多重空氣分級低NOx燃燒技術
糅合(he)了高濃(nong)淡比(bi)可(ke)調式煤(mei)粉濃(nong)淡低NOx燃(ran)燒(shao)(shao)器、偏置周界(jie)風(feng)、一二(er)次(ci)風(feng)大小切圓(二(er)次(ci)風(feng)偏轉(zhuan)徑向空(kong)(kong)氣分級燃(ran)燒(shao)(shao))、主(zhu)燃(ran)區CCOFA空(kong)(kong)氣分級技(ji)(ji)術(shu)、全爐(lu)膛SOFA深度(du)垂(chui)直空(kong)(kong)氣分級燃(ran)燒(shao)(shao)等的(de)多(duo)重空(kong)(kong)氣分級低NOx燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu),通過爐(lu)內燃(ran)燒(shao)(shao)控制(zhi)NOx。具有初(chu)投資(zi)(zi)少(shao)、零運(yun)行成本、改造(zao)施工周期短(duan)、運(yun)行簡單等優點,而且采(cai)用燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)降低NOx后(hou)可(ke)以減(jian)少(shao)后(hou)期煙氣NOx脫(tuo)除的(de)設備投資(zi)(zi)和運(yun)行費用。
對(dui)于已(yi)有機組,也(ye)可直接(jie)進行燃(ran)(ran)燒器部分改造(zao),降低NOx排放,改造(zao)后不(bu)影響鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)蒸(zheng)汽側和煙氣側參數,不(bu)影響鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)效(xiao)率。該(gai)套技術用于煙煤(mei)(mei)、貧煤(mei)(mei)、無煙煤(mei)(mei)、褐(he)煤(mei)(mei)、水煤(mei)(mei)漿等(deng)多(duo)種燃(ran)(ran)料(liao),可達40%~80%的NOx脫除率,同時保證鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)高效(xiao)燃(ran)(ran)燒,改善鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)結焦狀況(kuang),提高鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)煤(mei)(mei)種適(shi)應性和低負(fu)荷穩燃(ran)(ran)性能。單位投(tou)資大致為20~40元/kW。
【適用(yong)范圍】
燃煤電站鍋爐
典(dian)型案例2×200MW機組低NOx燃燒器改造工程
【項目(mu)概況】本項目(mu)于(yu)2006年1月(yue)開始設(she)計,2006年5月(yue)開工建設(she),2006年7月(yue)首套低NOx燃(ran)燒器(qi)完(wan)成(cheng)168試運(yun)行,至2007年10月(yue)最(zui)后(hou)1臺鍋爐低NOx燃(ran)燒器(qi)完(wan)成(cheng)168試運(yun)行。
【主要工藝原理(li)】
本(ben)技術沿用原中間倉(cang)儲式鋼球磨(mo)煤(mei)機制粉(fen)系統(tong),溫風(feng)送(song)粉(fen)。把爐膛從下(xia)往上依次分(fen)為主(zhu)燃(ran)(ran)(ran)區(qu)(qu)、再(zai)燃(ran)(ran)(ran)區(qu)(qu)和燃(ran)(ran)(ran)盡區(qu)(qu)三(san)部(bu)分(fen)。在(zai)主(zhu)燃(ran)(ran)(ran)區(qu)(qu)送(song)入75%的(de)燃(ran)(ran)(ran)料在(zai)過氧(yang)條件進行(xing)充分(fen)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)。再(zai)燃(ran)(ran)(ran)區(qu)(qu)將其余的(de)25%的(de)煤(mei)粉(fen)燃(ran)(ran)(ran)料送(song)入,并控(kong)制燃(ran)(ran)(ran)料/氧(yang)化學當(dang)量(liang)比小于(yu)1,形成(cheng)(cheng)還原性氣(qi)(qi)氛,再(zai)燃(ran)(ran)(ran)燃(ran)(ran)(ran)料與主(zhu)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)區(qu)(qu)生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)NOx進行(xing)還原反應,最終生(sheng)成(cheng)(cheng)N2。在(zai)燃(ran)(ran)(ran)盡區(qu)(qu)加入其余空(kong)氣(qi)(qi),過量(liang)空(kong)氣(qi)(qi)系數恢(hui)復到正(zheng)常值(α=1.15,氧(yang)量(liang)2.7%),使(shi)末完(wan)全燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)產物充分(fen)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao),以保證燃(ran)(ran)(ran)盡效果。
主燃(ran)(ran)(ran)區(qu)由下二次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)、下一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)、中(zhong)二次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)、上(shang)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)、上(shang)二次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)和三次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)6層噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)組(zu)成主燃(ran)(ran)(ran)區(qu),通過調整主燃(ran)(ran)(ran)區(qu)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)之(zhi)(zhi)間(jian)配風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng),實現(xian)分級低氧燃(ran)(ran)(ran)燒。調整現(xian)有第三層一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)(即原上(shang)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou))布置(zhi)高(gao)度,拉大上(shang)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)與上(shang)面(mian)燃(ran)(ran)(ran)盡風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)距離,使用上(shang)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)作為再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)(下面(mian)稱(cheng)為再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou))。保(bao)證(zheng)再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)與燃(ran)(ran)(ran)盡風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)間(jian)的(de)還原性氣氛,形(xing)(xing)成再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)還原區(qu),還原主燃(ran)(ran)(ran)區(qu)形(xing)(xing)成的(de)NOx。三次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)上(shang)沿與再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)下沿間(jian)距保(bao)持(chi)800mm以上(shang),為主燃(ran)(ran)(ran)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)的(de)燃(ran)(ran)(ran)燒提供更多的(de)時間(jian),同時減少三次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)射流對(dui)再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)射流的(de)影(ying)響。采(cai)用“煤(mei)(mei)粉(fen)對(dui)沖風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)大小(xiao)切(qie)圓”的(de)爐(lu)內(nei)空(kong)氣動力場(chang)組(zu)織方法。下一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)、中(zhong)一(yi)(yi)(yi)次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)和下二次(ci)(ci)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)對(dui)沖布置(zhi),再(zai)(zai)(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)中(zhong)心(xin)線均(jun)順時針(zhen)(zhen)(zhen)偏(pian)轉(zhuan)2.03°,形(xing)(xing)成逆時針(zhen)(zhen)(zhen)直徑為500mm假(jia)想切(qie)圓。其他噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)中(zhong)心(xin)線均(jun)順時針(zhen)(zhen)(zhen)偏(pian)轉(zhuan)3.25°,形(xing)(xing)成逆時針(zhen)(zhen)(zhen)直徑為800mm假(jia)想切(qie)圓。在爐(lu)內(nei)形(xing)(xing)成風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)包粉(fen)燃(ran)(ran)(ran)燒,減少煤(mei)(mei)粉(fen)撞(zhuang)到水(shui)冷壁上(shang)引起結(jie)渣(zha),同時實現(xian)空(kong)氣水(shui)平(ping)分級,減少NOx生成。
【技術指標(biao)】
根(gen)據項目驗收報告,本項目鍋(guo)爐低NOx燃燒器改造后NOx排放(fang)濃度約(yue)247~318mg/Nm3@6%O2,小于(yu)(yu)性能保(bao)證(zheng)(zheng)值(zhi)350mg/Nm3;鍋(guo)爐效率(lv)約(yue)91.71~92.78%,高(gao)于(yu)(yu)設計保(bao)證(zheng)(zheng)值(zhi)91.0%(改造前NOx濃度為>700mg/Nm3)。
【關鍵技(ji)術或設計創新特(te)色】
Ø采用高(gao)濃(nong)淡(dan)比(bi)可(ke)調式煤粉濃(nong)淡(dan)低(di)NOx燃燒器+偏(pian)(pian)置周界(jie)風+二次(ci)風偏(pian)(pian)轉水平空氣分級燃燒+全爐膛SOFA深度垂直(zhi)空氣分級燃燒等多種(zhong)降NOx技術綜合利(li)用,實現精細化空氣分級,最大限度挖掘低(di)氮燃燒NOx減排潛力的同時保證燃燒效率不受影(ying)響;
Ø采(cai)用高濃淡比(bi)可調式煤粉濃淡低NOx燃(ran)燒器+偏置周界(jie)風,燃(ran)燒器煤種適應(ying)范圍較改前增大;
ØSOFA設置(zhi)位置(zhi)精確定位,有足(zu)夠的(de)空(kong)間讓煤粉(fen)燃盡+合理的(de)空(kong)氣動(dong)力場布(bu)置(zhi),保證(zheng)燃盡效果;
Ø采用偏置周(zhou)界風(feng)+二(er)次風(feng)偏轉水平空氣分(fen)(fen)級燃(ran)(ran)燒+全(quan)爐膛SOFA深度垂(chui)直空氣分(fen)(fen)級燃(ran)(ran)燒技術,在爐內形(xing)成“風(feng)包(bao)粉”燃(ran)(ran)燒模(mo)式及降(jiang)低(di)燃(ran)(ran)燒器區(qu)域壁面(mian)(mian)熱負荷(he)和截(jie)面(mian)(mian)熱負荷(he)可(ke)以(yi)更好的防磨損、結渣和高溫腐蝕;
ØSOFA設有水平(ping)、垂直(zhi)擺動機構,變負荷工(gong)況下的汽(qi)溫、NOx排放、飛灰含碳量、爐(lu)膛出口煙溫左右偏差(cha)適應性好;
Ø新增SOFA風門執行機構可(ke)自動(dong)(dong)/手動(dong)(dong)控制,自動(dong)(dong)化程(cheng)度高,可(ke)靠(kao)性(xing)好(hao);
Ø改造工作簡(jian)單易操作,改造范圍小、費用省。
【投資及(ji)運行(xing)效益分(fen)析(xi)】
【投資費(fei)用】本(ben)工(gong)程總(zong)投資約3500萬(wan)元。
【運行(xing)費用(yong)】根據2007年10月以(yi)來的(de)實際(ji)運行(xing)情況,低氮燃燒器(qi)沒有增加(jia)運行(xing)成(cheng)本,年減(jian)排氮氧(yang)化物排放4276噸(dun)。
【用戶意見】
4臺(tai)HG-410/9.8-YW15型單(dan)汽包(bao)自然循環、固態排(pai)渣、四角噴(pen)燃、高壓煤(mei)粉鍋(guo)爐(lu)采(cai)用(yong)低NOx燃燒技術,鍋(guo)爐(lu)NOx排(pai)放量可(ke)降至(zhi)300mg/Nm3(干(gan)基,折算到6%O2),脫(tuo)硝效率超過50%,改(gai)造后的(de)鍋(guo)爐(lu)效率≥92%。該技術使用(yong)情況良好,鍋(guo)爐(lu)運行正常(chang)、穩定(ding)、可(ke)靠(kao)。

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