发电厂低氮燃烧技术可行性报告完成稿

发电厂低氮燃烧技术可行性报告完成稿内容摘要：

φ 60（最外圈） 20 片 14 SA213TP347H（最外圈底部及最内圈绕管底部） 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 φ 54 (其余 ) 12Cr1MoVG SA213MT91 12Cr2MoWVTiB 后屏过热器进口集箱 φ 324 50 左右各 1 12Cr1MoVG 后屏过热器出口集箱 φ 457 75 1 12Cr1MoVG 末级过热器 φ 51 81 片 4 12Cr1MoVG,SA213MT91 末级过热器进口集箱 φ 406 70 1 12Cr1MoVG 末级过热器出口集箱 φ 610 120 1 12Cr1MoVG 末过处延伸侧墙上集箱 φ 273 50 左右各 1 SA106B 末再处延伸侧墙下集箱 φ 273 50 左右各 1 SA106B 末过处延伸侧墙下集箱 φ 273 50 1 SA106B 末再处延伸侧墙上集箱 φ 273 50 左右各 1 SA106B 再热器： 名 称 外径璧厚（ mm） 数量（根） 材 质 墙式再热器 φ 54 5 前墙 204 12Cr1MoVG 两侧 119 2 12Cr1MoVG 墙式再热器进口集箱 φ 406 20 2（左右各 1） SA106B 墙式再热器出口集箱 φ 356 20 2（左右各 1） SA106B 屏式再热器 φ 63 30 片 14 12Cr1MoVG、 SA213－ TP304H、 SA－ 213MT91 屏式再热器 进口集箱 φ 406 22 1 SA106B 屏式再热器 出口集箱 φ 508 30 2（左右各 1） 12Cr1MoVG 末级再热器 φ 63 60 片 7 12Cr1MoVG、 SA213T91 末级再热器 进口集箱 φ 508 30 1 12Cr1MoVG 末级再热器 出口集箱 φ 508 40 2 12Cr1MoVG 减温器： 项 目 单位 一级减温器 二级减温器 再事故减温器 型 式 多孔笛形管 多孔笛形管 多孔笛形管 数 量 个 1 1 2 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 联箱外径 x 壁厚 mm φ 610 70 φ 610 80 φ 559 26 材 质 12Cr1MoVG 12Cr1MoVG SA106B 减温水流量 m3/h 103 15 42 燃烧设备： 名 称 项 目 单 位 设计煤种 燃烧器 型 式 浓淡分离直流摆动式燃烧器 布置方式 四角布置 数量 只 20 二次风速 m/s 45 二次风率（含漏风 ） % 80 二次风中周界风比率 % 25 一次风速度 m/s 26 一次风率 % 20 燃烧器一次风阻力 Pa 500 燃烧器二次风阻力 Pa 850 一次风喷嘴间距 mm 1530 油 枪 型 式 简单机械雾化 数 量 只 12 油 压 MPa 每只油枪出力 kg/h 500 1000 高能点火器 型 式 XDH20 数 量 只 12 安全门 名 称 型 式 数 量 起座压力（ MPa） 回座压力（ MPa） 排汽量 (t/h) 汽包安全门 弹簧式 HE96W 3 过热器出 口安全门 弹簧式 HCI98 2 PCV 阀 电磁式 EOL121N7BWRA5P1 1 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 再热器入 口安全门 弹簧式 HCI46W 2 再热器出 口安全门 弹簧式 HCI68W 3 燃烧系统 锅炉燃烧系统采用摆动式燃烧器，燃烧器为四角布置，切圆燃烧方式。 燃烧器共 5 层分别对应 5 台磨煤机（由下往上依次为 A， B， C， D， E 磨），燃烧器四周通有周界风。 在 A 层燃烧器布置等离子点火装置，在 AB， BC， DE 设有三层进退式简单机械雾化油枪。 制粉系统 本锅炉采用由 5台上海重型机械厂生产的 HP863型中速磨煤机正压直吹式制粉 系统，其中 4 台运行 ,一台备用。 每台磨煤机出口由 4 根煤粉管接到一层燃烧器。 风烟系统由两台回转式空预器，两台静叶可调轴流式引风机，两台动叶可调轴流式送风机，两台入口挡板调节离心式一次风机组成。 为防止空预器冷端低温腐蚀，布置了一、二次风暖风器。 密封风机为两台增压风机，入口设在冷一次风母管上 ,并在入口风管上布置了滤网。 燃料 设计煤种烟煤，设计煤种及校核煤种的煤质资料下表注： 类别 项 目 符 号 单 位 设计煤种 校核煤种 1 校核煤种 2 燃 煤 特 工 业 分 析 应用基水分 Mar ％ 10 10 8 分析基水分 Mad ％ 应用基灰分 Aar ％ 可燃基挥发分 Vdaf ％ 低位发热量 MJ/Kg 元素应用基碳 Car % 应用基氢 Har ％ 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 性 分析 应用基氧 Oar ％ 应用基氮 Nar ％ 应用基硫 Sar ％ 煤灰分析及特性 二氧化硅 SiO2 ％ 三氧化二铁 Fe2O3 ％ 三氧化二铝 Ai2O3 ％ 氧化钙 CaO ％ 氧化镁 MgO ％ 二氧化钛 TiO ％ 五氧化二磷 ％ 三氧化硫 SO3 ％ 氧化钠 Na2O ％ 氧化钾 K2O ％ 其他 ％ 变形温度 DT ℃ ＞ 1500 ＞ 1500 ＞ 1500 软化温度 ST ℃ ＞ 1500 ＞ 1500 ＞ 1500 熔化温度 FT ℃ ＞ 1500 ＞ 1500 ＞ 1500 哈氏可磨系数 HGI 70 68. 65 燃 油 特 性 油种 ＃ 0 轻柴油 恩氏粘度 (20186。 C 时 ) E ~ 灰份 Ay ％ ≤ 凝固点 ℃ 0～－ 20 闭口闪点 ℃ 65 低位发热量 KJ/Kg 41840 燃烧设备 本燃烧器是采用引进的技术设计和制造。 燃烧器布置在四角上，为某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 四角切圆燃烧系统。 采用上下浓淡喷嘴和同心反切燃烧技术。 锅炉主要辅助设备 项 目 单位 送风机 引风机 一次风 机 型号 AN262e（ V19+4176。 ） L3N SBL6T 额定风压 Pa 4609 5613 17358 额定风量 km3/h 介质温度 ℃ 20 120 20 第 三 部分 锅炉运行现状分析 锅炉 入炉煤 煤质 分析 电厂实际燃用煤质如下： 采样日期 平均 ※ 全水分 (Mt)% ※空气干燥基水 分 (Mad)% 空气干燥基灰分 (Aad)% 空气干燥基挥发分 (Vad)% 收到基灰分 (Aar)% ※干燥基灰分 (Ad)% 干燥无灰基挥发份（ Vdaf） % 空气干燥基全硫 (St， ad)% ※干燥基硫（ St， d） % 弹筒发热量（ Qb， ad） MJ/kg 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 干基高位发热量（ Qgr， d） MJ/kg ※收到基低位发热量（ Q,ar）MJ/kg ※空气干燥基固定碳（ Fcad） % 锅炉 目前 NOx 排放水平 某 发电厂 目前 NOx排放 浓度平均值 700 mg/Nm3 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 第 四 部分 低 NOx 燃烧技术 基本 原理 NOx 的生成机理 众所周知， NOx生成主要有三种类型，燃料型、热力型及快速型三种，燃料型NOx约占总 NOx的 8090%，是各种低 NOx技术控制的主要对象。 其次是热力型，主要是由于炉内局部高温造成，也可采用适当措施加时控制，快速型 NOx生成量很少。 燃料 NOx “ 燃料 ” NOx是由化学地结合在燃料中的杂环氮化物热分解，并与氧化合而生成的 NOx，其生成量与燃料中氮的含量有很大关系，当燃烧中氮的含量超过 ％时，结合在燃料的氮转化为 NOx 的量占主要地位，如煤的含氮量一般为 ～ ％；燃料 NOx 的形成可占生成总量的 60％以上，燃料氮转化为 NOx量主要取决于空气过剩系数，空气过剩系数降低， NOx的生成量也降低，这是因为在缺氧状态下，燃料中挥发出来的氮与碳、氢竞争不足的氧，由于氮缺乏竞争能力，而减少了 NOx的形成。 其主要反应途径如下。 （ 1）氮化物大量转化为 HCN 和 NH3，（ 2） HCN和 NH3 被氧化。 热力 型 NOx 热力 型 NOx 的生成机理是高温下空气的 N2 氧化形成 NO，其主成速度与燃烧温度有很大关系，当燃烧温度低于 1400℃ 时热力 NOx 生成速度较慢，当温度高于1400℃ 反应明显加快，根据阿累尼乌斯定律，反应速度按指数规律增加。 这说明，在实际炉内温度分别不均匀的情况下，局部高温的地方会生成很多的 NOx， 并会对整个炉内的 NOx 生成量起决定性影响。 热力 NOx 的生成量则与空气过剩系数有很大关系，氧浓度增加， NOx 生成量也增加。 当出现 15％的过量空气时， NOx 生成量达到最大 ， 当过量空气超过 15％时 ， 由于 燃料 被稀释，燃烧温度下降，反而会导致 NOx 生成减少。 热力 NOx 的生成还与烟气在高温区的停留时间有关，停留时间某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 越长， NOx越多 ， 这是因为 在炉膛 燃 烧温度下， NOx的生成反应还未达到平衡，因而 NOx的生成量将随烟气在高温区的停留时间增长而增加。 至今认为研究得比较充分的是 Zeldovick 等人的生成理论。 快速 型 NOx 快速 NOx 是 1971 年 Fenimore 根据碳氢燃料预混火焰的轴向 NOx 分布实验结果提出的，是燃料在燃烧过程中碳氢化合物分解的中间产物 N2 反应生成的氮氧化合物，其生成速度极快，主要在火焰面上形成，且生成量较小，一般在 5％以下，其主要反应如下： 在温度低于 2020K（ 1727℃ ）时， NOx主成主要通过 CHN2 反应 ， 在不含氮 的碳氢燃料低温燃烧时，需重点考虑快速 NOx 的生成。 国际上开展 NOx生成机理及其控制的研究已有 几十 年。 不过，目前关于燃烧过程中 NOx生成的研究主要是以实验为主，还没形成完善的理论。 在煤粉燃烧领域，主要是通过对具体过程进行实验研究与分析。 希望找到一些规律，为解决实际问题提供依据。 此外，从文献中也可以看到所有的研究都是公式少、实验曲线多、定量分析少而定性解释多的情况，这反映出 NOx生成机理和控制是一个比较复杂、困难的领域，也是一个需要进行大量工作和大有可为的领域。 低 NOx 燃烧技术简介 用改变燃烧条 件来降低 NOx排放 的方法称为低 NOx燃烧技术。 在各种降低 NOx排放的技术中，低 NOx 燃烧技术是采用最广、相对简单、最经济的方法。 目前低NOx燃烧技术主要有如下几种： 低过量空气系数燃烧 使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行。 随着烟气中过量氧的减少，可以抑制 NOx的生成。 这是一种最简单的降低 NOx排放的方法。 一般可降低 NOx排放 15－ 20%。 但如炉内氧浓度过低，会造成浓度急剧增加，增加化学不完全燃烧热损失，引起飞灰含碳量增加，燃烧效率下降。 因此在锅炉设计和运行时，应选取最合理的过量空气系数。 某 发 电厂 2X300MW 锅炉双尺度低 NOx 燃烧器改造 可行性报告 空气分级 燃烧 空气分级燃烧的 基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。 在第一阶段，将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的 70－ 75%（相当于理论空气量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。 此时第一级燃烧区内过量空气系数 α＜ 1，因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。 因此，不但延迟了燃烧过程，而。