电厂燃烧系统介绍.pptVIP

600MW亚临界锅炉燃烧系统低NOx改造方案制定2010年8月 概述 2010年3月广东省下发了《广东省火电厂降氮脱硝工程实施方案》，要求在2012年底前，完成珠江三角洲区域内所有600MW以上燃煤机组的降氮脱硝改造，达到200mg/Nm3以下。 国华台电除5号机组已经加装了脱硝设备SCR排放浓度可以达到标准外，1-4号机组没有脱硝设备，排放浓度在400mg/Nm3左右，距离新标准要求还有很大的差距。 一、生成原理 燃煤锅炉排放的NOx 主要由NO、NO2及微量N2O组成，其中NO含量超过90%，NO2 约占5～10%，N2O量只有1%左右。NOx 的生成理论上有三条途径： 热力型NOx，它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的NOx。 燃料型NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解，接着氧化而生成的NOx。 瞬态型NOx，它是燃烧时空气中氮和燃料中的碳氢化合物反应生成的NOx。 生成原理 对于燃煤电站锅炉，一般热力型NOx占总NOx的25%，燃料型NOx占75%，瞬态型NOx所占份额很少。燃料型NOx 所占比例最高，是燃煤锅炉NOx 减排的主要控制对象。 燃煤锅炉的NOx控制主要分为炉内一次低NOx 燃烧技术和炉后二次烟气脱硝技术两类，其控制机理见图。炉内低NOx 燃烧技术主要通过控制当地的燃烧气氛，利用欠氧燃烧生成的HCN与NH3等中间性产物来抑制与还原已经生成的NOx。 对于炉膛出口烟气中的NOx，可在合适的温度条件或催化剂的作用下，通过往烟气中喷射氨基还原剂，将烟气中的NOx 还原成N2 和H2O。 生成原理 生成原理图 三、 NOx排放的燃烧控制： 低NOx燃烧器，如百叶窗、PM型、WR型燃烧器等，通过燃烧器喷口浓淡分离装置的设计，实现部分降低NOx排放的效果； 炉内空气分级，炉内垂直方向浓淡燃烧技术； 烟气再循环，通过降低炉内局部烟温达到降低NOx生成的效果，适用于液态排渣煤粉炉； 燃料再燃技术，在锅炉主燃烧器区上部，喷入超细煤粉、天然气、油等燃烧，利用再燃生成的HCN和NH3等还原主燃烧区的NOx，再在其上一定距离喷入燃尽风使煤粉与再燃燃料燃尽； 低NOx燃烧优化系统，是利用软件优化控制炉内燃烧工况，达到生成和排放NOx均较低的技术，该技术需要电厂投资大量硬件设施来配合，且对硬件要求较高，国内无应用，欧美的应用也很有限。 四、主要低NOx燃烧系统设计特点和减排NOx的效果： 1、LNTFS低NOx燃烧系统： 1）紧凑燃尽风（CCOFA）； 2）分离燃尽风（SOFA）； 3）预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）。 CFS形成风包粉燃烧，为水平浓淡、SOFA为垂直浓淡，空气分级燃烧。 外高桥II期900MW及三期1000MW锅炉采用了这种LNTFS系统，95%负荷下外高桥Ⅱ期锅炉NOx排放和燃烧器区域过量空气系数的测试数据参见图11。。 四 四、 2）PM-MACT燃烧系统： PM型燃烧器将每只一次风煤粉气流分成浓淡两股，按垂直浓淡方式入炉，垂直方向上，各层燃烧器的浓淡煤粉气流按“浓浓－淡淡－浓浓”的方式布置，几种浓淡分离方式相互组合，形成局部浓缩小区，既有利于降低NOx生成，稳燃效果会更好。主燃烧器区形成上下两组，每组内形成其内部浓淡燃烧区，强化该区域内的NOx还原效果。整个燃烧系统设有紧凑和分离燃尽风（CCOFA和SOFA），SOFA风一般4～6组，SOFA风总量在30%左右。SOFA风中心距最上层主燃烧器中心距离大约7～9m。主燃烧器和SOFA风燃烧器均可上下摆动30度 。 四、 SOFA风还可以左右摆动15度以起到平衡炉内烟气残余旋转的作用。 营口和玉环两厂锅炉NOx排放浓度测试结果见下图，统计数据未区分锅炉运行负荷和燃烧工况。从平均值看，营口锅炉NOx排放平均浓度271mg/Nm3，玉环锅炉NOx排放平均浓度284mg/Nm3。可见，PM-MACT型低NOx燃烧系统可将锅炉NOx排放浓度降低到300mg/Nm3以下的水平。 四、 3）双尺度燃烧系统： 所谓双尺度燃烧技术就是在射流空气分布（空间尺度）及燃烧过程控制实现（过程尺度）上采取措施。具体如下： （1）纵向三区分布： （2）横向双区分布： （3）一次风采用空间浓淡分布 （4）燃尽风椭圆喷口且一层备用 （5）足够的还原及燃尽高度 妈湾电厂燃烧器改造后的NOx测试工作由热工院完成，试验在全烧大友煤和全烧神华煤两个煤种下进行，对四层SOFA风分两层全开和四层全开工况。试验结果见表。 四、 由改后试验结果可见： 在300MW负荷，炉内氧量为2.5～3.4%，NOx排放量为170～250mg/Nm3，有的工况可达到130mg/Nm3，但CO浓度较高，达到了435ppm。 全开四层SOFA与全开两层SOF