环保问题是关系国计民生的重要问题。随着环保要求的日益严格,电厂需要采取有效的手段降低NOx排放浓度。空气分级燃烧技术是目前应用较为广泛的NOx排放控制方法。然而该技术的应用会由于主燃烧区域较低的过量空气系数而导致飞灰含碳量增大和水冷壁高温腐蚀的倾向性增加。因此,有必要对锅炉运行参数进行优化,降低-NOx排放浓度的同时,保证较高的锅炉效率,减轻水冷壁的高温腐蚀。本文在一台采用空气分级燃烧技术的600MW超临界煤粉锅炉上进行试验。为了研究水冷壁的高温腐蚀情况,在水冷壁墙体上布置88个矩阵式分布的测点。通过从测点抽取烟气并采用烟气分析仪对烟气成分进行分析,得到水冷壁附近烟气中O2浓度、CO浓度和H2S浓度之间的关系。根据数据的统计规律并结合高温腐蚀的机理,提出高温腐蚀的判断依据,用以判断水冷壁高温腐蚀倾向。在建立了高温腐蚀判断准则的前提下,通过调整锅炉的主要运行参数,包括SOFA(分离燃尽风)风量、SOFA风投运方式、SOFA风高度、炉膛氧量、煤种、负荷,研究运行参数调整对NOx排放浓度、锅炉效率和水冷壁高温腐蚀的影响。综合考虑安全性、经济性与环保性三方面因素,对锅炉运行参数进行协调优化。锅炉低NOx燃烧协调优化后,NOx生成浓度由原来的317mg/m3增加到376mg/m3,但锅炉效率提高了约0.4个百分点,再热器减温水量降低了27.75t/h,考虑再热器减温水引起的热损失,综合发电煤耗降低了2.3g/kWh左右。水冷壁附近的还原性气氛明显减弱,有效降低了水冷壁高温腐蚀的风险。扣除NOx排放浓度增加引起的脱硝成本的增加,锅炉低NOx燃烧协调优化后每台机组每年仍可节约1014万元左右的可计算成本,因而协调优化的成果不仅具有显著的直接经济效益,还由于降低了水冷壁高温腐蚀的风险而带来无形的经济效益。此外,对锅炉低NOx燃烧进行安全性、经济性和环保性三方面的协调优化,不仅可以积极响应国家节能减排政策,同时也保障了电力供应的安全性,具有一定的社会效益。