燃烧器减排技术及低氮燃烧技术介绍解读课件

发布时间：2023-10-06 22:05:59| 来源：乐鱼平台登录

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  1、燃烧器设计基础知识及低氮燃烧技术谢 佳2017.07一.燃烧设备基础知识二.东方锅炉超低氮燃烧技术四角炉超低氮燃烧技术W火焰炉超低氮燃烧技术对冲炉超低氮燃烧技术CFB超低氮燃烧技术目 录燃烧的基础原理燃烧器的最大的作用燃烧器的主要型式燃料特性燃烧系统方案制粉系统计算燃烧器计算及参数燃烧器结构1.燃烧的基础原理 燃烧一般指燃料在空气中的剧烈氧化放热反应，释放出的热量能使该反应过程自动维持。燃烧过程存在两个基本阶段，即着火阶段和着火后的稳定燃烧阶段。1.1燃料的着火 从工程应用角度看，燃料的着火方式有两类：自燃和点燃。1.1.1自燃1.1.1.1自燃的定义 在一定条件下，燃料和空气的混合物通过缓慢的

  2、氧化放热反应，不断的积累热量和活性粒子，随着混合物温度的升高，在没有明火接近的条件下，自动着火燃烧。如煤堆、积粉和空预器上黏附的油垢等均可能会产生自燃现象。1.1.1.2自燃的条件 自燃的条件是燃料和空气的反应放热速度高于散热速度，致使热量不间断地积累，燃料温度不断升高，燃料最终自燃。1.1.1.3自燃温度 自燃温度（或称自燃点）不是一个常数，它不仅和燃料本身的特性有关，还和散热条件等有关，散热条件越差，自燃温度越低。而且往往更有实际意义的不是自燃温度，而是能引起自燃时的介质温度，介质温度越高，自燃所需的时间越短。自燃温度较低的燃料并不一定就更容易被点燃。如氢气的自燃温度比褐煤的高，但却比褐煤更容易

  3、被点燃。1.1.2点燃1.1.2.1点燃的定义 利用外部能源去接触可燃混合物，使其在靠近外部能源传入的部分先行发生剧烈的氧化反应而着火，然后火焰传播到整个混合物中去。1.1.2.2火焰的传播 火焰的传播分为层流火焰传播和湍流火焰传播两种。若可燃混合物气流处于静止或层流状态时，其火焰的传播称为层流火焰传播；若可燃混合物气流处于湍流状态时，其火焰的传播称为湍流火焰传播。工程中的火焰传播大多数都是湍流火焰传播。 层流火焰传播速度主要受温度、压力、燃料浓度及燃料性质影响。试验表明，火焰传播速度随温度的增大而增大，随压力的增大而减小（对大多数气体燃料而言），反应能力越强的燃料其火焰传播速度也越快。在温度

  4、、压力一定的条件下，某一燃料的火焰传播速度存在一极大值，该极大值一般处于过量空气系数略小于1的情况下，因为此时的燃烧温度达到最大值。此外试验证明，可燃混合物气流只有在一定的浓度范围内，火焰才能传播。当混合物气流中燃料的浓度高于某一最高浓度或低于某一最低浓度时，燃烧只能局限在点火火源附近，火焰不能传播。该浓度范围又叫做着火浓度范围，有时也叫做爆炸浓度范围。 爆炸浓度该范围存在的原因是，当气流燃料浓度太低时，混合物反应析出的热量太低，不足以将邻近的混合物加热到着火温度，所以火焰不能传播；而当气流燃料浓度过高时，氧量不足，混合物不能充分燃烧，同样不能析出足够的热量所以火焰也不能传播。温度、压力和惰性

  5、气体含量都可以影响着火浓度范围。 湍流火焰传播机理与层流火焰有很大不同。湍流火焰传播速度远大于层流火焰传播速度。对于煤粉气流，湍流火焰的传播速度可超过200cm/s，而层流火焰传播速度不超过100cm/s。由于可燃混合物自喷口喷出后马上扩散，风速逐渐下降，当与火焰传播速度相等时而稳定着火。一般希望煤粉气流的着火点离喷口出口的距离为0.30.5m。1.2 燃料的稳定燃烧可燃混合物喷入炉内，利用点火设备将它点燃，火焰很快传播到整个气流中，当点火设备撤出后，再进入炉内的可燃混合物应能继续着火燃烧，也就是保持火焰的稳定而不熄灭。此外着火点的（远近）位置也必须合适。1.2.1一般火焰的稳定 可燃混合物气

  6、流从喷口喷出后，速度是不均匀的，在喷口中心速度较高，四周速度很低，此外离喷口越远，速度也越低。另一方面火焰传播速度也不均匀。这样可能在气流外周某一圈位置上，气流速度等于火焰传播速度，使火焰保持稳定，这一圈称为引燃区。从引燃区附近流过的气体，虽然流速超过火焰传播速度，也可以被引燃区的火焰点燃。由于喷口中心速度最高，因此整个火焰锋面呈圆锥形。气流在火焰锋面处的法向速度等于火焰传播速度，切向速度使该处火焰点燃靠近中心一些的相邻气流，这样使整个火焰保持稳定。 如果气流速度再增加，虽然在离开喷口更远处气流速度也将降低，但这里可燃气体混合物的浓度太低，火焰可能已不能传播，将没有引燃区存在，火焰不能保持稳定

  7、，这样的一种情况称为脱火。如果气流速度太低，火焰将传播到喷口内，这样的一种情况称为回火。1.2.2锅炉内火焰的稳定燃烧器出口气流速度一般都较高，已超过脱火极限，火焰不能自身保持稳定。从燃烧器喷出的可燃混合物必须不断从别的方面获得热量，才能被加热到着火温度以上，不断着火，保持燃烧稳定。着火所需热量大多数来源于于回流的高温烟气。对于直流式燃烧器，气流喷出燃烧器后不断吸卷周围的高温烟气，高温烟气将其加热，使之着火。这种从四周吸卷高温烟气的回流方式叫外回流。对于旋流式燃烧器，旋转的气流离开燃烧器喷口后在离心力的作用下向四周扩散，在中心形成负压区，使高温烟气回流，并提供热量点燃可燃混合物。这种烟气回流方式叫内回流。1.

  8、2.3影响火焰稳定性的因素影响火焰稳定性的因素最重要的包含回流区的大小、可燃混合物的初温、燃烧器区域的烟气温度及燃料性质等。1.2.3.1回流区的大小回流区越大，回流的烟气量越多，回流区域内的温度就越高，燃料着火越稳定，着火点更靠近喷口。对于直流式燃烧器，回流主要是依靠外回流。外回流区的体积一般比内回流区的大得多，但是，如果组织不好，回流的烟气不是来自高温区域，这样的回流则不利于着火。因此一般直流式燃烧器采用四角布置燃烧方式，使每个燃烧器的火焰流向下游相邻燃烧器的出口，以向其提供可吸卷的高温烟气。由于燃烧器出口气流速度一般都比较高，因此燃烧器喷口中还装有稳燃器，可使气流产生一个小的内回流区，有利于保

  9、证稳定着火。对于旋流式燃烧器，回流主要是依靠内回流，但气流四周也卷吸烟气，也有外回流区，它也有助于火焰的稳定。增大内回流区和烟气回流量主要是依靠增大每个燃烧器气流的旋流强度，旋流式燃烧的气流旋流强度一般均可调节，因此旋流式燃烧器独立性较强，不像四角切圆燃烧方式那样考虑炉内整体组织燃烧。1.2.3.2可燃混合物的初温可燃混合物的初温越高，将其加热到着火温度所需的热量就越少，气流就更容易着火，因此着火就更稳定，着火点就更近。由于着火热大多数都用在加热空气，因此，提高可燃混合物的初温主要是提高预热空气的温度；对于煤粉气流，提高煤粉浓度可降低煤粉气流的着火热，有利于着火。1.2.3.3燃烧器区域的烟气温度回流

  10、烟气的温度不仅取决于燃料在这一区域的燃烧程度，还和散热（受热面的吸热）等因素相关。因此减少燃烧器区域的辐射吸热，可提高燃烧器区域烟气温度，此时回流的烟气温度也会高一些，可使着火更稳定。1.2.3.4燃料性质燃料的化学反应能力越强，就越容易着火，如原油比重油更容易着火。此外对于燃油，雾化质量越好，则油滴越细，燃烧越快，着火越稳定。对于煤粉气流，煤粉越细，则煤粉气流越容易着火。2.燃烧器的最大的作用燃烧器的最大的作用是将燃料和燃烧所需空气按一定的型式送入炉膛，使燃料能及时着火、稳定燃烧、充分燃尽，燃烧器及炉膛不结焦，锅炉NOx排放量低等，亦即要满足安全、经济和环保三方面的要求。上述要求主要是通过合理

  11、的燃烧方式、燃烧器布置、燃烧器结构和燃烧器设计参数等来实现；同时锅炉本体也应有合理的设计。3.燃烧器的主要型式对于以煤为燃料的大型电站锅炉，目前主要是采用煤粉燃烧和循环流化床燃烧两大类燃烧方式。煤粉炉和以油（天然气）为主燃料的大型电站锅炉的燃烧器布置型式主要有墙置式和角置式，此外煤粉炉燃烧器还有炉拱布置方式。不同的燃烧器布置型式要求配以相应的燃烧器结构型式，燃烧器结构型式大致上可以分为旋流式和直流式两类。3.1墙置燃烧3.1.1墙置式旋流燃烧器墙置式燃烧器一般来说包括前墙布置燃烧器和前后墙布置燃烧器对冲燃烧两种情况。这种布置方式的主要优点是沿炉膛宽度方向的热负荷分布比较均匀、锅炉低负荷稳燃能力较强、炉膛不

  12、易结焦；但缺点是烟气后期混合较差，不利于燃料的燃尽；而且单墙燃烧方式的炉膛火焰充满度较差，已很少采用。前后墙布置燃烧器的示意图如下图所示。3.1.2墙置式直流燃烧器墙置式直流燃烧器大多数都用在配风扇磨的高水分褐煤燃烧。由于风扇磨所能提供的压头较小，因此磨煤机沿炉膛四周布置，尽可能减小磨煤机到燃烧器的沿程阻力损失。磨煤机数量一般为6台或8台，每台磨煤机带一列燃烧器。燃烧器采用直流式，布置在水冷壁墙上形成切圆燃烧，如右图所示。3.2角置燃烧角置燃烧一般均采用直流式燃烧器。炉膛四角各布置一列燃烧器喷口，可燃混合物和燃烧所需其余空气可以从不同喷口喷入炉内，在炉膛中整体组织燃烧。每角燃烧器喷口的中心线、中心的一个或多个假想圆相切，燃烧火焰在炉内形成一个大火球，燃料着火所需热源由上游角的燃烧高温烟气提供，如右图所示。这种燃烧型式的四面水冷壁热负荷比较均匀；烟气的后期混合强烈，有利于燃尽；配以摆动式喷口，可以方便的调节汽温。缺点是烟气的残余旋转易造成炉膛出口两侧的烟温偏差；如果配风不均匀，易造成火球中心偏移，使火焰冲刷水冷壁，造成结焦和高温腐蚀；另外如果背火侧补气条件不好也会使火焰偏斜刷墙。3.3 炉拱燃烧炉拱燃烧一般应用于难于着火和燃尽的无烟煤和低挥发分的贫煤。燃烧器一次风喷口直立布置（略有倾斜）在前后墙水冷壁的炉拱上面，大部分燃烧所需空气从前后水冷壁垂直墙上分段供给，每个燃烧器的火焰首先向下

  14、俯冲后再折向往上形成U形火焰，燃烧后的高温烟气被吸卷为燃料着火提供所需热量。前后墙的火焰共同在炉膛中形成W形，故这种燃烧方式一般称为W型火焰燃烧方式，如下图所示。锅炉下炉膛区域敷设有适量的卫燃带，因此燃烧区域温度水平较高，有利于煤粉的着火；同时火焰行程较长，有利于燃尽。但这种燃烧方式的缺点是NOx排放量高以及锅炉重量大、成本高。炉拱燃烧方式所配燃烧器即可采用直流燃烧器也可采用旋流燃烧器。4.燃料特性电站锅炉燃料主要有煤、油和气体燃料。4.1煤4.1.1煤的种类锅炉燃煤主要按干燥无灰基挥发分Vdaf的含量分为褐煤、贫煤、烟煤及无烟煤几种。无烟煤： Vdaf 10，炭化程度最高，含碳量大，水分、灰

  15、分及挥发分含量少，热值高；不易着火和燃尽。贫煤： Vdaf ：1020，烟煤： Vdaf ：2037，它们的炭化程度低于无烟煤，燃烧特性视具体成分的差异而不同；一般贫煤和劣质烟煤的着火性能较差。褐煤： Vdaf 37，炭化程度较低，水分、灰分和干燥无灰基挥发分含量一般均较高。中低水分褐煤易着火，高水分褐煤则难着火；均易结焦。4.1.2成分分析基准及相互换算燃料的成分分析一般常用元素分析和工业分析两种。燃料的元素分析测定煤中碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）和矿物质（习惯上称之为灰分A）及水分（W）的含量。而工业分析只测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳的含量。分析煤的成分时，常用的

  16、分析基准有四种，即收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基，具体定义如下。收到基：以实际入炉煤的成分作为百分之百；空气干燥基：当煤样在20、相对湿度60的实验室中放置，会失去一些水分，留下的稳定水分称为空气干燥水分，以这种煤样的成分作为百分之百；干燥基：去除水分以外的其他含量作为成分的百分之百；干燥无灰基：把水分、灰分含量除外，以可燃质成分作为百分之百。不同成分基准之间需要换算，换算系数如下表。4.1.3煤粉细度4.1.3.1煤粉细度的定义及计算送入锅炉燃烧的煤为满足输送和燃烧要求被磨煤机磨制成细粉，绝大部分煤粉的粒径一般不超过0.2mm。煤粉粒度的分布（也称为煤粉细度）在我国用筛余量R表示，即

  17、未通过筛孔的部分煤粉的质量占全部煤粉质量的百分比（），一般用R90和R200表示，下标90和200分别表示筛孔直径为 90m和200 m。煤粉粒度分布的均匀性用均匀性系数n表示，煤粉粒度越均匀越好。n一般在0.8到1.2之间，n越大表示煤粉粒径的分布越均匀。n的计算如右式。知道了系数n和某一粒径x1的煤粉粒度分布Rx1后，便可计算其他粒径x2的煤粉粒度分布Rx2，计算公式如右式。4.1.3.2 R90与D200的换算工程中还常用过筛量D200来表示煤粉细度，即通过200目筛子的煤粉质量占全部煤粉质量的百分比（），美国200目筛子的筛孔直径为74m，约相当于我国筛孔直径为75m的筛子规格，即D2

  18、00100R75 （），因此R90与D200之间可按下面公式换算： 1）已知D200求R90 2）已知R90求D200 4.1.3.3煤粉细度的选取煤粉越细，越容易着火和燃尽，同时更有助于降低NOx排放量，但磨煤电耗会增加。因此从能耗方面考虑，存在一个煤粉的经济细度，长期以来推荐按下面的经验公式选取煤粉细度。烟煤：R90=4+0.5nVdaf，贫煤： R90=2+0.5nVdaf，无烟煤： R90=0.5nVdaf。但随着磨煤技术的慢慢的提升和对NOx排放量要求的日益严格，目前倾向于按下面公式选取煤粉细度。R90=0.5nVdaf，对于无烟煤还可以更细。4.1.4煤的燃烧特性煤的燃烧特性主要指着

  19、火稳定特性和燃尽特性，它是燃烧设备及锅炉炉膛的正确设计时的主要的因素。4.1.4.1着火稳定特性目前主要是通过燃料的干燥无灰基挥发分Vdaf、着火指数Td以及着火稳定性指数Rw来判别其着火稳定特性。以Vdaf作为判别指标，同时需参考Aar和Mar。这种判别方法准确性相对较差，但使用起来更便捷。判别界限如下：Vdaf 9极难稳定区， Vdaf ：919难稳定区， Vdaf ：1930中等稳定区， Vdaf ：3037易稳定区，Vdaf ： 37褐煤区。当Vdaf 37时之所以称为褐煤区，是因为当水分很高时，锅炉为低温燃烧，其燃烧稳定性也较差。当Aar 35时，所有判别等级应降一级。着火指数Td为煤粉气流在

  20、在管式电炉中着火时对应的最低炉膛温度。判别界限如下：Td 638极难稳定区，Td：613638难稳定区，Td：593613中等稳定区，Td：560593易稳定区， Td560褐煤区。以空干基水分Mad、空干基灰分Aad和干燥无灰基挥发分Vdaf作为变量，对Td进行回归，得到如下关系：Td=654-1.9 Vdaf+0.43 Aad-4.5 Mad20 （），其相关系数为0.916说明相关较好，因此当没有条件做试验测定时，可用上式来计算Td 指数。着火稳定性指数Rw基于热天平测定煤样的失重速率曲线，用测得数据计算得到：Rw560/t650/T1min0.27W1max，其中t为着火温度、T1m

  21、in为易燃峰最大反应速率对应的温度、W1max为易燃峰的最大反应速率。判别界限如下：Rw4.0极难稳定区，Rw：4.04.65 难稳定区，Rw：4.655.0中等稳定区，Rw：5.05.7易稳定区，Rw5.7褐煤区。4.1.4.2燃尽特性目前主要是通过燃尽指数RJ、RJl、傅张指数FZ、比表面积Si、表观反应速率系数kS以及用热显微镜观察等方法来判别。燃尽指数RJ 基于热天平测定煤样的失重速率曲线和煤焦燃尽率曲线，用测得的数据计算得到：RJ 10/（0.55G20.004T2max0.14980.27983.76），其中G2为难燃峰下烧掉的燃料量、T2max为难燃峰最大反应速率对应的温度、98为

  22、煤可燃质烧掉98所需的时间、 98为煤焦燃尽98所需时间。判别界限如下：RJ2.5极难燃尽区，RJ：2.53.0难燃尽区，RJ：3.04.4中等燃尽区，RJ：4.45.7易燃尽区，RJ 5.7褐煤区。煤的挥发分越高，其着火稳定性越好，但其燃尽性不一定就越好，原因是部分煤存在烧结特性，使得比表面积减少而影响燃尽。指数RJlKVdaf。其中K为焦渣指数系数，取值方法为：G4时，K1；G5时，K0.9；G6时，K0.8。G为焦渣指数，由煤的工业分析坩埚中的残渣状态来判别：残渣状态 粉状 粘着 弱粘结 不熔融粘结 不膨胀熔融粘结 微膨胀熔融粘结 膨胀熔融粘结 强膨胀熔融粘结 G 1 2 3 4 5 6

  23、 7 8 RJl判别界限如下：RJl9极难燃尽区， RJl：919难燃尽区， RJl：1927中等燃尽区， RJl：2740易燃尽区， RJl40褐煤区。傅张指数FZ利用煤球在加热炉内燃烧试验所得结果回归得到， FZ （VadMad）2FCad100-2。式中FCad表示煤球中含碳量的大小，当单位面积上含碳的比例越大时，则化学反应放出的热量就越大，有利于着火。判别界限如下：FZ 0.5极难燃煤， FZ ：0.51.0难燃煤， FZ ：1.01.5中等难燃煤， FZ ：1.52.0易燃煤， FZ 2.0极易燃煤。 Si为清华大学用压汞法所测煤质表面积，判别界限如下：Si1.35极难燃尽区，Si：

  24、1.351.77难燃尽区，Si：1.772.19中等燃尽区，Si：2.192.85易燃尽区，Si 40褐煤区表观反应速率系数kS根据管式沉降炉煤焦燃烧试验结果求出，当试验温度为1673K时，它与燃料的Vdaf的关系的拟合公式为：kS（0.368Vdaf19.3）10-5，相关系数为0.77。由Vdaf得出如下判别界限（ 10-5 ）：kS22.6极难燃尽区，kS：22.626.3难燃尽区，kS：26.329.2中等燃尽区，kS：29.233易燃尽区，kS33褐煤区。用热显微镜观察预制成一定形状的燃料燃烧后的灰渣形态，作如下判断：膨胀型 着火燃尽最好，收缩型 燃尽很难，熔球型 易结渣，不变型

  25、 着火燃尽均困难。4.1.5煤灰结渣特性煤灰是燃料中不可燃的矿物杂质在燃料燃烧后的生成物，当煤灰的熔融温度较低而炉膛中某处温度比较高时，熔融的煤灰就可能粘在该处逐步堆积冷却成渣块，结渣后的部位吸热量减少，温度继续升高，这会使结渣更为严重，形成恶性循环，最终使锅炉异常运行。因此煤灰结渣特性也是锅炉及燃烧设备设计时需要仔细考虑的主要的因素。目前主要用煤灰软化温度ST、灰成分综合指数RZ、粘温特性指数RN及热显微镜观察等方法来判别煤灰结渣特性。煤灰的熔融温度常用四个特征温度来表示，即变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT和流动温度FT。常用用煤灰的软化温度判别煤灰的结渣特性。煤灰软化温度ST的判别界限

  27、对应的温度，T1000为灰渣粘度为1000Pas时对应的温度， Tm =(T25+T1000)/2。 RN越高，结渣倾向越严重； RN越低，结渣倾向越轻。热显微镜观察，煤样燃烧后出现玻璃熔球说明煤有结渣性，球尺寸越大，结渣倾向越严重。4.2油4.2.1燃油种类锅炉燃烧主要使用柴油、重油、渣油和奥里油等。柴油：利用常压蒸馏和减压蒸馏获得，为柴油机的燃料，在锅炉上仅作点火用，在锅炉上烧柴油是不经济的。重油：由裂化重油、减压重油、常压重油和腊油调制而成，按粘度分成不一样的牌号，可作为锅炉点火、助燃用油。渣油：炼油过程中产生的残留油，直接作为燃料使用，因此一般没有品质衡量准则。奥里油：是用70%的超重质奥里原

  28、油，加30%左右的水，再加0.30.5%的表面活性剂乳化得到的，作燃料使用。4.2.2燃油特性燃油特性最重要的包含：成分、密度、粘度及闪点和凝固点等。粘度粘度为液体受外界的力的作用流动时，液体分子间呈现的内摩擦力，它表征燃油输送及雾化的难易程度。燃油的粘度主要受温度的影响较为显著，它随温度的升高而降低。为使雾化良好，采取了压力雾化方式时，进入雾化器前的燃油粘度应不大于34E；采用蒸汽（或空气）雾化方式时，进入雾化器前的燃油粘度应不大于58E。燃油粘度常用运动粘度、动力粘度和条件粘度表示，条件粘度中以恩氏粘度最为常用。运动粘度：常用厘斯（cST）为单位，相应的国际制单位为10-6m2/s。动力粘度：常用厘泊

  29、（cP）为单位，相应的国际制单位为10-3Pas（即mPas）。4.3气体燃料4.3.1气体燃料种类气体燃料可分为天然气体燃料和人工气体燃料，人工气体燃料的种类较多，主要有液化石油气、高炉煤气、焦炉煤气、及发生炉煤气等。天然气有气田煤气和油田伴生气，主要成分都是甲烷，如下例所示（），天然气的发热量在3555MJ/m3之间。液化石油气是在石油热裂化或催化裂化过程中获得的可燃气体，含硫量低，发热量高，在84125MJ/m3之间。高炉煤它是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用所产生的煤气，以CO为主，含有大量N2，发热量较低，仅在3.64.0 MJ/m3之间，独立稳燃困难。焦炉煤气是焦炭气化所得的

  30、煤气，组成中以H2和CO为主，发热量较高， 16.7MJ/m3 。发生炉煤气是煤在发生炉中氧化燃烧而获得，其可燃组分主要是H2和CO，CO2和N2占体积的50以上，因此热值仅高于高炉煤气。若在气化时通入水蒸气，则煤气中H2和CO的含量将增加，发热量在610.5MJ/m3之间。4.3.2气体燃料的特性气体燃料的特性最重要的包含着火温度和着火浓度极限等。4.3.2.1着火温度使可燃气体与空气或氧的混合物着火并能继续维持燃烧的最低温度。着火温度与可燃气体的浓度和压力有关。一般在氧气中的着火温度不高于空气中的着火温度50100。在可燃气体中掺入惰性气体，着火温度将提高；反之，如掺入着火温度低的可燃气体，则混

  31、合可燃气体的着火温度将降低。以下为部分可燃气体在大气压力下、空气中的着火温度。 H2 CO CH4 C2H6 C3H8 C4H10530590 610658 645850 530594 530558 490569 H2S 高炉煤气 焦炉煤气 发生炉煤气 天然气290487 530 300500 530 5304.3.2.2着火浓度极限使火焰能够传播，维持继续燃烧的可燃气体浓度称为着火浓度，它分为着火浓度上限和下限，可燃气体浓度高于上限或低于下限火焰均不能传播。着火浓度极限的大小与可燃气体种类、温度和压力等有关。几种可燃气体在大气压、室温下的空气中的着火浓度极限上下值（体积百分比）为：H2 47

  32、5、CO 12.574、CH4 5.315。可燃气体在氧气中的着火浓度极限上值显著增加。混合可燃气体的着火浓度极限上下值L可按下式计算：L（a+b+c+）/（a/A+b/B+c/C+）式中，a、b、c为混合气体各组分的体积百分比，A、B、C为混合气体各组分的着火浓度极限上下值。一些可燃气体着火浓度极限上值随压力的增加而增加，下限值受压力的影响不显著。4.3.2.3火焰传播速度各种可燃气体在空气中的最大火焰传播速度大概在0.2472.67m/s范围内。其中氢气的火焰传播速度最高，为2.67m/s，天然气为0.30.38m/s，CO为0.415m/s，焦炉煤气为0.841m/s。该速度值与混合物中

  33、可燃气体的浓度有关。着火温度低、着火浓度范围宽、火焰传播速度大的可燃气体最具爆炸危险性。4.3.2.4腐蚀性和毒性可燃气体中的部分成分如遇水会生成具有腐蚀作用的酸性物质，对设备造成危害，因此可燃气体应尽可能除去水分。此外可燃气体中的许多成分具有毒性，因此燃气设备的使用应格外的注意人员安全。5.燃烧系统方案5.1制粉系统型式制粉系统的主要任务是连续、稳定、均匀的向锅炉提供合格的煤粉，满足燃烧要求；在磨制煤粉的同时要对煤粉进行干燥，使煤粉达到一定的要求的水分含量和温度；同时制粉系统的设计还应该要考虑防爆要求等。5.1.1 磨煤机的分类磨煤机是制粉系统中的主要设备，按工作转速可分为三大类：低速磨煤机：主要有筒式

  34、钢球磨煤机、双进双出球磨机等；适用于无烟煤、贫煤、劣质烟煤及磨损性大且爆炸性不强的烟煤。中速磨煤机：主要有球环式磨煤机（ZQM型或E型）、碗式磨煤机（RP型或HP型）、轮式磨煤机（ZGM型或MPS型）等；适 用于水分不大、灰分不大、磨损性小的贫煤、烟煤以及易燃烧、磨损性小的劣质烟煤和水分较小的褐煤。高速磨煤机：主要有风扇磨、锤击式磨煤机等；适用于褐煤和高水分烟煤。5.1.2制粉系统类型及特点制粉系统的型式较多，主要是依据燃煤特性做出合理的选择。目前最常用的制粉系统类型主要有以下几种：中间储仓式钢球磨中仓制热风送粉系统 钢球磨中仓制乏气送粉系统直吹式 双进双出球磨机正压冷一次风机直吹式系统 中速磨正压冷

  35、一次风机直吹式系统中速磨正压热一次风机直吹式系统风扇磨煤机直吹式系统5.1.3制粉系统选择主要是依据煤的燃烧特性、磨损特性、爆炸特性及磨煤机的制粉特性选择磨煤机及制粉系统型式。1）磨制无烟煤：一般应采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统；当锅炉采用“W”火焰燃烧方式时，宜采用双进双出球磨机正压直吹式系统。2）磨制贫煤：当煤的磨损指数在较强以下，煤的燃烧性能较好，且煤粉细度在磨煤机能满足规定的要求时，宜选用中速磨煤机直吹式系统。当煤的磨损性在较强以上时，应选用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉或乏气送粉系统（视煤的燃烧性能而定）。3）磨制烟煤：当磨制中挥发份及中高挥发份（Vdaf=19%40%）、高水分以下（外在水

  36、分20%）、磨损性较强以下的烟煤时，宜选用中速磨煤机直吹式系统。 当煤的磨损性很强时，对于中挥发份（Vdaf=19%27%）烟煤，应选用钢球磨中仓制乏气送粉系统；如系中高挥发份（Vdaf=27%40%）烟煤，则需考虑防爆，可选用双进双出钢球磨直吹式系统。外在水分超过20时应对原煤进行预处理。4）磨制劣质烟煤：劣质烟煤是指多灰份（Aad40%）、低热值（Qnet,v,ar16.7MJ/kg）的烟煤和灰份Aad32%的洗中煤。大多数劣质烟煤的燃烧性能接近于无烟煤和贫煤，极少数的燃烧性能较好，和普通烟煤相近。因此，应该依据煤的磨损性和燃烧性能具体分析选择正真适合的制粉系统。对劣质烟煤，极少数燃烧性能为易

  37、燃且煤的磨损性在较强以下时，宜选用中速磨煤机直吹式系统。否则应选用钢球磨中仓制热风送粉系统。 5）磨制褐煤：当褐煤的冲刷磨损指数Ke3.5时，宜选用风扇磨煤机直吹式系统。当褐煤的冲刷磨损指数Ke3.5，且外在水分20%时，宜选用中速磨煤机直吹式系统。当外在水分20%时，可选用热烟-热风二介质干燥系统，或冷烟-热烟-热风三介质干燥系统。当外在水分20%时，应选用热风干燥系统。5.1.4磨煤机规格及参数选择磨煤机的规格及参数主要是根据所要求的磨煤机出力、磨煤机通风量、煤粉细度等来做出合理的选择的。磨煤机的出力、通风量、功率等按照制造厂提供的计算公式、图、表进行计算和选取。对缺少资料或资料不全的磨煤机可以

  38、提供计算要求的数据给制造厂请其帮助计算。磨煤机的出口温度应根据防爆和系统运行要求确定。表4列出各类磨煤机出口温度的高限值；磨煤机出口温度的低限值为：采用中仓制制粉系统时，正压系统高于露点温度5，负压系统高于露点温度15；采用直吹式制粉系统时，正压系统高于露点温度2，负压系统高于露点温度7。5.2燃烧方式5.2.1油/气炉可采用四角切圆燃烧方式，也可采用前后墙对冲燃烧方式。两种燃烧方式各有特点，均有大量应用业绩。5.2.2煤粉炉1）对于高水分褐煤配风扇磨煤机制粉系统，应采用墙置直流燃烧器切圆燃烧方式。由于磨煤机台数一般为6台或8台。2）对于无烟煤或其他极难着火煤种，可采用“W”型火焰燃烧方式，也

  39、可采用四角切圆燃烧方式。制粉系统应采用钢球磨中间储仓式热风送粉系统， “W”型火焰燃烧方式常采用双进双出钢球磨直吹式制粉系统，但目前倾向采用双进双出钢球磨中间储仓式热风送粉系统。3）对其他大部分煤质既可采用四角切圆燃烧方式配直流式燃烧器，也可采用前后墙对冲燃烧方式配旋流燃烧器。制粉系统宜优先选用中速磨煤机直吹式制粉系统。5.3燃烧设备布置5.3.1四角切圆燃烧设备的布置炉膛断面、燃烧器中心线与水冷壁夹角及切圆尺寸等都是四角切圆锅炉的重要参数。5.3.1.3对应于不同煤质的几种典型的燃烧器喷嘴布置型式几种典型的燃烧器喷嘴布置型式见右图。在这些燃烧器喷嘴布置型式的基础上还可根据详细情况派生出其他

  40、许多种燃烧器喷嘴的布置型式。燃烧器喷嘴布置的根本原则如下：1）选取合适的制粉系统型式后，可确定有无三次风喷嘴。2）确定合适的一次风喷嘴热功率，即一次风层数。3）对于高挥发份、强结焦性烟煤，可降低一次风喷嘴热功率并尽量拉开一次风喷嘴间距，两层一次风喷嘴之间可布置有两个乃至三个二次风喷嘴，必要时可将燃烧器分三组布置。4）对于结焦性不强的无烟煤、贫煤和劣质烟煤，可选取较高的一次风喷嘴热功率并适当拉近一次风喷嘴间距，对这些煤种可采用水平浓淡燃烧方式或其他有较强稳燃作用的特殊燃烧方式。5）对其他煤种，在计算和参考以往工程经验的基础上选取适当的一次风喷嘴间距，并可通过采用水平浓淡燃烧器来增强燃烧器低负

  41、荷稳燃能力并同时防止炉膛结焦。6）为降低NOx排放量，确定是不是单独布置燃尽风喷口并拉开布置。5.3.1.2燃 烧器参数燃烧器参数主要指各种风率、风速及风温。1）风率对于中速磨直吹系统一次风率1，取决于磨煤机计算结果，一般为20%左右；燃尽风率rj，按不同的煤种和氮氧化物排放要求选取；二次风率2，2=100-1-rj。对于钢球磨中仓制热风送粉系统一次风率1，根据煤质特性人为选取，着火性差的煤可取较小值，着火性好的煤可取较大值，一般可取为15%25%；燃尽风率rj，按不同的煤种和氮氧化物排放要求选取；三次风率3，取决于磨煤机计算结果，一般为20%左右，不宜超过25%二次风率2，2=100-1-rj

  42、-3。2）风速一次风速：根据煤的着火特性取值，着火性好取高值，着火性差取低值，一般为2030m/s。但应核算低负荷时喷口出口处和一次风管中一次风速不应低于17m/s。二次风速：考虑炉膛大小，要维持适当的切圆大小（着火）和火焰充满度（传热）；与一次风速相差越大，一、二次风混合越早；一般为4050m/s；燃尽风速（三次风速）：风速较高，以保证足够的穿透力，一般为5060m/s。5.3.1.2燃 烧器参数3）风温一次风温首先应防止结露（低限）、防止爆炸（高限）；其次考虑煤的着火性能，着火性好的煤应取低值，着火性差的煤应取高值；还有考虑磨煤机轴承允许温度。热风送粉，一次风温为预热器送粉用热风与煤粉混合

  43、后温度，目的，提高一次风温度，但当挥发份大于16%时，原则上应不大于160；挥发份小于16%时，无上限（常规预热器出口热风温度情况下）。直吹式，一次风温为磨煤机出口风温5，磨煤机出口风温主要考虑磨煤机轴承允许温度、煤的着火性能（爆炸性），一般可按下面经验式计算最高允许温度5（82Vdaf）/3 （允许正负5偏差）二次风温考虑煤的着火性能和预热器计算结果三次风温为磨煤机出口风温，最低应比露点温度高5，最高允许温度为中速磨 5（82Vdaf）/3 （允许正负5偏差）钢球磨 对于贫煤不超过130，烟煤不超过705.3.1.3.燃烧器结构四角切圆燃烧直流式燃烧器结构煤粉燃烧器主要由壳体、喷口、抽出

  44、式一（三）次风管、风门（及喷口摆动机构）等零部件组成。煤粉及其输送用风(即一次风)经煤粉管道、燃烧器一次风管(含百叶窗式煤粉浓缩器)，一次风喷口喷入炉膛；制粉系统乏气经乏气管道、燃烧器三次风管、三次风喷口喷入炉膛；周界风(兼作停运一次风喷口、三次风喷口冷却风)经大风箱、燃烧器风室、一次风喷口的周界风通道、三次风喷口的周界风通道喷入炉膛；二次风(其中喷口内布置有燃油装置的二次风在油枪投运时也作为油燃烧器的配风)经大风箱、燃烧器风室、二次风喷口喷入炉膛。燃烧器壳体将燃烧器隔成与燃烧器喷口数量相等的多层风室，各层风室分别向对应的各周界风喷口和二次风喷口单独供风。各层风室之间的风量分配是通过调节各层风

  45、室入口处的风门挡板的开度来实现的。5.3.2前后墙对冲燃烧设备的布置燃烧器的数量（或单只燃烧器的热功率）和布置位置主要考虑燃烧器火焰之间不会相互影响（气流能自由扩展，形成必要的回流区），火焰不冲刷受热面，炉膛火焰充满度好，热负荷均匀和合理的炉膛结构尺寸等。由于燃烧器的布置位置（定位间距）与燃烧器热功率Qth紧密关联，因此按Qth确定燃烧器布置位置是最合理的；但由于燃烧器的出口直径d随燃烧器热功率的增加而增加，因此国内习惯直接以燃烧器出口直径d的倍数来确定燃烧器的布置。燃烧器层数一般为3层，燃烧器列数以600MW炉为例，一般为46列。燃烧器布置一般按以下方法确定。5.3.2.1按燃烧器热功率Qt

  46、h（以某国外公司数据为例）燃烧器列间距： 0.42(Qth)1/2最外侧燃烧器中心至侧墙距离：0.5(Qth)1/2燃烧器层间距：0.6(Qth)1/2最下层燃烧器中心至冷灰斗拐点距离：0.4(Qth)1/2燃尽风喷口到最上层燃烧器喷口的距离，取67m时降低NOx的效果较为显著5.3.2.2按燃烧器出口直径d的倍数燃烧器列间距和层间距：2.5d3.5d，燃烧器层间距还应该保证燃烧器区域壁面热负荷在合适范围内。最外侧燃烧器中心至侧墙水冷壁中心线d，尽量取大值。最下层燃烧器中心至冷灰斗拐点的距离：2.4m3.6m，对结焦性强的煤取较大值。5.3.2.3炉膛深度炉膛深度应保证对

  47、冲的火焰既不要相互干扰、火焰不冲墙，又要在燃烧后期（火焰尾部）产生适度的相互扰动，以加强后期混合。一般炉膛深度应5d7d或1.9(Qth)1/25.3.2.4气流旋向此外各燃烧器的气流旋向对炉膛中的气流结构也有特别大的影响，相邻燃烧器的气流旋向宜彼此对称，反向旋转。前后墙对冲的两个燃烧器的气流旋向应相同（从同一方向看）。当发现燃烧器布置位置不能够满足推荐要求时，应适当调整燃烧器的数量和炉膛尺寸，直至满足规定的要求。5.3.2.5 前后墙对冲燃烧旋流燃烧器煤粉燃烧器将燃烧用空气分成四个部分：即一次风、二次风、三次风和中心风，参见下图。一次风率磨煤机出口一次风量磨煤机入口风量进入磨煤机的密封风量，不包含蒸发水

  48、分，用于计算一次风率；一次风率磨煤机出口一次风量/炉膛总风量；一次风体积流量磨煤机出口一次风体积流量蒸发水分体积流量，用于计算设备中风速燃尽风率总燃尽风率总燃尽风量/炉膛总风量，视NOx排放要求等因素综合确定燃烧器冷却风率燃烧器冷却风量用于保护未投运燃烧器，单层未投运燃烧器的冷却风率冷却风量/炉膛总风量，一般选取未2.6中心风率中心风率的选取主要考虑燃煤工况，因此风率较小，一般选取为0.8，该风量远不足以满足燃油要求，因此油枪投运时需要投一次风系统来补充燃油用风。二次风率总二次风风率100一次风率燃尽风风率燃烧器冷却风风率中心风风率（）单只燃烧器中内二次风占总二次风的比例一般取为2030，实际

  49、运行中能够最终靠风门加以调节内二次风风率总二次风风率内二次风占总二次风的比例外二次风风率总二次风风率内二次风风率 绝大部分工程采用中速磨直吹式制粉系统及双进双出磨直吹式制粉系统。 5.3.3“W”型火焰燃烧设备布置5.3.3.1 布置原则1）上下炉膛深度比宜大于0.5，使前后拱火焰射流避免相互干扰。2）燃烧器中心线到水冷壁的距离应防止火焰冲刷水冷壁。3）燃烧器中心线与垂直方向的夹角，既要防止火焰冲刷前后墙水冷壁，又要防止火焰短路，增强火焰向下的穿透能力，一般向炉膛中心倾斜5度。4）燃烧器沿炉宽应均匀布置。5）下炉膛垂直段高度应保证下冲火焰有充分的行程空间。6）燃烧器乏气口的布置位置，考虑不妨碍主

  50、煤粉气流的着火、不短路，同时能起到防止主煤粉气流刷墙以及分级燃烧降低NOx的作用。7）垂直墙二次风的分段供给和风向，应保证不影响稳定着火、不影响火焰行程、同时保证煤粉的燃尽和降低NOx排放。5.3.3.2 “W”型火焰燃烧器1）一次风率：目前大部分工程均采用双进双出磨煤机直吹式制粉系统，一次风率根据制粉系统计算结果确定。2）燃尽风率：一般取为1520。3）总二次风风率：100一次风率燃尽风率（）。二次风按布置位置不同分拱上二次风、垂直墙二次风以及少量边界风。垂直墙二次风由挡板D（E）、F对应的风道组成。4）风速一次风速：1025m/s。一次风速过高会推迟着火，过低会使火焰行程太短，使火焰行程短

  51、路而抬高炉膛火焰中心位置。拱上二次风速：3050m/s。垂直墙二次风速：1020m/s。5.3.3.3“W”型火焰燃烧器结构双旋风煤粉浓缩型燃烧器是专门设计用于燃烧低挥发分燃料的无烟煤型燃烧器。其设计的着眼点是采用旋风筒进行煤粉浓缩，并提供多种调节手段，以适应无烟煤着火、稳燃的要求。双旋风煤粉燃烧器由煤粉进口管、煤粉均分器、双旋风筒壳体、煤粉喷口、乏气管、乏气调节蝶阀等组成。一次风、粉混合物经煤粉管道输送至燃烧器入口。进入燃烧器后，煤粉均分器将其等分成两股气流分别切向送入相应的两个旋风筒，风粉混合物在旋风筒内旋转。在离心力的作用下，大部分煤粉被分离到筒壁附近，旋风筒中心部位的一次风含粉量极少，

  52、该部分一次风被作为“乏气”，由乏气管引出从乏气喷口送入炉膛。其余一次风因此得到浓缩，煤粉浓度大幅度的提升，从旋风筒下端的主煤粉喷口向下喷射送入炉膛，组织“W”型火焰燃烧。乏气管道上设有乏气调节蝶阀，能调节乏气引出量，从而调节主煤粉气流中的煤粉浓度。每个旋风筒内均设有消旋装置，它由一个调节杆和三片直叶片组成。用于调节、抑制主煤粉气流的残余旋转，使煤粉气流保持充足的刚性和最佳扩散角。双旋风煤粉燃烧器筒体及弯头内壁衬有高性能的耐磨材料。 第二部分：东方锅炉超低氮燃烧技术超低氮燃烧技术目标煤种低氮排放目标超低氮排放目标印尼煤-120神华煤-180一般烟煤（含高灰分烟煤）350(450)250/350贫煤

  53、650450无烟煤(W炉)1200750单位:mg/Nm3 东方锅炉超低氮燃烧技术 W火焰炉超低氮燃烧技术 对冲炉超低氮燃烧技术 CFB超低氮燃烧技术33 四角炉超低氮燃烧技术切圆燃烧锅炉 新型超低氮浓淡燃烧器MDSS-多维深度分级燃烧系统，强化实现轴向、径向和周向的空气和燃料深度分级，实现煤粉高效燃烧的同时防止水冷壁高温腐蚀和炉膛结焦。实现燃用烟煤的NOx排放低于200mg/Nm3 等级水平。四角炉超低氮燃烧技术134浓侧垂直钝体淡侧稳燃齿楔形体百叶窗东方锅炉超低氮燃烧技术东方锅炉超低氮燃烧技术四角炉超低氮燃烧技术1351.3 数值模拟1.2 重点措施1.1 MDSS技术特点1.4 工程应用

  54、情况361.1 MDSS技术特点1采用多维深度分级技术实现轴向、径向和周向的空气和燃料的深度分级2布置高位燃尽风和低位燃尽风实现轴向空气分级3采用带夹心风的上下浓淡燃烧器实现主燃区精细的过量空气系数控制实现轴向燃料分级4淡相喷口带稳燃齿浓相一次风反吹实现径向和周向燃料分级实现淡相稳燃、浓相深度分级5二次风采用不一样角度送入实现径向空气分级实现风包粉的氛围，防止结焦和高温腐蚀37低负荷稳燃与燃尽低NOx排放防结焦和高温腐蚀防磨措施采用DBC-MDSS燃烧器，合理组织浓淡燃烧周界风偏置布置煤粉浓缩器分离叶片采用楔形体型式浓煤粉反切周界风喷口翻边设计浓煤粉反切燃烧器腔体内壁和煤粉浓缩器分离叶片均内衬燕

  55、尾槽结构的陶瓷贴片进行防磨淡煤粉喷口设置稳燃齿二次风同平面多向送风高位燃尽风水平摆动设置高、低位燃尽风燃烧器分组布置一次风喷口四周和喷口内钝体（铸件基材，材质：ZGCr33Ni15NnbRe）的迎风面进行喷涂耐磨处理1.2 重点措施采用多维深度分级燃烧系统布置后，对恒运（D）厂锅炉进行了全炉膛数值模拟计算，计算根据结果得出：炉内空气动力场良好，火焰充满度高，温度梯度小，没再次出现火焰贴壁，预测NOx排放能达到200mg/Nm3以下。1.3 数值模拟多维深度分级燃烧系统（MDSS）技术已在恒运、天富热电锅炉机组上应用，恒运项目已运行1年，天富热电已安装好，正在调试中。恒运8锅炉经过近1年的运行，燃烧

  56、稳定性高，无严重结焦现象，整体性能优良。燃用神华烟煤，额定负荷脱硝前实测NOX排放从450500mg/Nm3降到170220mg/Nm3，脱硝装置喷氨量减少约60，锅炉热效率达到93%的保证值，各项性能指标优良。通过在恒运电厂实际验证，东方锅炉新型低氮燃烧系统DBC-MDSS（多维深度分级）燃烧系统，运行可靠性高，燃烧稳定性高，炉膛负压波动较小，煤粉燃尽程度高，NOx 排放低。运用多维深度分级燃烧各项关键技术解决了提高煤粉燃尽程度同降低NOx技术之间的矛盾，在大大降低NOx后，飞灰可燃物保持在原有水平，同时解决了以往低氮燃烧技术中水冷壁高温腐蚀和炉膛结焦等问题。1.4 工程应用情况 东方锅炉超

  57、低氮燃烧技术 W火焰炉超低氮燃烧技术 对冲炉超低氮燃烧技术 CFB超低氮燃烧技术40 四角炉超低氮燃烧技术“W”型火焰锅炉的开发设计W火焰炉超低氮燃烧技术241第一代“W”炉燃烧系统：以上安、阳泉电厂为主要代表；第二代“W”炉燃烧系统：以株州、永城电厂、安顺二期、黔北等电厂为主要代表第三代“W”炉燃烧系统：以金竹山、泸州等为代表第四代“W”炉燃烧系统：以越南海防300MW机组为代表第五代“W”炉燃烧系统：以珙县、福溪等东方锅炉超低氮燃烧技术东方锅炉超低氮燃烧技术W火焰炉超低氮燃烧技术2422.2亚临界“W”炉改造燃烧系统2.1超临界“W”炉燃烧系统超临界“W”炉燃烧系统W火焰炉超低氮燃烧技术2

  58、.143一次风二次风燃烬风 自主开发设计的600MW超临界“W”火焰锅炉采用了空气分级和燃料分级相结合的燃烧技术，在以珙县、福溪等为代表的超临界“W”炉相配合的燃烧系统模块设计中，首次引入了燃尽风的设计理念，同时进行了燃烧器数量的调整及防焦方案的优化等。东方锅炉超低氮燃烧技术441将拱下二次风布风孔板向前移，在布风孔板后增加风向调节导流板。目的：减小拱下二次风水平方向的分速度2将原燃烧器布置于两个喷口之间的一个C风口，设计为两个独立的二次风口3C风口的方向由与一次风口成10夹角改为与一次风口平行。目的：增加拱上风量，适当减小拱下风量，提高拱上二次风的下冲动量4在上炉膛喉部增加燃尽风风口。目的：形成

  59、全炉膛风量分级5在翼墙高度和宽度上布置贴壁风。目的：防结焦亚临界“W”炉改造燃烧系统W火焰炉超低氮燃烧技术2.245早期的W炉普遍问题：实际燃用煤质与原设计煤存在比较大偏差、当时国内W火焰锅炉投运业绩少、设计经验有限等种种原因，造成锅炉投产后存在燃烧效率低、NOx排放大、过热器减温水量大、排烟温度偏高、低过超温等问题。东锅利用现有最新的技术针对其实际燃用煤种对锅炉设备做改造，通过改造达到节能减排、降低发电成本、提升公司经济效益的目的。东方锅炉超低氮燃烧技术462.2.1 亚临界W炉改造技术特点1燃烧器拱上布置，采用直流式带中心风煤粉燃烧器，煤粉燃烧器由一次风管和中心风管组成2乏气喷口布置于下炉

  60、膛垂直墙中部，垂直墙下部布置拱下二次风喷口，上炉膛下部布置燃尽风喷口3分离式煤粉浓缩器采用中心挡块+旋流叶片，使煤粉气流分成中心的淡粉气流和外围的浓粉气流，分别引入乏气喷口和煤粉燃烧器一次风喷口4中心风管内布置点火油枪；一次风出口设置稳焰齿和稳焰扩锥5一次风与拱上二次风分离6燃尽风由外侧旋流风和内侧直流风组成，可分别调节1）阳泉改造后，燃用热值接近改造设计的基本要求的煤种时，各工况下省煤器出口NOx排放浓度低于800mg/Nm3；锅炉效率均在91%以上；飞灰含碳量在6%7%之间；各工况下过热器减温水总量均低于60t/h；各工况下锅炉过热汽温、再热汽温能达到设计值540。锅炉最大出力能达到1025t/

  61、h；锅炉改造后低负荷稳燃能力良好；锅炉燃用改造设计煤种和改造校核煤种时均能安全稳定运行，具有较强的燃煤适应性。2)鸭溪烧高灰分,低热值无烟煤，通过改造很好地解决了无烟煤低氮燃烧与经济性要求的协同兼顾，燃用热值接近改造设计的基本要求的煤种时，各工况下省煤器出口NOx排放浓度800左右mg/Nm3。2.2.2 改造结论 东方锅炉超低氮燃烧技术 W火焰炉超低氮燃烧技术对冲炉超低氮燃烧技术 CFB超低氮燃烧技术48 四角炉超低氮燃烧技术对冲炉煤粉燃烧新技术：第三代DBC-OPCC燃烧器炉膛沿高度方向深度多层空气分级（多层OFA ）燃烧器区域水冷壁防高温腐蚀措施（贴壁风）对冲炉超低氮燃烧技术349东方锅炉超低

  62、氮燃烧技术东方锅炉超低氮燃烧技术对冲炉超低氮燃烧技术3503.3 贴壁风3.2 多层OFA3.1 第三代OPCC3.4 工程应用第三代OPCC根据燃烧学基础原理和对国内外先进旋流煤粉燃烧器的研究，在东方锅炉自主知识产权的第一代OPCC及第二代OPCC的基础上，总结现场运行经验，新研发了第三代OPCC，结合炉内多层OFA深度空气分级等措施可实现燃用普通烟煤的NOx排放达到低于200mg/Nm3 ，神华煤低于150mg/Nm3 ，印尼煤低于120mg/Nm3 。对冲炉超低氮燃烧技术3.151东方锅炉超低氮燃烧技术523.1.1第三代OPCC技术特点1两级煤粉浓缩器对煤粉采用径向浓缩2一次风稳焰齿+

  63、火焰分割3一次风通道出口处设置突扩台阶4在一次风管端部设置两种不同的角度一次风导向锥,采用螺栓连接固定在一次风管突扩台阶上。5内二次风和外二次风风量和旋流强度可调6形成一个“三高区”（煤粉浓度高区、高温烟气回流混合区、高湍动能区）7选取合理的内、外二次风导向锥的角度3.1.2关键结构的优化 对冲炉超低氮燃烧技术3.254第三级燃尽风（直流+旋流）直流风水平摆动，调节炉膛截面的氧量分布，燃烧完全第二燃尽风（直流+旋流）直流风固定或可垂直摆动，调整火焰中心，控制炉膛出口烟温第一级燃尽风（直流），在降低NOx的同时，抑制CO的生成炉膛沿高度方向深度多层空气分级东方锅炉超低氮燃烧技术多层OFA摆动燃尽

  64、风结构 对某项目的进行数值模拟计算（燃尽风率均为20%），各种布置的NOx排放值：相同燃尽风率下，采用双层燃尽风的NOx排放较比单层的低15%左右，同时飞灰可燃物含量无明显升高。 对冲炉超低氮燃烧技术3.357设置贴壁风喷口后，提高了侧墙区域的氧化性气氛降低了还原性气氛，从而在某些特定的程度上抑制了硫化氢的产生，有效的缓解了锅炉主燃烧器区域侧墙高温腐蚀现象贴壁风-烧器区域水冷壁防高温腐蚀措施东方锅炉超低氮燃烧技术3.4 工程应用在炉膛高度方向进行空气深度分级燃烧对降低NOx是有较好效果的，也适应了目前整个行业对NOx的高要求。多层OFA布置，已经运用在万州、安庆、寿光等1000MW项目上。近期燃烧系

  65、统以往工程燃烧系统贴壁风系统现已作为我公司新建对冲锅炉防止高温腐蚀、新建“W”型火焰锅炉防止侧墙及角部结焦的标准配置。3.4 工程应用贴壁风系统作为前后墙对冲锅炉改善侧墙氧化性气氛的有效手段，已经在邹县、北仑等已投运机组上进行了改造；贴壁风系统作为“W”型火焰锅炉防止侧墙结焦的有效手段，已经在珙县项目上进行了改造；3.4 工程应用（改造）绥中800MW锅炉燃烧系统改造项 目改造内容燃烧器改造采用东锅自主知识产权的新二代低氮旋流燃烧器多层OFA采用全炉深度分级燃烧技术,布置两层燃尽风贴壁风改造在燃烧区域靠前后墙位置增加布置贴壁风调节手段增加风量测量装置和调整设备节油改造下层12只燃烧器采用微油点

  66、火2014.8.25一次点火成功,9.13进入满负荷试运行,目前实际燃用煤种为“70%神混+30%准格尔煤”（Aar 17%,Mar14.4%,Vdaf36.55%,Qnet.ar 20520KJ/kg)初步运行NOx排放在140200mg/Nm3,飞灰含碳量1%。 东方锅炉超低氮燃烧技术 W火焰炉超低氮燃烧技术 对冲炉低氮燃烧技术 CFB超低氮燃烧技术61 四角炉低氮燃烧技术东方锅炉超低氮燃烧技术CFB超低氮燃烧技术4624.2技术特点4.1 技术原理 CFB锅炉典型燃烧温度860890，不会生成高温型和快速型NOx，一二次风分级送风，在炉膛下部营造还原性气氛，还原燃料型NOx。炉膛尾部烟道分离器空预器除尘器一次风二次风CFB超低氮燃烧技术4.1技术原理：低温燃烧， NOx原始生成低，一二次风分级送风，炉膛下部营造还原性气氛东方锅炉超低氮燃烧技术东方锅炉超低氮燃烧技术CFB超低氮燃烧技术644.2技术特点：多点给煤+多点二次风组合，减少富氧、高温区，降低NOx炉膛分离器一次风二次风煤电厂名称机组容量(MW)NOx(mg/m3）攀枝花三维发电有限责任公司13599贵州华电毕节热电有限公

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