低氮分级燃烧技术介绍

发布时间：2023-12-08 11:36:58| 来源：乐鱼平台登录

  低氮分级燃烧技术介绍 低氮分级燃烧技术介绍 PAGE PAGE12 低氮分级燃烧技术介绍 PAGE 低氮分级焚烧技术介绍 低氮分级焚烧技术 一.低NOx优化焚烧技术的分类及比较 为实现洁净焚烧，目前降低焚烧中 NO、排放污染的技术举措可分为两大 类：一类是炉内脱氮，另一类是尾部脱氮。 炉内脱氮 炉内脱氮就是采纳各样焚烧技术方法来控制焚烧过程中 NOx的生成，又称 低NOx焚烧技术，下表给出了现有几种典型炉内脱氮技术的比较。表2 技术名成效 长处 弊端 称 低氧燃依据原投资最少 致使飞灰含碳 烧 来运行 量增添 条件， 最多降 低20% 降低投15%—投资低，易于有惹起炉内腐 入运行 30% 锅炉改装 蚀和结渣的可 的焚烧 能，并致使飞 器数目 灰含碳量增添 空气分最 多投资低 其实不是对所有 级焚烧 30% 炉膛都合用， （OFA） 有可能惹起炉 内腐化和结 渣，并降低燃 烧效率 低NOx与空气用于新的和构造比惯例燃 焚烧器 分级燃改装的锅炉， 烧器复杂. 烧相结中等投资，有 合时可运行经验 达60% 烟气再最多能改良混淆增添再循环风 循 环 20% 焚烧，中等投 机，使用不广 （FGR） 资 泛 燃料分达 到合用于新的可能需要增添 级(再燃) 50% 和改造现有第二种燃料， 锅炉，可减少可能致使飞灰 已形成的含碳量增添， NOX，中等投 运行经验较少 资 尾部脱氮 尾部脱氮又称烟气净化技术，即把尾部烟气中已经生成的氮氧化物复原或 吸附，进而降低 NOx排放。烟气脱氮的办理方法可分为：催化复原法、液体吸 收法和吸附法三大类。 催化复原法是在催化剂作用下，利用复原剂将 NOx复原为无害的N2。这类 方法固然投资和运行花费高，且需耗费氨和燃料，但因为对 NOx效率很高，设 备紧凑，故在外国获得了宽泛应用，催化复原法可分为选择性非催化复原法和 选择性催化复原法对比，设施简单、运行资本少，是一种着迷的技术。 液体汲取法是用水或许其余溶液汲取烟气中的 NOx。该法工艺简单，能够 以硝酸盐等形式回收 N进行综合利用，可是汲取效率不高。 吸附法是用吸附剂对烟气中的 NOx进行吸附，而后在必定条件下使被吸附 的NOx脱附回收，同时吸附剂重生。此法的NOx脱除率特别高，并且能回收利用。但一次性投资很高。 炉内脱氮与尾部脱氮对比，拥有应用宽泛、构造简单、经济有效等长处。 表2中各样低NOx焚烧技术是降低燃煤锅炉NOx排放最主要非常成熟的技 术举措。一般情况下，这些举措最多能达到50%的脱除率。当要逐步提升脱 除率时，就要考虑采纳尾部烟气脱氮的技术举措， SCR和SNCR法能大幅度地 把NOx排放量降低到200mg/m3，但它的设施昂贵、运行花费很高。 依据我国发显现状和目前经济实力还不雄厚的国情，以及相对宽松的国家 标准CB13223一2003，在此后相当长一段时间内，我国更合适发展投资少、效 果也显而易见的炉内脱氮技术。即便采纳烟气净化技术，同时采纳低NOx燃煤技术来控制焚烧过程NOx的产生，以尽可能降低化设施的运行和保护花费。 表2中各炉内脱氮技术又以燃料分级效率较高。燃料再燃技术是有效的降低NOx排放的举措，早在1980年日本的三菱企业就将天然气再燃技术应用于实质锅炉，NOx排放减少50%以上。美国能源部的“干净煤技术”计划也包含再 燃技术，其示范项目分别采纳煤或天然气作为再燃燃料， NOx排放减少 30%到 70%。在日本、美国、欧洲再燃技术大批应用于新建电站锅炉和已有电站锅炉 的改造，在商业运行中获得优秀的环境效益和经济的效果与利益。在我国燃料再焚烧技 术研究和应用起步较晚，主假如因为我国过去对环保的要求较低，另一方面则 是出于技术经济上的考虑。进入 90年月，我国严重缺电场面开始和缓，大气污 染日趋严重，1994年全国85个大中城市中NOx超标的城市就有30个，占35%。1998年对全国322个省控城市量监测结果剖析，NOx年日均匀值范围在 ，全国均匀为，治理大气污染成为十分急迫的任务。 跟着环保要求的不停提升，研究适应我国国情的低成本的再燃低NOx焚烧技术拥有优秀的远景。 二.分级焚烧原理 克制NOx的生成可采纳的举措有： 1.降低锅炉峰值温度,将焚烧区的煤粉量降低。 2.降低氧浓度（即降低过度空气系数），将部分二次风管堵住。 3.因为要保证锅炉的卖力，可将部分煤粉和空气从锅炉上部投入， 这样就控 制了焚烧火焰中心地区助燃空气的数目，缩短焚烧产物在高温火焰区的逗留时 间，防止了高平和高氧浓度的同时存在。 4．在炉膛中建立再燃区，利用在主燃区中焚烧生成的烃根 CHi和未完整燃 烧产物CO、H2、C和CnHm等，将NO的复原成N2。 如表示图1所示。 燃 燃料+空 燃尽区α 再燃 NO+CHi 再燃区α 一次 主燃区 燃料+空 图1分级焚烧原理图 将80%～85%的燃料送入主燃区,燃料在主燃区焚烧生成NOx,15%～20%的燃料送入再燃区,再燃区过度空气系数小于1.0(α1.0),拥有很强的复原性氛围,在主燃区生成的NOx被复原；再燃区不单能够复原已经生成的NOx,并且还克制了新的NOx生成；在燃尽区供应必定量的空气(称为燃尽风),保证从再燃区出来的 未完整焚烧产物燃尽。依据超细煤粉再燃低 NOx焚烧技术原理和先期的研究结 果,将整个炉膛焚烧区区分为主燃区、再燃区和燃尽区。各地区出口过度空气系 数目标值为：主燃区出口α～1.0,再燃区出口α～0.9,燃尽区出口α 。锅炉主、再燃区均以锅炉实质燃用煤为燃料 ,主燃区焚烧80%～90%的 浓煤粉,再燃区喷入10%～20%的超细化煤粉作为再燃燃料。 超细煤粉是指粒径小于 43μm的煤粉,依据相关研究,这个尺度的煤粉有与雾 化燃油同样的焚烧特征。在工程应用中 ,能够用浓淡分别器从惯例煤粉中分别。 三．分级焚烧的技术特色 1.优秀的低负荷不投油稳燃能力。 该设计的理念之一是成立煤粉初期浓缩着火，为此企业开发了高效浓淡分 离装置、两层浓浓、淡淡一次风合用一层一次风室，中间完整分开的一次风煤 粉焚烧器、周界齿形的煤粉焚烧喷嘴，同时一次风煤粉反切射流技术，极大地 提升锅炉的不投油低负荷稳燃能力。依据设计和校核煤种的着火特征，采纳合 适的煤粉浓缩比、煤粉喷嘴、和浓一次风反切角度，在煤种同意的变化范围内 保证煤粉实时着火稳燃，并且焚烧器状态优秀。 2.优秀的煤粉高效燃尽、防结渣及高温腐化的特征 第一，高浓度煤粉的初期着火提升了焚烧效率；同时经过在炉膛的不一样高 度部署底部二次风、偏置二次风、上部OFA和空间分别的S-OFA，将炉膛分红 三个相对独立的部分：焚烧区， NOx复原区和燃尽区。在每个地区合理的控制 各自的过度空气系数，这类改良的空气分级方法经过优化每个地区的过度空气 系数，在大大降低 NOx排放的同时能最大限度地提升焚烧效率；第三，经过燃 烧器地区的刚性偏置二次风，在炉膛壁面邻近形成低煤粉浓度的氧化区，防止 了炉膛结渣和高温腐化的发生。第四，本技术将煤粉浓淡分别，所有浓一次风 煤粉都部署在了焚烧地区下部，相当于提升了煤粉燃尽高度及 NOx复原高度， 有益于提升锅炉焚烧效率及降低 NOx的排放水平。 3.超低的NOx焚烧排放特征 分级焚烧技术的最突出特色是超低 NOx焚烧特征，在保证稳燃高效的前提 下，经过采纳高效浓淡分别技术、空间焚烧分级技术、一次风逆向射流等手段 不单保证煤粉早着火，稳固焚烧，经过采纳上下、左右可调燃尽风喷口技术， 实现炉内按需供风和降低炉膛出口烟温误差，更重要的是实现了锅炉超低 NOx 的焚烧排放。 4.优秀的小油点火稳燃能力。 该设计采纳企业经过了大批工业应用的煤粉气化小油焚烧点火技术，在第 一层的浓、淡一次风的煤粉焚烧器中部署了小油点火装置，能够在锅炉冷态以 及热态启动时完整不投入大油枪，极大地降低了锅炉的启动和在更低负荷下的 稳燃油耗。 5.分别燃尽风SOAF还拥有较好的降低炉膛出口烟温误差特征 采纳空间空气的分级焚烧技术不单是降低 NOx排放、提升煤粉燃尽率的重 要手段，同时采纳对 SOFA的水平摇动调整，更有助于降低炉膛出口双侧烟温 误差而致使的过热器及再热器壁温误差的作用。 五大技术特色保证锅炉改造后大幅度的提高锅炉运行经济性 CEE超低NOx焚烧技术无任何运行成本，它不单实现锅炉的超低 NOx排 放，同时实现了锅炉高效稳燃、防结渣、防高温腐化、低负荷不投油稳燃、锅 炉小油点火稳燃的特征，扩大了锅炉的煤种适应性等功能，在工业化应用中取 得了优秀的成效。 四、改造方案（烟煤） 下边以典型的 300MW 四角切圆焚烧锅炉为例介绍鉴于分级焚烧技术的 CEE低氮焚烧技术： 整个焚烧系统的各喷嘴部署示建议图 1所示。 图2CEE焚烧技术的炉膛纵向空间 图1. 锅炉焚烧系统各喷嘴部署示 焚烧组织表示图 图3CEE焚烧技术的一室两层浓一次风煤粉焚烧器表示图 图4CEE主焚烧器地区炉膛水平截面焚烧组织表示图 第一，采纳在各煤粉管道中部署的的旋风分别器对一次风煤粉进行浓淡分别，两个浓浓、淡淡的一次风煤粉进入一个一次风室，构成一个一室两层的煤粉焚烧器。从下往上，一次风煤粉喷嘴挨次为：两室四层浓浓一次风、一层浓淡一次风、两层淡淡一次风，见图1所示。 第二，将焚烧地区分红上下三个地区，下部为由两层四室浓一次风构成的 主焚烧稳燃区，中部为两层四室的淡一次风构成的 NOx复原区，顶部为由在主 焚烧区上部部署的两层分别 SOFA构成的燃尽区，见图 2所示。 第三，在炉膛焚烧地区的水平截面，一次风喷嘴射流反切，在每层浓一次风喷嘴上部部署一层刚性的偏置二次风，这样构成了在炉膛中央的高浓度煤粉、高温、低氧的主焚烧区，在炉膛壁面邻近构成了低煤粉浓度、低温、高过度空气系数的氧化区；同时SOFA燃尽风喷嘴反切，并可水平、上下摇动，调理炉 膛出口火焰温度和防止炉膛出口双侧烟温误差，见图 2、图4、图5所示。 第四，一次风煤粉焚烧器采纳齿形低 NOx煤粉喷嘴,见图6所示。该构造类 似于WR宽调理比焚烧器，但采纳了本企业的摇动配合构造，减少了煤粉喷嘴 的周界风设计，而在煤粉喷嘴上下双侧各增添了一层二次风，见图 2所示。 第五，在最基层的浓一次风和淡一次风焚烧器部署小油点火装置，以保证 冷热态锅炉启动的少油点火启动，以及实现锅炉非正常的超低负荷 (低于的 30%MCR)的节油稳燃。 五、CEE超低NOx焚烧系统技术特色 CEE技术的最突出特色是超低 NOx焚烧特征，在保证稳燃高效的前提下， 经过采纳高效浓淡分别技术、空间焚烧分级技术、一次风逆向射流等手段不单 保证煤粉早着火，稳固焚烧，经过采纳上下、左右可调燃尽风喷口技术，实现 炉内按需供风和降低炉膛出口烟温误差，更重要的是实现了锅炉超低 NOx的燃 烧排放。它包含了两大中心技术特色： （一）、纵向空间的三区散布 在距主焚烧器区顶部约 3米以上，布部署了三层 SOFA燃尽风，约占总风 量的25%左右，它第一保证了主焚烧器区与高位燃尽风之间有足够的复原高度， 是降低燃料型及热力型 NOx的主要手段；同时，所有燃尽风喷口均设计为可上 下左右摇动喷口，实现按需靶向送风及调整锅炉出口烟温误差。 将主焚烧区分红上下两个浓淡焚烧空间， 关于300MW锅炉的五层煤粉焚烧 器，下部部署两室四层的浓一次风煤粉低 NOx齿形焚烧器，中间为第三室的浓 淡上下分别低 NOx齿形煤粉焚烧器，上部为两室四层的淡一次风煤粉低 NOx 齿形焚烧器，上下四室八层的浓、淡煤粉喷嘴都能够分层独立调理。一次风煤 粉所有采纳企业开发的管道型高效低阻力旋风分别器， 分别后浓淡比为 8：2（质 量浓度比），阻力约200Pa左右。 这样在主焚烧地区，构成的下部四层浓煤粉焚烧器构成拥有高着火稳燃特 性的主焚烧区，保证占锅炉 80%左右的煤粉的下部整体集中部署，对着火燃尽 有益，运行时经过调整能够合适降低此地区的过度空气系数，此地区炉温达到 较高水准，在缺氧的状态下， NOx复原物大批析出，进入主焚烧区上部，复原 已生成的NOx，运行时此地区过度空气系数在 左右，保证锅炉炉膛主焚烧 区足够高的温度水平。 该技术在炉膛纵向空间上构成了大空间尺度的燃料上下浓淡分级焚烧、空 气分级焚烧特征，关于降低煤粉焚烧的燃料型 NOx形成和热力型 NOx形成具 有极其显然的成效。 （二）、焚烧地区水平截面的两区散布 在主焚烧地区，本技术将所有浓、淡一次风射流采纳反切部署，同时在两层一次风之间，部署一层刚性偏置二次风射流，其余主焚烧器二次风保持原切圆射流角度不变。 该设计，在炉膛水平截面上形成了特征截然相反的中心区与近壁区焚烧空间散布。浓、淡一次风反切使一次风煤粉气流逆向冲入上游来的高温烟气，使煤粉在此地区着火焚烧，对稳燃及燃尽相当有益。有益于在炉膛主焚烧器地区组织一个高煤粉浓度、高温、低氧的焚烧中心区。同时，在较低的过度空气系数下，燃料型NOx的生成会获得有效克制，较低的焚烧温度可在根本上克制温度型NOx的产生，进而达到炉内焚烧低NOx的目标。 六、CEE超低NOx焚烧系统技术改造指标 锅炉额定负荷下，锅炉的效率大于94%，飞灰含碳量小于2%； 锅炉额定负荷下，锅炉NOx排放量为150～180mg/Nm3；在 BMCR负荷下，NOx排放量低于180mg/Nm3； 对比于改造前，锅炉启动的节油率达到80%以上； 炉膛不结渣，无高温腐化状况发生； 锅炉最低不投油稳燃负荷为35%MCR; 炉膛出口双侧烟温误差减小15℃，各受热面受热均匀，受热面壁温正常； 一次风煤粉焚烧器改换寿命4年以上。

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