电站锅炉低氮燃烧运行

电站燃煤低氮锅炉先进低氮燃烧
技术的研究及应用华东电力试验研究院2前言国内外应用状况目前引进技术存在的问题技术的代表性具有改造特征设计环节技术验证程度不是很高存在不完善产业化存在的困难设计/调试/运行环节割裂缺乏长期数据工程实际/实验室支持价格因素综合成本核算问题试图解释的问题基本知识介绍存在问题的讨论目前能做的工作3目前国内低氮燃烧技术应用现状综合技术应用程度设计领域的现状模型完善程度中间试验完备性商业运行经验模型验证过程制造厂标准4第一章→环保问题现状第二章→NOx的生成和抑制机理第三章→低氮燃烧技术发展历程和当前先进低NOx燃烧技术第四章→当前国内外研究成果第五章→技术应用及工程实践第六章→测试技术简介5第一章环保问题现状←NOx排放量尤其是固定源逐年增加原排放标准宽松2003版新标准出台了新标准规定了三个时段使用不同燃料锅炉的排放标准对燃料/容量等因素仍未考虑周全对减排的实施方法未有具体方案排放考核的最终趋势火电厂污染物排放标准GPS----发电绩效标准Generation Performance Standard 第二章NOx的生成和抑制机理←72.1 煤燃烧所生成的NOx的类型热力型NO ------由燃烧气体中的氮在高温下与氧反应生产燃料型NO------燃料本身固有氮化合物在燃烧时转化而成瞬发型NO ------分子氮在火焰前沿的早期阶段在碳氢化合物的参与影响下通过中间产物转换为NO82.2 热力型NO的生成机理空气中的氮在燃烧室的高温下被氧化成NO的机理是相当复杂的一般认为按下列链锁反应Zeldovich热力型NOX机理进行O22O链的形成与中断⑴
t>1538℃N2+ON+NO链的发展⑵
t>816℃N+O2NO+O链的发展。⑶92.3 燃料型NO的生成机理←燃料氮是燃煤过程中NOx的主要来源占锅炉NOX排放总量的60%80%根据煤种的不同挥发份氮生成的NOx占燃料氮总NOx的60%80%焦碳
氮生成的占20%40%挥发分的含氮化合物
挥发分的含氮化合物通过迅速的气相均相反应气相均相反应生成N2N2ONO等物质而焦碳氮焦碳氮则通过气固多相反应气固多相反应生成氮氧化物其所需的时间远长于挥发分气化所需时间。煤脱除挥发分的程度随着温度的升高不断增大。初级脱挥发分放出焦油等物质其中含氮量与原煤含氮量相近次级脱挥发分放出甲烷、氢气等气体有研究表明当温度超过1300℃时燃料型NOx的生成将被抑制。在燃烧温度高于800℃时NO主要来源于挥发分氮在较低温度下焦碳中
的残留氮则是NOx的主要来源。此外煤的挥发分含量越高燃料比FC/V
较小则NO的生成量会更多。另外随着燃料中氮含量的增加燃料氮的转化率趋势是降低的但总量确是升高的此外燃料氮的转化率而随氧气浓度的平方而增加。10煤的初次和二次裂解煤的燃烧模型通常基于以下的假设即煤的转化按照以下三个步骤进行原煤的热解、挥发分的燃烧和焦碳的燃尽。热解通常又被认为有两个过程,即初次热解初次热解----煤组分分离并析出挥发分
主要产物即焦碳char、煤焦油tar CxHyOz类物质
和气体产物CO、CO2、H2、H2O和少量烃、CmHn主要是C2H4的混合物。二次热解
二次热解----主要是焦油的热解焦油的二次热解主要产物为碳黑soot)、氢气、低阶的碳氢化合物和一氧化碳。11煤裂解时氮的分布12煤的初次/二次裂解示意图13燃料氮的演化路径示意图114燃料氮的演化路径示意图215燃料氮的演化路径示意图3←COAL NITROGEN
VOLATILE-N
TAR N
HCN
NCO
NO+Chi[FenimorePromptNO]N2O
N2+O [Zekdivuch]+N,NHiCHAR-N+Chi[Reburning ]NH3+NO
+NO
+NO,N
+H,O,OH
+O2,O
+H+O+O,OHHeterogeneousOxidation燃料氮的演化路径示意图16焦碳氮占燃料氮比例与炉膛温度关系实验炉17不同煤种挥发份由低到高焦碳氮残留量变化图实验炉182.4抑制燃料氮生成NOx的关键因素抑制燃料氮生成NOx的关键是①在还原气氛下HCN对于促使氮生成N2起重要作用在N2的生成持续进行时
HCN不允许被耗尽
②HCN的一个来源是NO被CHi还原是主要破坏NO的再燃反
应
③均相/异相NO破坏原理空气分级燃烧燃尽区之前的长
时间尺度过程的异相反应中的NO的分解并非是NO还原
的主要途径。
对于几乎所有的煤种来说燃料富集条件下均相反应中NO的
分解速率将首先依赖于NH3以及更为上游处火焰中OH的平衡浓度。19第2章小结燃料氮是燃煤低氮锅炉NOx的主要来源生成容易燃料氮生成NOx的主要路径→关于燃料氮的主要结论→20第三章低氮燃烧技术发展历程和当前先进低NOx燃烧技术←控制NOX排放的技术措施可分为两大类一是所谓的一次措施一次措施其特征是通过各种技术手段控制燃烧过程中NOX的生成反应。从NOX生成的机理中可知从燃烧侧减少NOX生成量的基本条件有降低燃烧区温度和氧的浓度、缩短烟气在
高温燃烧区中停滞时间防止产生局部高温区、采用低NOX燃烧器、
使用含氮量少的燃料等方法。属于这类措施的有所有的运行改进措施和除燃料分级技术外的燃烧技术措施。二是所谓的二次措施
二次措施其特征是把已经生成的NOX通过某种手段还为N2从而降低NOX的排放量。属于这类措施的有选择性催化还原法SCR、非催化还原法SNCR以及80年代后期才出现的
燃料分级燃烧技术。21燃煤低氮锅炉炉内脱硝技术发展22低氮燃烧技术发展史23低氮燃烧技术的发展历史1第一代低NOX燃烧技术措施这一代措施不要求对燃烧系统做大的改动只是对燃烧装置的运行方式或部分运行方式做调整或改进。因此简单易行可方便地用于现役装置但NOX的降低幅度十分有限。低过剩空气系数运行降低助燃空气预热温度浓淡燃烧技术炉膛内烟气再循环部分燃烧器退出运行24低氮燃烧技术的发展历史2第二代低NOX燃烧技术措施这一代措施的特征是助燃空气分级送入燃烧装置从而降低初始燃烧区也称一次区的氧浓度相应地也降低火焰的峰值温度。典型产品ABB-CE公司的整体炉膛空气分级直流燃烧器、同轴燃烧系统CFSⅠ、CFSⅡ、CFSⅢ、低NOX同轴燃烧系统LNCFS Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及其种类繁多的变异型式、
TFS2000燃烧系统B&W公司的双调风旋流燃烧器DRB、DRB-XLC德国EVT公司、Steinmuller公司、Babcook公司DS系列的各种旋流燃烧器
等等。25空气分级炉内NO的变化趋势26空气分级炉内过剩空气系数对NO和UBC的影响27第二代低NOx燃烧技术措施1炉膛内整体空气分级低NOX直流燃烧器技术关键有三点一是一是要合理确定燃尽风喷口与最上层煤粉喷口的距离。距离大分级效果好NOX下降幅度大但飞灰可燃物会增加。合适的距离与炉膛结构、燃料种类有关。二是二是燃尽风量要恰当。风量大分级效果好但可能引起燃烧器区域因严27重缺氧而出现受热面结渣和高温腐蚀。合理的燃尽风量对于燃煤炉约为20%左右燃气、燃油炉可以再高一些。
三是三是燃尽风要有足够高的流速以保证与烟气的良好混合。28美国CE公司低氮燃烧系统系列 ¼´Ô¶ø´Í«ç
 
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 1 同轴燃烧系统The Concentric Firing SystemCFSⅠ、CFSⅡ2 低NOx同轴燃烧系统
LNCFSTMⅠ、Ⅱ、Ⅲ组合型OFA(CCOFA)和分离型
OFA(SOFA)是LNCFSTM燃烧系统的基本手段。3 TFS2000燃烧系统
TFS2000TMR燃烧技术是将精确的炉膛化学反应控制、磨制煤粉细度控制、初级燃烧过程控制和CFSTM集中燃烧完整结合在一起达到对NOX生成、未燃烬碳损失和CO生成的最佳控制。29TFS2000燃烧系统结构特点提前析出挥发分的控制
火焰前端煤粉喷嘴水平偏置的二次风两级布置的燃尽风----紧凑布置的燃尽风CCOFA改善碳的燃
尽有助于整体NOX排放的控制----多层的低位和高位分离的燃
尽风L-SOFAH-SOFA
为锅炉整个运行范围提供
灵活的分级能力。30第二代低NOx燃烧技术措施2空气分级低NOx旋流燃烧器这种燃烧器的特点是在其出口实现助燃空气逐渐混入煤粉空气射流其难点是要准确地控制燃烧器区域燃料与助燃空气的混合过程以阻止燃料氮转化为NOx的反应和热力型NOx的生成同时又要保证较高的燃烧效率。其做法是通过合理的结构设计控制燃烧器喉部燃料和空气的动量以及射流的流动方向。31Babcook公司旋流燃烧器的发展32旋流燃烧器一/二/三次风旋流片角度组合所对应的火焰图象33Babcook公司早期的旋流燃烧器不分级34Babcook公司最新的旋流燃烧器DS系列分级35Babcook公司旋流燃烧器发展史36BHK公司最新的旋流燃烧器结构图37日立公司HITHT-NR系列旋流燃烧器1日立公司从20世纪70年起开始研
究低
NOX燃烧器并首先研发出
基于“In-Flame”技术的
HT-NR系
列低氮旋流燃烧器。新研发的HT-NR2型1992年和HT-NR3型1997年燃烧器在日本国内
外得到了广泛的应用并赢得了良
好的声誉。由于其长期致力于低
NOX燃烧技术的研究和其杰出的贡献而荣获日本机械工程师协会JSME颁发的奖章这相当于
日本国家环保局的最高荣誉。普通燃烧器
改造前HT-NR
4#
HT-NR2
1# 2#
HT-NR3
3#0
100NOx排放率%INKOO电站改造前后NOx排放率比较对比条件相等的飞灰含碳量                     Polish&Russian 煤38日立公司HITHT-NR系列旋流燃烧器2HT-NR系列燃烧器采用了“扩大
回流和缩短火焰”的低氮燃烧技
术在降低NOX的同时可保证未
燃尽碳含量不升高。最新的HT-NR3型燃烧器具有以下技术特点1 扩大了稳焰环周围的回流区而在还原区内由于采用“IN-FLAME”
技术燃烧率增强以确保未燃尽碳不升高。2 通过导向衬套将三次风从燃烧器喷口处的高温还原区内分离开来。39日立公司Hitachi NR系列旋流燃烧器示意图40BHK公司NR3型旋流燃烧器示意图41BHK燃烧器发展史42低氮燃烧技术的发展历史3第三代低NOx燃烧技术措施这一代措施的主要特征是空气和燃料都是分级送入炉膛燃料分级送入可在燃烧器区的下游形成一个富集NH3、CmHn、HCN的低氧还原区燃
烧产物通过此区时已经生成的NOX会部分地被还原为N2。属于这一代措施是空气燃料分级低NOX旋流燃烧器和用于切圆燃烧方式的三级燃烧。典型产品三菱重工MACT川崎的KVC大容积燃烧技术巴布科克Babcock的IFNR斯坦米勒Steinmuller的NOx-RIF技术。43日本三菱重工MHIMACT系统1三菱开发的低氮燃烧系统采用称
为“MACT”Mitsubishi 
Advanced combustion technology
的分级燃烧技术它包括----A-PMAdvanced Pollution minimize浓稀相低NOX燃烧器
----AA燃尽风
----MRSMitsubishi Rotary Separator
超细旋转煤粉分离器和烟气再循环等一系列低氮燃烧技术。采用这种再燃技术后总体上可以减
少50左右的NOX量。44日本三菱重工MHIMACT系统2PM低氮燃烧器实际是一种水平浓
稀相直流燃烧器由于采用组合风道技术特别适用于旧锅炉燃烧器改造而且这种燃烧器喷口常做成
可摆动式可获得更好的分级燃烧
效果。三菱重工的低氮燃烧技术从1973年起开始至今已发展至第5代见图4-9最新的A-PM+Two staged 
AA+MACT技术可将炉膛出口的NOX浓度降低至100ppm以下。三菱重工MACT技术用于日本燃煤低氮锅炉技改表0
100
200
300
400
500
600
700
1978198219861990199519992003
NOx

ppm
传统燃烧器
SGR
PM
PM+MAC
PM+MACT
Two-Staged AA
燃煤低氮锅炉2006%O2
400
300
A-PM+MACT
Two-Staged AA45¾«¢³§ÈË ÊõÉεÀÏ »»É´ö¹Ä ¾«¢Ãê´ö ÕôÑ»»ÉËÖÔô 
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½ÝNOxĨ¶ÇÓØÎßµôÔ  46第3章小结典型技术空气+燃料分级问题煤种、直流燃烧器少设备配备良好灵活性强根据设计配置自动及检测47第四章当前国内外研究成果←4.1 国外研究机构
德国斯图加特大学----KLAUS R.G.HEIN教授采用FG-DVC动
力学模型
美国亚利桑那大学化学工程所----J.O.L. Wendt等人应用
Glargorg et al.的气相反应动力学机理
主要制造商4.2 国内研究机构清华大学西安交大煤研所上海交大4.3 主要成果48国外低氮燃烧技术机理研究成果1低氮燃烧系统设计关键设计低氮燃烧系统必须掌握炉内三个区域的化学有限反应动力学和湍流流动的相互作用即①着火区研究瞬时尺度现象包括点火、脱去挥发份等微扩散作用主要控制挥发分氮的演化属于火焰模式
②还原区研究长时间尺度现象即在空气/燃料分级下发
生在气相带内过程所描述的反应并控制焦碳氮的演化属于反
应模式③燃尽区在燃尽风或三次风再燃燃料加入点瞬时尺度和长时间尺度同时交互的区域的气体混合及动力学反应现象。①和③对建模来说是困难的但绝不可忽视。而第二区域已取得了很好的效果。49国外低氮燃烧技术机理研究成果2 着火和稳定着火距离的重要性设计低NOX燃烧器的关键是燃料在后期与所需空气充分混合之前建立一个稳定的燃料着火区。其中
--------火焰模式火焰模式研究挥发份氮的演化主要依赖于二次风与煤挥发份的混合----
----反应模式反应模式研究焦碳氮的演化主要依赖于大部分早期混合现象后的长时间尺度模型。50国外低氮燃烧技术机理研究成果关于着火和着火距离上的结论是①越早接触火焰挥发份中的氮便能越早释放在喷口还原性气氛条件下只有极少会转化成NOX②焦碳氮转化很慢只与当地空气动力学有关。③与NOX生成最有关的因素是着火点处氧气的分压与着火距离相当有关④低NOX燃烧器性能依赖于煤点火特性、燃料挥发份氮含量和挥发份氮未析出前煤挥发份消耗氧气的能力。这些均表明煤氮和低NOX燃烧器的设计总体上不能与煤的燃烧特性隔离开来。51国外低氮燃烧技术机理研究成果3  空气分级时各项参数浓度梯度的变化•延长停滞时间并非越长越好0.38秒HCN将耗尽•二次反应区仍应保持还原性气氛•多级分级效果好。4空气/燃料分级的机理•燃料分级时燃料富集区域的温度一般比空气分级低•还原区CH浓度远比空气分级燃料富集区域的高•用煤粉作再燃燃料比气体燃料效果要差一些52国外低氮燃烧技术机理研究成果5  再燃和空气分级条件下燃料氮的动力学特性燃料氮的演化过程中的关键内容•在还原气氛下HCN对于促使氮生成N2起重要作用在N2的生成持续进行时HCN不允许被耗尽•HCN的一个来源是NO被CHi还原是主要破坏NO的再燃反应•氧化气氛下的微扩散效应即使在无HCN和NH3的氧化气氛下
燃料氮甚至气相挥发份也并非全能转化为NO缘于独立
煤粉颗粒在脱去挥发份时的微扩散效应。•均相/异相NO破坏原理空气分级燃烧长时间尺度过程----燃尽区之前的异相反应中的NO的分解并非是NO还原的主要途径。对于几乎所有的煤种来说燃料富集条件下均相反应中NO的分解速率将首先依赖于NH3以及更为上游处火焰中OH的平衡
浓度。53第4章小结按照目前的认识DeDe‘‘SoeteSoete的燃料型NO生成机理是理论界
公认的NO生成模型。在过去的许多年中国外的科研机构对这些基本模型又进
行了不断的研究和修正又产生了一大批机理模型从这些模型来看基本形式均是相同的均为一系列燃料氮演化过程产物的时均组分方程
时均组分方程。所不同的则主要体现在采用的煤燃烧模型有所差异、使用的组分方程有多有少、反应级数大小不一、计算所取的物质种类及其初始浓度不同、
分析以及验证模型时选择的数值计算模型不同等等对于当前对燃料氮的动力学机理的研究采取不同的模型所获得的结果确是基本相近的。在研究空气分级或是燃料分级时还原区模型与实验非常符合而着火区和燃尽区的模型都还不太理想。54第五章技术应用及工程实践←5.1 工程实践5.2 存在问题5.3 未来展望555.1 工程实践之一----试验研究项目石洞口电厂----机组调试/性能试验/优化望亭发电厂----低氮燃烧系统改造调整及鉴定上海交通大学总体负责华阳后石电厂----性能试验/二次脱销试验高桥石化电厂----掺烧石油气试验同上海交
通大学合作燃煤低氮锅炉掺烧天然气课题示范闵行发电厂-----降低NOx调整试验制订低氮燃烧改造技术规范进行中课题研究-----大型燃煤电站锅炉氮氧化物排放机理研究华东电力集团公司项目565.1 工程实践之二----技术支持系统性能优化管理及系统过再热器系统在线监测及寿命管理系统煤的热分析技术平台华东地区煤质—
炉性数据库机组招标/技术谈判/设计规范/改造调试技术支持热控逻辑设计及调试技术支持575.1 工程实践之三--工程实践的具体内容石洞口电厂消化吸收了有代表性的欧洲技术结构设计运行对安全性及经济性问题进行了深入分析加深了煤种贫煤对锅炉综合性能影响的理解望亭电厂对运行可变因素进行了全面的试验对分级理论进行了试验论证对分级燃烧对锅炉热力系统的影响初步摸索585.1 工程实践之三--工程实践的具体内容后石电厂了解了最新一代的空气+燃料分级系统了解了有代表性的日本技术结构/控制了解了尾部脱硝技术高桥电厂对天然气脱氮进行了实验研究位置/掺烧比59低氮燃烧系统控制技术调试/测试实绩石洞口电厂望亭电厂后石电厂锅炉容量1025t/h              1025t/h            2000t/h制造厂家Steinmuller           上锅厂日本三菱重工燃用煤种贫煤烟煤烟煤锅炉燃烧方式四角切圆四角切圆八角双切圆锅炉最低稳燃负荷40%ECR            40%ECR          35%ECR制粉系统形式中储式热风送粉HP              MDM28R低氮燃烧系统类似LNCFS LevelⅡ近似SDK           A-MACT低氮燃烧系统分级送风近似同SDK         燃烧优化
控制方式SOFA计量控制空气燃料均分级原NOx排放浓度8601050720改造后NOx排放浓度500650           420520            <300飞灰含碳量58                  <3.2                  <360江苏望亭电厂14号炉低氮燃烧系统调试结果3
2.1
6.7
2.72.3720
615617
469428NOxmg/Nm3)飞灰(%)
空气不分段
高位磨摆角水平
O2 4.2%
低位磨摆角上摆
O2 4.2%
低位磨摆角水平
O2 4.5%
低位磨摆角水平
O2 3.5%61石洞口电厂锅炉低氮燃烧系统设计特点独立火球理论燃烧区域风量的定义空气分级低氮燃烧理论低负荷稳燃技术62国内部分四角切圆燃烧、固态排渣贫煤锅炉NOx排放统计机组
 
容量
 

MW

 
燃料
 
Nar % 
燃料
 
Var % 
燃烧器形式
 
低氮燃烧
系统
 
生产商
 
NOx
排放量

mg/Nm3 
6% O2
 
最低不投
油稳燃
  
负荷
 
渭河电厂
#5
、
#6 
300    OFA 
东锅
 
≈
800 
 
阳逻电厂
#1
、
#2 
300 1.12 11.87 
直流式
WR
摆
动式浓淡燃烧
器
 
OFA  
800

950 
 
湖南石门
#1
、
#2
、湘潭
#1
、
#2 
300 0.91   14.5 
双一次风通道
自稳式
+WR
组
合式燃烧器
 
 
哈锅
 
  
湖北青山热电厂
 
300 
1.08 
1.47 
 
直流式
WR
燃
烧器
 
  
960-1020 
830-920 
 
黄台
#7
、
#8 
300 0.86  
PM
燃烧器
 
分级送风
 
 
742

920 
 
华鲁
#1 
300 0.85  
WR
燃烧器
 
分级送风
 
 
787

918 
 
汉川
#1
、
#2 
300 1.05  
WR
燃烧器
 
分级送风
 
 
744

783 
 
焦作电厂
#1
、
#2 
200  
无烟煤
 
哈工大浓淡风
燃烧器
 
 
哈锅
 
<800 50% 
焦作电厂
#3

#6 
200  
无烟煤
 
哈工大水平浓
缩燃烧器
 
 
哈锅
 
<800 50% 
青岛电厂
#2 
300  
贫煤
 
哈工大浓淡风
燃烧器
 
 
上锅
 
715 50% 
石洞口
#4
改前
 
300 0.82 10.3 
直流燃烧器
 
OFA 
上锅
 860

1050 
80% 
石洞口
#4
改后
 
300 0.82 10.3 
斯坦米勒
    
直流燃烧器
 
分级送风
 
斯坦
 
米勒
 
520

650 
40%  63石洞口4号炉二次风风门挡板控制逻辑括号内为冷却风量比例风量比例(%) 燃烧层 
过燃风*
OFA 
偏置风3 中间风2 偏置风2 中间风1 偏置风1 底部风 重油IIJ 67(50)       
设计煤H 33 100(20)      
校核煤G   50     
重油F   100(50)     
设计煤E   50 100(20)    
校核煤D     50   
设计煤C     50(50) 100(20)  
校核煤B       100 
重油A       100(20) 
 64石洞口电厂低氮燃烧系统风量控制曲线65石洞口电厂低氮燃烧系统自动控制策略空气总流量
化学当量
配比控制
OFA挡板控
制流量
超驰保护OFA挡板位置SOFA流量上部风需量O2%
机组负荷辅助风挡板位置
配比
石洞口4号炉风量控制示意图665.2 发生的问题及解决办法石洞口电厂望亭电厂后石电厂存在的可能发生结焦或高温腐蚀的条件炉膛容积热负荷高改为汽包炉后分级比例大分级比例较大炉膛容积热负荷增加约40%的二次风螺旋管水冷壁易积灰煤种挥发份较高在AA层分段风喷出炉膛采用大切角采用浓稀相燃烧器
燃烧强度大
防止水冷壁高温腐蚀的措施偏置风采用较低分级比例浓相喷口侧边风和增大分级距离上下的稀相喷口
采用同轴反切燃烧方式连同主二次风喷口
可形成风包煤将浓相喷口围在中间
燃烧器在前后墙上
实际效果偏置风量过小无高温腐蚀和严重结焦无高温腐蚀和结焦严重的高温腐蚀解决办法水冷壁喷涂加强吹灰67第5章小结1----影响NOx排放的因素影响因素燃料因素灰份FC/A*挥发份*含氮量细度其
影响与挥发份有关均匀性指数结焦性
掺烧添加其他燃料----与煤种相关容量因素行程--滞留时间结构因素炉膛结构尺寸高度/断面燃尽风位置
燃烧器形式煤粉/OFA/SOFA燃烧器布置
方式运行因素磨组合燃烧器投运组合摆角总风量分级风比例配风方式同层均匀性。此外还有负荷因素。68第5章小结2----设计低氮燃烧系统改造时需要注意的问题煤种煤种与排放指标/经济指标----价格问题结构结构及控制控制的灵活程度----适应煤种变化的域度掌握低氮燃烧技术技术引入对系统的影响进行综合设计考虑启动过程及部分负荷时的NOx控制燃烧稳定性低负荷稳燃问题燃烧经济性飞灰/炉渣燃烧安全性水冷壁腐蚀/结焦/制粉系统可调性对热力系统的影响过/再热汽温/省煤器自动控制问题硬件/控制策略/监测手段等69第5章小结2续----碳的燃尽灰份低、燃料比高低挥发份则UBC高UBC与NO是矛盾可用细度予以改善对挥发份低的煤效果更好。锅炉容量与UBC/NO关系容量大滞留时间长相对指标低。
对小容量锅炉细度调整更为重要磨煤机组合对UBC/NO影响上位磨均高。炉膛结焦对UBC/NO影响结焦增强则UBC下降炉膛出口温度上升热力型NO增加不同细度下燃烧器间距对UBC/NO影响燃尽风与上排煤粉之间间距长短对UBC/NO影响间距增加则NO下降UBC增加在富氧区停留时间变短了添加其他燃料如生物质等对UBC/NO可能具有非常大的影响70717273第5章小结2续----高温腐蚀腐蚀的基本原因煤中的含氯化合物>0.2%为潜在腐蚀临界点煤中的含硫化合物高温靠近炉墙的残焦颗粒----与炉膛结构/燃烧器布置/煤粉或空气气流分配相关缺氧----炉膛管壁氧化层加速脱落使硫/氯腐蚀加剧。加强燃烧器区域CO/O2监测离线/在线监测采取CFD计算各种场对直流燃烧器四角切圆燃烧则采用偏置风。74第5章小结2续----热力系统设计空气/燃料分级低氮燃烧系统对原热力系统的影响对汽包炉
需考虑以下因素蒸发器吸热量的变化炉膛出口烟温的变化过热器/再热器/省煤器吸热量的变化排烟温度的变化通常空气分级或燃料分级将使燃烧中心上移并使炉膛出口烟温上升在一定的燃料/细度/配风条件下因分级使还原区燃烧强度增
强将使蒸发量增加----高挥发份煤可能获得降低过剩空气系数
同样的效果。
基于炉膛出口温度上升的假设需着重考虑以下问题----控制系统对再热器吸热量增加的平衡能力----省煤器在各种负荷下汽化的可能性75对低氮燃烧系统改造/实际应用的一些体会技术路线实施关键运行控制数据积累76低氮燃烧系统控制技术应用的体会燃煤低氮锅炉采用何种低氮燃烧技术与燃用的煤种、锅炉的结构布置、业主要求的
经济指标及限定的投资额度等均有关系在目前理论计算尚有困难的前提下应尽量结合工程实践来实施各种低氮燃烧技术并积极借鉴国外先进的经验。在实施低氮燃烧技术时一旦确定了所采用的技术后设备的配备及相应的控制技术一定要跟上这就要求业主舍得投资。另外需注意的是由于我国的煤质变化大近年来煤炭市场又有趋于卖方市场的走势造成燃煤发电企业其锅炉实际运行时燃用的煤种经常变化在锅炉结构布置及控制技术上采用较为灵活的方案也
是必须的。由于煤质的变动频繁采用低氮燃烧技术就必须要加强煤质的分析。对这一点国内的认识程度还很不够、或者还缺乏相应的手段。对煤的分析目前国内已能完
成的项目有煤的着火特性、燃尽特性、燃烧速率、结渣特性等等而以便及时对控制系统作出调整。若条件允许应努力发展在线测量装置如对NOX实现在线闭环控制、对燃烧器区域水冷壁烟气成分在线监测等。锅炉经济性与环保性指标要综合考虑随着环保要求的日益严格不远的将来环保指标将与电厂的经济利益直接挂钩因此在实施低氮燃烧技术时必须加强
锅炉经济性与环保指标相互关系的试验数据积累以便今后的科学决策。77附二次脱硝技术简介技术方法氨+催化剂SCR/SNCR系统设备氨站+旁路场地要求运行控制温度氨量系统投资78第六章测试技术简介←6.1 测量方法概述6.2 工作原理及特点6.3 样品气预处理系统6.4 CEMS系统796.1 NOx排放测量概述氮氧化物的分析测量方法有许多种由于使用的传感器不同样品气预处理方法不同得到的结果也不同。目前由于国内燃煤电站锅炉尚未进行排放连续监测对NOx排
放的测试主要是用于试验因而往往采用便携式电化学NOx测
试分析仪但这种仪器往往不具备对被测气体的预处理能力
存在精度较差、连续测试能力不佳、使用较长时间后准确度变差需通过标准气比对进行校验等缺点因而使测试结果的可靠性往往得不到保证。目前最新的环保测试标准已明确规定对于锅炉氮氧化物的测试必须采用精度更高的基于红外/紫外或化学发光法的仪器。806.2 NOx排放测量方法电化学法----采用了一种称为伽法尼电池GALVANIC CELL结构的传感器。物理测量法----气体组分通过光学、电磁场、热值、流量等物理量的变
化来达到测量结果的方法。NOx一般采用红外/紫外法
NDIR/UV和化学发光法CLD。