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DQZHAN技術(shù)訊：淺談｜低NOx燃燒器在電廠的應(yīng)用及分析

【摘要】登封華潤電力有限公司2*320MW機(jī)組鍋爐為亞臨界壓力、四角切圓燃燒，自然循少油點(diǎn)火燃燒器)，四角布置，20只支分五層布置。油燃燒器為簡(jiǎn)單機(jī)械霧化式，12支分三層布置;采用4臺(tái)鋼球磨，兩級(jí)分離，負(fù)壓運(yùn)行，中間儲(chǔ)倉式。環(huán)汽包爐，單爐膛，一次中間再熱，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)，“∏”型半露天島式布置。鍋爐以B-ECR工況為設(shè)計(jì)參數(shù)，機(jī)組電負(fù)荷為300MW時(shí)，鍋爐額定蒸發(fā)量為900t/h。在機(jī)組電負(fù)荷為330MW的情況下，鍋爐*大連續(xù)蒸發(fā)量1025t/h。煤粉燃燒器為直流固定式水平濃淡燃燒器(#1、#2爐B層除外，為中心擴(kuò)大回流區(qū)的)

目前，在鍋爐氮氧化物（NOx）方面，還沒有特別完善的技術(shù)，但氮氧化物對(duì)人類賴以生存的環(huán)境以及人類自身的危害卻極其嚴(yán)重：一方面，氮氧化物是形成酸雨的主要因素;另一方面NOx在一定條件下可以和碳?xì)浠衔镆黄鹦纬晒饣瘜W(xué)煙霧破壞大氣環(huán)境，嚴(yán)重危害人類健康，惡化人類賴以生存的環(huán)境。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電裝機(jī)容量逐年大幅度增加，NOx污染問題將越來越得到人們的重視。

登封華潤電力有限公司自建廠以來一直踐行節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)理念，以社會(huì)責(zé)任為重，切實(shí)出發(fā)，以改善自身為出發(fā)點(diǎn)，不斷改善設(shè)備設(shè)施，取得很好的社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】低氮燃燒器 NOx  環(huán)保 環(huán)境 微量煤粉燃燒

1、概述

鍋爐主要技術(shù)參數(shù)如下：

2、設(shè)計(jì)和常用煤的狀況

本工程設(shè)計(jì)采用目前實(shí)際燃用煤種，煤種屬于中～低熱值、中揮發(fā)分、高灰分、中等全水分、低硫分貧煤。燃煤主要成分與特性見下表。

目前鍋爐排煙中NOx排放水平較高，在250MW負(fù)荷下尾部實(shí)測(cè)NOx濃度在1073/1055mg/m3，在287MW負(fù)荷下尾部實(shí)測(cè)NOx濃度在1022/1021mg/m3，減排難度很大。

3、燃燒器主要設(shè)計(jì)參數(shù)

針對(duì)設(shè)計(jì)煤種和校核煤種均進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，以下給出設(shè)計(jì)煤種的計(jì)算數(shù)據(jù)。

4、一次風(fēng)及煤粉濃縮器

將采用經(jīng)過優(yōu)化的煤粉百葉窗濃縮器，保證低的流動(dòng)阻力，均勻的氣流分配，高的煤粉濃縮比，采用耐磨鑄鋼結(jié)構(gòu)，保持耐久的抗磨損能力，在易磨損部位內(nèi)襯高珞鑄鐵耐磨材料。煤粉濃縮器總長較短，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝布置的要求。根據(jù)現(xiàn)有燃用煤質(zhì)的情況，對(duì)煤粉濃縮器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到*佳著火、燃盡和低NOx排放特性，如下所示。

噴口周圍布置有冷卻周界風(fēng)，以便對(duì)停運(yùn)噴口進(jìn)行冷卻，一次風(fēng)噴口采用擴(kuò)口結(jié)構(gòu)，推遲一次風(fēng)和周界風(fēng)之間的混合，濃淡一次風(fēng)之間保留垂直隔板，推遲濃淡一次風(fēng)之間的混合。周界風(fēng)噴口偏置具有減少爐膛水冷壁結(jié)渣和防止高溫腐蝕的作用。

5、微量油燃燒器

針對(duì)#2鍋爐特點(diǎn)和燃料燃燒特性，將B層四只燃燒器改為新一代微量油直接點(diǎn)火水平濃淡風(fēng)煤粉燃燒器，作為鍋爐點(diǎn)火燃燒器和主燃燒器使用，可滿足鍋爐啟、停的要求，如下所示。

6、二次風(fēng)噴口及燃盡風(fēng)層

二次風(fēng)噴口采用收縮型結(jié)構(gòu)，推遲一、二次風(fēng)的混合，有效地推遲空氣與煤粉的混合，減少燃燒過程中含N基團(tuán)與O2反應(yīng)機(jī)會(huì)，有效降低NOx生成量。

二次風(fēng)噴口采用收縮型結(jié)構(gòu)，推遲一二次風(fēng)的混合。主燃燒器區(qū)二次風(fēng)噴口面積根據(jù)主燃燒器區(qū)有組織二次風(fēng)減少的程度進(jìn)行相應(yīng)縮小，保證出口的二次風(fēng)風(fēng)速達(dá)到較高風(fēng)速。保證*下層較大二次風(fēng)噴口面積，使其具有較大出口二次風(fēng)動(dòng)量，起到在*下層托粉的作用，減少爐膛底部的掉渣量和大渣的含碳量。二次風(fēng)切圓布置沒有改變，與原設(shè)計(jì)相同。

高位燃盡風(fēng)系統(tǒng)將有組織燃燒風(fēng)量沿爐膛垂直方向分級(jí)供入，主燃區(qū)有組織空氣量與理論空氣量的比值由原來λp=1.25變?yōu)棣藀=0.875~0.9375。在主燃燒器上方29m和32m標(biāo)高處，布置四層16只燃盡風(fēng)噴口，燃盡風(fēng)將布置在爐膛四角。

整個(gè)燃盡風(fēng)噴口在燃燒器區(qū)上部相同的水冷壁角部位置開出燃盡風(fēng)安裝口，燃盡風(fēng)量占總空氣量約為25%~30%，燃盡風(fēng)噴口風(fēng)速采用較高風(fēng)速45m/s~50m/s，燃盡風(fēng)噴口均可以垂直和水平方向擺動(dòng)，垂直擺動(dòng)±15°，水平方向上擺動(dòng)±10°，可根據(jù)鍋爐運(yùn)行狀況(燃盡、NOx排放、過熱器汽溫偏差等)進(jìn)行噴口角度的適當(dāng)調(diào)整，有效調(diào)節(jié)爐膛出口煙溫偏差，并保證過熱器管壁不出現(xiàn)超溫問題。

根據(jù)改前測(cè)試試驗(yàn)，登封一期兩臺(tái)鍋爐NOx排放量:

通過低氮燃燒器及風(fēng)門改造等，降低鍋爐出口NOx排放值，減小受熱面的熱偏差，也可節(jié)省脫硝劑和其他輔助消耗材料費(fèi)用，更節(jié)省了氨氣、蒸汽、燃油等資源，此項(xiàng)目的改造完全符合登封項(xiàng)目設(shè)備實(shí)際特性。

7、結(jié)束語

在國家環(huán)保要求日益增高和液氨價(jià)格不斷增長的情況下，火電廠的配置脫硝系統(tǒng)及運(yùn)行中通過鍋爐燃燒調(diào)整降低環(huán)保指標(biāo)工作顯的更加重要，進(jìn)而*大限度保證了機(jī)組**運(yùn)行，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

總結(jié)：本文對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并取得了一定的效果，但是對(duì)鍋爐燃燒過程中以及運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整還需進(jìn)一步深入研究和探討，從而取得更好效果，但由于作者能力的不足和時(shí)間的限制，工作中還存在不完善之處，需要進(jìn)一步深入的研究和分析。