碳不仅可以保证燃烧的经济性，而且可以避免监测氧量的不足，特别适用于气体分层严重、漏风现象较大的场合。特别是目前锅炉采用低氧燃烧技术，一氧化碳值测量更准确，灵敏度高。但由于过量空气系数小，一氧化碳值增加快，一氧化碳值作为控制依据更合适，但当过量空气系数较大时，一氧化碳值变小、稳定、变化缓慢，不适合使用一氧化碳值作为控制依据。因此，使用氧量和一氧化碳相结合的控制手段更为合理。

 

实际上，当锅炉负荷发生变化时，通常根据锅炉主控发出的送风指令，只有在氧量修正后，才能实时匹配相应的燃料量和负荷。但是，送入炉内的风量必须与送入炉内的燃料量相匹配，混合均匀，才能最大限度地减少锅炉不完全燃烧的热损失，这就要求及时控制锅炉的风量，准确跟踪燃料量和负荷指令，确保锅炉安全、经济、环保运行。

 

四、影响CO排放的主要因素分析

 

为了降低氮氧化物在锅炉实际运行中的排放浓度，锅炉采用分级送风技术。分级送风技术的基本原理是将燃烧所需的空气分阶段送入炉膛，在主燃区送入约80%的空气，形成低氧富燃料燃烧区，降低燃烧区的温度和燃烧速度，从而抑制热NOX的产生，其余空气从燃烧区送入燃烧区，形成低燃料量富氧燃烧区，因为这个区域的温度相对较低。

 

然而，分级送风不仅可以减少NOX排放，还可以增加CO的产生。由于主燃区处于贫氧环境，这一区域必然会产生大量的CO，其中一小部分CO会与NO发生化学反应，其余大部分CO会进入燃尽区。最终CO排放取决于燃尽区对CO的氧化程度，燃尽区燃烧产生的中间产物也会被氧化产生CO。

 

从实际运行经验可以看出，运行氧量和配风方式的调整是控制CO排放的主要方式。运行氧量代表进炉总风量。由于总风量的变化，一般不会改变各级燃烧器的空气比例。增加运行氧量意味着同时增加主燃区和燃尽区的氧浓度，减少主燃区CO的生成，增加燃尽区CO的氧化量，从而降低CO的浓度，反之亦然。配风方式代表各级燃烧空气的比例。不同区域风量的增减可以增强或减弱各自区域的穿透力，也代表CO被氧化的比例。

 

五、CO控制方法总结

 

煤粉锅炉烟气的CO浓度一般为0~1000Lmol/mol，并且随着风量的下降而上升。一般的控制目标是在氧量合理的前提下，CO70lmol>。实现的方法是调整燃烧器之间的送风平衡。实现燃料平衡后，停炉期间在省煤器出口设置永久烟气多点网格取样测点，测试工程师循环测试多点(通常可超过24点)的CO、O2和NOX，每点CO含量应较低，理想值小于40Lmol/mol，如果CO较高，应调整相应单个或相关组的燃烧器风量，以减少CO。一旦实现这一目标，则减少O2，然后重复上述过程。

 

调整煤粉细度，同时降低漏煤、飞灰和炉渣的含碳量，不明显增加磨煤机的功耗，A、F两层R90=19%，其余各层R90=24%。如果磨煤机数量丰富，可以适当降低细度，增加煤粉初期低氧燃烧产生还原性强的CO，抑制NO产生。

 

启停机时，运行人员应根据制粉系统煤量的变化，及时调整炉膛总风量、二次风门(30%-65%)和燃尽风门开度(10%-60%)，总风量在2.0%以上，A/B侧NOX入口在400mg/NM3范围内时，CO70lmol>。如果NOX含量小(300mg/NM3以下)，CO含量在70mg/NM3以上，可以适当增加送风量，降低CO含量。