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低氮燃烧改造方案案例

时间:2018-02-23 13:50    作者:admin 返回列表

下面以典型的300MW四角切圆燃烧锅炉为例介绍基于分级燃烧技术的CEE低氮燃烧技术

首先,采用在各煤粉管道中布置的的旋风分离器对一次风煤粉进行浓淡分离,两个浓浓、淡淡的一次风煤粉进入一个一次风室,构成一个一室两层的煤粉燃烧器。从下往上,一次风煤粉喷嘴依次为:两室四层浓浓一次风、一层浓淡一次风、两层淡淡一次风。

第二,将燃烧区域分成上下三个区域,下部为由两层四室浓一次风构成的主燃烧稳燃区,中部为两层四室的淡一次风构成的NOx还原区,顶部为由在主燃烧区上部布置的两层分离SOFA构成的燃尽区。
低氮燃烧改造
第三,在炉膛燃烧区域的水平截面,一次风喷嘴射流反切,在每层浓一次风喷嘴上部布置一层刚性的偏置二次风,这样构成了在炉膛中央的高浓度煤粉、高温、低氧的主燃烧区,在炉膛壁面附近构成了低煤粉浓度、低温、高过量空气系数的氧化区;同时SOFA燃尽风喷嘴反切,并可水平、上下摆动,调节炉膛出口火焰温度和避免炉膛出口两侧烟温偏差。

第四,一次风煤粉燃烧器采用齿形低NOx煤粉喷嘴。该结构类似于WR宽调节比燃烧器,但采用了本公司的摆动配合结构,减少了煤粉喷嘴的周界风设计,而在煤粉喷嘴上下两侧各增加了一层二次风。

第五,在最下层的浓一次风和淡一次风燃烧器布置小油点火装置,以保证冷热态锅炉启动的少油点火启动,以及实现锅炉非正常的超低负荷(低于的30%MCR)的节油稳燃。它包含了两大核心技术特点:

(一)、纵向空间的三区分布
在距主燃烧器区顶部约3米以上,布布置了3~4层SOFA燃尽风,约占总风量的25%左右,它首先保证了主燃烧器区与高位燃尽风之间有足够的还原高度,是降低燃料型及热力型NOx的主要手段;同时,所有燃尽风喷口均设计为可上下左右摆动喷口,实现按需靶向送风及调整锅炉出口烟温偏差。
将主燃烧区分成上下两个浓淡燃烧空间,对于300MW锅炉的五层煤粉燃烧器,下部布置两室四层的浓一次风煤粉低NOx齿形燃烧器,中间为第三室的浓淡上下分离低NOx齿形煤粉燃烧器,上部为两室四层的淡一次风煤粉低NOx齿形燃烧器,上下四室八层的浓、淡煤粉喷嘴都可以分层独立调节。一次风煤粉全部采用公司开发的管道型高效低阻力旋风分离器,分离后浓淡比为8:2(质量浓度比),阻力约200Pa左右。
这样在主燃烧区域,构成的下部四层浓煤粉燃烧器组成具有高着火稳燃特性的主燃烧区,保证占锅炉80%左右的煤粉的下部整体集中布置,对着火燃尽有利,运行时通过调整可以适当降低此区域的过量空气系数,此区域炉温达到较高水平,在缺氧的状态下,NOx还原物大量析出,进入主燃烧区上部,还原已生成的NOx,运行时此区域过量空气系数在1.0左右,保证锅炉炉膛主燃烧区足够高的温度水平。
该技术在炉膛纵向空间上构成了大空间尺度的燃料上下浓淡分级燃烧、空气分级燃烧特性,对于降低煤粉燃烧的燃料型NOx形成和热力型NOx形成具有极其明显的效果。

(二)、燃烧区域水平截面的两区分布
在主燃烧区域,本技术将所有浓、淡一次风射流采用反切布置,同时在两层一次风之间,布置一层刚性偏置二次风射流,其余主燃烧器二次风维持原切圆射流角度不变。
该设计,在炉膛水平截面上形成了特性截然不同的中心区与近壁区燃烧空间分布。浓、淡一次风反切使一次风煤粉气流逆向冲进上游来的高温烟气,使煤粉在此区域着火燃烧,对稳燃及燃尽相当有利。有利于在炉膛主燃烧器区域组织一个高煤粉浓度、高温、低氧的燃烧核心区。同时,在较低的过量空气系数下,燃料型NOx的生成会得到有效抑制,较低的燃烧温度可在根本上抑制温度型NOx的产生,从而达到炉内燃烧低NOx的目标。

低氮燃烧改造指标
以CEE超低NOx燃烧系统技术为例。
锅炉额定负荷下,锅炉的效率大于94%,飞灰含碳量小于2%;
2.锅炉额定负荷下,锅炉NOx排放量为150~180mg/Nm;在BMCR负荷下,NOx排放量低于180mg/Nm;
3.相比于改造前,锅炉启动的节油率达到80%以上;
4.炉膛不结渣,无高温腐蚀情况发生;
5.锅炉最低不投油稳燃负荷为35%MCR;
6.炉膛出口两侧烟温偏差减小15℃,各受热面受热均匀,受热面壁温正常;
7.一次风煤粉燃烧器更换寿命4年以上。

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