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多重空气分级低NOx燃烧技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-10-29  来源:环保之家微信  浏览次数:573
 【技术内容】

糅合了高浓淡比可调式煤粉浓淡低NOx燃烧器、偏置周界风、一二次风大小切圆(二次风偏转径向空气分级燃烧)、主燃区CCOFA空气分级技术、全炉膛SOFA深度垂直空气分级燃烧等的多重空气分级低NOx燃烧技术,通过炉内燃烧控制NOx。具有初投资少、零运行成本、改造施工周期短、运行简单等优点,而且采用燃烧技术降低NOx后可以减少后期烟气NOx脱除的设备投资和运行费用。

对于已有机组,也可直接进行燃烧器部分改造,降低NOx排放,改造后不影响锅炉蒸汽侧和烟气侧参数,不影响锅炉效率。该套技术用于烟煤、贫煤、无烟煤、褐煤、水煤浆等多种燃料,可达40%~80%的NOx脱除率,同时保证锅炉高效燃烧,改善锅炉结焦状况,提高锅炉煤种适应性和低负荷稳燃性能。单位投资大致为20~40元/kW。

【适用范围】

燃煤电站锅炉

典型案例2×200MW机组低NOx燃烧器改造工程

【项目概况】本项目于2006年1月开始设计,2006年5月开工建设,2006年7月首套低NOx燃烧器完成168试运行,至2007年10月最后1台锅炉低NOx燃烧器完成168试运行。

【主要工艺原理】

本技术沿用原中间仓储式钢球磨煤机制粉系统,温风送粉。把炉膛从下往上依次分为主燃区、再燃区和燃尽区三部分。在主燃区送入75%的燃料在过氧条件进行充分燃烧。再燃区将其余的25%的煤粉燃料送入,并控制燃料/氧化学当量比小于1,形成还原性气氛,再燃燃料与主燃烧区生成的NOx进行还原反应,最终生成N2。在燃尽区加入其余空气,过量空气系数恢复到正常值(α=1.15,氧量2.7%),使末完全燃烧产物充分燃烧,以保证燃尽效果。

主燃区由下二次风、下一次风、中二次风、上一次风、上二次风和三次风6层喷口组成主燃区,通过调整主燃区喷口之间配风,实现分级低氧燃烧。调整现有第三层一次风喷口(即原上一次风喷口)布置高度,拉大上一次风喷口与上面燃尽风喷口之间的距离,使用上一次风喷口作为再燃喷口(下面称为再燃喷口)。保证再燃喷口与燃尽风喷口间的还原性气氛,形成再燃还原区,还原主燃区形成的NOx。三次风喷口上沿与再燃喷口下沿间距保持800mm以上,为主燃燃料的燃烧提供更多的时间,同时减少三次风射流对再燃射流的影响。采用“煤粉对冲风大小切圆”的炉内空气动力场组织方法。下一次风喷口、中一次风喷口和下二次风对冲布置,再燃喷口中心线均顺时针偏转2.03°,形成逆时针直径为500mm假想切圆。其他喷口中心线均顺时针偏转3.25°,形成逆时针直径为800mm假想切圆。在炉内形成风包粉燃烧,减少煤粉撞到水冷壁上引起结渣,同时实现空气水平分级,减少NOx生成。

【技术指标】

根据项目验收报告,本项目锅炉低NOx燃烧器改造后NOx排放浓度约247~318mg/Nm3@6%O2,小于性能保证值350mg/Nm3;锅炉效率约91.71~92.78%,高于设计保证值91.0%(改造前NOx浓度为>700mg/Nm3)。

【关键技术或设计创新特色】

 采用高浓淡比可调式煤粉浓淡低NOx燃烧器+偏置周界风+二次风偏转水平空气分级燃烧+全炉膛SOFA深度垂直空气分级燃烧等多种降NOx技术综合利用,实现精细化空气分级,最大限度挖掘低氮燃烧NOx减排潜力的同时保证燃烧效率不受影响;

 采用高浓淡比可调式煤粉浓淡低NOx燃烧器+偏置周界风,燃烧器煤种适应范围较改前增大;

 SOFA设置位置精确定位,有足够的空间让煤粉燃尽+合理的空气动力场布置,保证燃尽效果;

 采用偏置周界风+二次风偏转水平空气分级燃烧+全炉膛SOFA深度垂直空气分级燃烧技术,在炉内形成“风包粉”燃烧模式及降低燃烧器区域壁面热负荷和截面热负荷可以更好的防磨损、结渣和高温腐蚀;

 SOFA设有水平、垂直摆动机构,变负荷工况下的汽温、NOx排放、飞灰含碳量、炉膛出口烟温左右偏差适应性好;

 新增SOFA风门执行机构可自动/手动控制,自动化程度高,可靠性好;

 改造工作简单易操作,改造范围小、费用省。

【投资及运行效益分析】

【投资费用】本工程总投资约3500万元。

【运行费用】根据2007年10月以来的实际运行情况,低氮燃烧器没有增加运行成本,年减排氮氧化物排放4276吨。

【用户意见】

4台HG-410/9.8-YW15型单汽包自然循环、固态排渣、四角喷燃、高压煤粉锅炉采用低NOx燃烧技术,锅炉NOx排放量可降至300mg/Nm3(干基,折算到6%O2),脱硝效率超过50%,改造后的锅炉效率≥92%。该技术使用情况良好,锅炉运行正常、稳定、可靠。

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