宜昌化工熱電廠鍋爐低氮燃燒器改造方案(編輯修改稿)
2025-05-23 06:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 運行費用。根據(jù)NOx的生成機理，對燃燒過程中NOx生成的控制主要從兩個方面考慮：一是抑制燃燒中NOx的形成；二是還原已形成的NOx。其主要方法是通過運行方式的改進或?qū)θ紵^程進行特殊的控制，抑制燃燒過程中NOx的生成反應，從而降低NOx的最終排放量。低NOx燃燒技術(shù)的主要途徑有如下幾個方面。 早期低NOx燃燒技術(shù)主要是調(diào)整運行方式或?qū)γ悍廴紵鬟M行局部改造。雖簡單易行，但對NOx降低幅度不大。（1）、低過量空氣運行。過量空氣系數(shù)降低，NOx排放量減少。但是，調(diào)整過量空氣系數(shù)的潛力很小，它受到受熱面沾污、結(jié)渣和高溫腐蝕、汽溫以及飛灰的變化等因素的制約。（2）、部分燃燒器退出運行，停止最上層（或幾層）一次風火嘴的燃料供應，只送空氣，實現(xiàn)簡單分級燃燒。（3）、濃淡煤粉燃燒技術(shù)。濃淡燃燒時近年來國內(nèi)外采用的一種降低鍋爐燃燒NOx排放的新技術(shù)。其原理是使部分燃燒器供應較多的空氣（呈貧燃料區(qū)），即燃料過淡燃燒；部分燃燒器供應較少的空氣（呈富燃料區(qū)），即燃料過濃燃燒。由于兩者都偏離理論空氣量，從而燃燒溫度降低，較好地抑制NOx的生成。 水平空氣分級低NOx燃燒技術(shù)水平空氣分級燃燒的基本原理是將燃燒用的空氣分階段送入，首先將一定比例的空氣（其量小于理論空氣量）從燃燒器送入，使燃料先在缺氧條件下燃燒，燃料燃燒速度和理論燃燒溫度降低，燃燒生成CO，燃料中氮分解成大量的HN、HCN、CN、NH3和NH2等，它們相互復合生成氮氣或?qū)⒁呀?jīng)存在的NOx還原分解，從而抑制了燃料NOx的生成。 垂直空氣分級低NOx燃燒技術(shù)燃料分級燃燒（也稱再燃法），在燃燒中已生成的NOx遇到烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、HC和CnHm時，會發(fā)生NO的還原反應。利用這一原理，將80%～85%的燃料送入第一級燃燒區(qū)，在α＞1的條件下燃料生成NOx。其余15%～20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區(qū)，在α＜1的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在一級燃燒區(qū)中生成的NOx在二級燃燒區(qū)（再燃區(qū)）內(nèi)被還原成氮分子。再燃區(qū)中不僅能使已生成的NOx得到還原，同時還抑制了新的NOx的生成，可使NOx的排放濃度進一步降低。在再燃區(qū)的上面還需布置“火上風”噴口，形成第三級燃燒區(qū)（燃盡區(qū)），以保證再燃區(qū)中生成的未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。管低NOx燃燒技術(shù)具有系統(tǒng)簡單、操作容易、投資少的優(yōu)點，但在一般情況下其最多只能降低NOx排放量的50%。 煙氣脫硝技術(shù) 選擇性催化還原技術(shù)SCRSCR脫硝技術(shù)是在含氧氣氛下及催化劑存在時，以氨、尿素或碳氫化化物作為還原劑，將煙氣中的NOx還原為N2和水；在反應溫度為300～450℃時，脫銷效率可達70%～90%。SCR脫銷技術(shù)目前已成為世界上應用最多、最有成效的一種煙氣脫硝技術(shù)。中國首例SCR脫硝工程也于1999年投運，近期中國多家燃煤電廠SCR工程也已進入設計階段。SCR脫銷技術(shù)反應溫度低，凈化率高，技術(shù)成熟，運行可靠，二次污染??；但工藝設備投資大，所用催化劑昂貴。 選擇性非催化還原技術(shù)SNCR選擇性非催化還原法工藝，也稱為熱力DeNOx工藝，最初由美國的Exxon公司發(fā)明并于1974年在日本成功投入工業(yè)應用。該技術(shù)是把含有NHx基的還原劑（如氨、尿素等）噴入900～1100℃的爐膛區(qū)域，還原劑迅速分解成NH3，并于煙氣中的NOx進行SNCR反應生成N2。該方法以爐膛為反應器，通過對鍋爐進行改造來實現(xiàn)。SNCR的脫硝效率約為30%～70%，多用作低NOx燃燒技術(shù)的補充處理手段。SNCR技術(shù)目前的趨勢是利用尿素代替氨作為還原劑，但是尿素作為還原劑時，部分NOx會轉(zhuǎn)化為N2O。該技術(shù)不用催化劑，設備運行費用較SCR少；NH3用量大，二次污染，難以保證反應溫度和停留時間。5 低NOx燃燒器的設計 3臺鍋爐低NOx燃燒技術(shù)改造項目燃煤特性評價根據(jù)宜昌化工設計煤種、校核煤種以及實際運行煤質(zhì)的各項指標可知，目前是煙煤和貧煤按1:1摻燒。 鍋爐低氮改造改造技術(shù)方案本工程制粉系統(tǒng)采用中儲式乏氣送粉系統(tǒng)，鍋爐在BMCR工況時，煤粉燃燒器采用四角燃燒方式，本工程燃用結(jié)合我公司鍋爐低NOx燃燒器的成功經(jīng)驗，初步確定如下煤粉燃燒器技術(shù)改造方案。表3 1~3號鍋爐低NOx燃燒器改造方案爐膛區(qū)域燃燒設備作用主燃區(qū)第一層燃燒器不做改造第二層低NOx煤粉燃燒器結(jié)構(gòu)特性煤粉濃縮器使一次風在水平方向上分成濃淡兩股氣流。穩(wěn)燃性能濃煤粉氣流在向火側(cè)，降低煤粉氣流的著火熱，增加火焰?zhèn)鞑ニ俣?，有利于著火和穩(wěn)燃。防結(jié)渣性能淡煤粉在背火側(cè)，可防止結(jié)渣和水冷壁高溫腐蝕。低NOx排放性能濃煤粉氣流，μ≈～ kg/kg，屬于富燃料燃燒，在揮發(fā)分析出和碳初始燃燒階段，缺氧燃燒，偏離化學當量比，抑制NOx生成。淡煤粉氣流，μ≈ kg/kg左右，屬于貧燃料燃燒，氧量大，燃燒溫度低，同時也偏離化學當量比，抑制NOx生成。水平偏角輔助二次風CFS與一次風水平偏轉(zhuǎn)一定的角度；7176。、15176。、176。延遲了煤粉一次風對空氣的卷吸，減少燃燒初期的供氧量。在揮發(fā)分析出和碳初始燃燒階段，降低了燃燒化學當量比。降低了NOx排放量。改變了水冷壁的貼壁風氣氛，減輕結(jié)渣和高溫腐蝕。還原區(qū)NOx被還原成N2，燃盡區(qū)可以水平、垂直調(diào)整的SOFA分離燃盡風有效調(diào)整燃盡風與高溫煙氣的混合過程。降低Cfh、降低CO排放量。降低爐膛出口煙氣偏差。圖4 改造后煤粉燃燒器示意圖1） 第一層換燃燒器噴口。2） 第二層一次風煤粉燃燒器采用先進的垂直濃淡分離+側(cè)邊穩(wěn)燃風燃燒技術(shù)，并采用噴口強化燃燒措施，有效的降低NOx排放量，保證高效燃燒，降低飛灰可燃物含量，3） 高濃縮效率、低阻力新型煤粉燃燒器，確保煤粉及時著火，加
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