600 MW 超临界旋流燃烧烟煤锅炉NOx排放特性试验

针对某厂1台600 MW超临界低NO_x轴向旋流燃烧烟煤锅炉特点,通过变工况（氧量、不同层燃烧器风量分配方式、二次风比率、二次风旋流强度、三次风旋流强度、同层燃烧器风量分配方式和负荷等）试验,分析了锅炉NO_x排放特性。试验结果表明：对于燃用烟煤的采用低NO_x旋流燃烧器的锅炉,运行氧量、燃尽风份额、锅炉负荷及同层燃烧器风量分配方式是NO_x排放的主要影响因素。为控制NO_x排放,保持锅炉原有热效率,燃烧调整的原则为：（1）在保证锅炉运行安全的前提下应尽量采用低氧燃烧;（2）采用大比例的燃尽风份额;（3）运行负荷不应过低;（4）同层燃烧器风量分配采用双峰方式。     

600 MW 机组四角切圆锅炉低氮燃烧改造及运行调整

利用空气分级燃烧技术对某电厂600 MW机组四角切圆燃烧锅炉进行了低NO_x燃烧改造,对改造前后的NO_x排放浓度进行了对比分析。试验结果表明,通过低NO_x燃烧改造,锅炉NO_x排放浓度明显下降,在机组负荷大于350 MW时,锅炉NO_x排放浓度降低接近50%。调整试验结果表明,SOFA风量、辅助风风门开度、二次风箱与炉膛差压等对NO_x排放影响较大。     

脱硝设备入口NOx浓度经济值的控制

介绍了应用最为广泛的低NO_x空气分级燃烧技术的间接运行费用与锅炉尾部烟气脱硝设备（脱硝设备）消耗还原剂的直接运行费用的计算方法,建立了两者配套应用时锅炉NO_x减排总费用的关系式;并按照NO_x减排总费用最小的原则,将脱硝设备入口NO_x浓度作为变量,提出了两者配套应用时脱硝设备入口必然存在NO_x浓度经济值的观点。主要结论为：脱硝设备入口NO_x浓度经济值是合理分配炉内空气分级燃烧技术的间接运行费用与脱硝设备直接运行费用的关键参数,NO_x浓度只有在该经济值下,NO_x减排的总费用才是最低的。     

某330 MW机组烟气脱硝系统超低排放性能诊断与分析

超低排放改造后,一些电厂NO_x排放未达到预期目标。为解决此类问题,以某330MW超低排放机组为例,对运行了15500h的烟气脱硝装置进行现场勘查、运行资料收集,并对运行催化剂进行取样检测,逐一排查NO_x超标排放的原因。研究结果表明：SCR脱硝系统设计裕量低,催化剂主活性成分V₂O₅含量偏低,催化剂微孔数与活性点位数减少导致脱硝效率下降,加之反应器入口NO_x浓度偏高、负荷变化频繁、喷氨响应不及时,造成SCR脱硝装置出口NO_x浓度超过50mg/m³。建议加强锅炉优化运行,尽量避免入口NO_x浓度大幅度波动,提高喷氨响应速度,并应新增1层催化剂,将现有2层催化剂进行再生,以确保NO_x排放浓度稳定达标。     

峰谷形燃烧对炉内燃烧特性影响的数值模拟

为了深度降低燃煤锅炉的NO_x排放,需要对常规低NO_x燃烧方式做进一步优化。对某采用低NO_x燃烧技术的超超临界锅炉进行数值模拟,研究了“峰谷形燃烧”模式对炉内温度场、组分场、燃尽率和底渣量的影响,并与常规低NO_x燃烧模式进行了比较。结果表明：在保持还原区及燃尽区过量空气系数不变的前提下,“峰谷形燃烧”模式可以较常规低NO_x燃烧模式更进一步降低NO_x排放,不会对整个炉膛内的燃烧、温度分布、炉底渣量和煤粉的燃尽产生明显的影响;某优化工况下,炉膛出口NO_x含量可以较常规低NO_x燃烧模式深度降低达12%。     

超低排放改造后SCR出口NOx分布及逃逸氨浓度评估研究

选取安徽省内一台660 MW超超临界机组,对其超低排放改造后SCR脱硝出口NO_x分布及逃逸氨浓度进行研究,主要测试反应器出口烟气逃逸氨、NO_x浓度、氧量和温度等。结果发现改造后机组的脱硝出口NO_x分布严重不均,逃逸氨浓度超过设计值,标准状态脱硝出口逃逸氨浓度高区域的NO_x浓度相对较低,脱硝效率相对较高。局部点位因催化剂严重吹损导致逃逸氨浓度高,NO_x浓度也较高。测试结果表明经改造后的机组需进行喷氨优化试验和烟道流场模拟试验,以改善SCR脱硝装置运行效果和提高脱硝运行的经济性。     

四角切圆锅炉温度场闭环控制研究

电站锅炉炉膛温度场与煤粉燃烧、工质吸热、NO_x生成及积灰结渣的形成等密切相关,易受到某些未知因素的影响而遭到破坏,进而影响锅炉的安全、稳定运行。对某电厂2号锅炉在300 MW、270 MW、240 MW 3个工况下进行了燃烧调整试验,利用声波测温系统实时采集温度,并将数据处理结果以偏置信号的形式加在原有的信号上,通过控制二次风门开度的大小对温度场均衡性和NO_x排放浓度进行闭环控制优化。试验结果显示,锅炉温度场均衡性变好,NO_x排放浓度降低。该研究解决了温度场只能依据操作人员经验进行调整的不灵活性问题,提高了锅炉控制的智能化程度,对优化燃烧有着重要参考价值。     

新型M-PM低氮燃烧器在700 MW机组的改造效果

介绍了三菱公司新研发的M-PM超低氮燃烧器在珠海电厂2×700 MW亚临界锅炉的应用。M-PM燃烧器是在A-PM低氮燃烧器的基础上研发的,具有更好的着火和稳燃性能,降氮效果更佳。锅炉采用M-PM燃烧器改造后,在燃用神华煤满负荷运行时氮氧化物排放浓度由360 mg/m3降低到136 mg/m3,比改造前降低62%,同时解决了锅炉汽温偏低、烟气热偏差大和燃烧器摆角过高的问题,锅炉效率有所提高。     

480t/h锅炉低氮燃烧器改造与运行优化调整

介绍了盐城发电有限公司10号锅炉480 t/h四角切圆低氮燃烧器改造情况,改造后锅炉氮氧化物、飞灰含碳量、排烟温度、锅炉效率等指标都达到了设计要求,投产初期负荷变化过程中汽温波动幅度较大,通过运行优化调整,汽温变化满足负荷变化要求,对同类型机组低氮燃烧器改造与运行优化调整具有较好的参考价值。     

300 MW低热值煤超低排放循环流化床发电的设计与运行

介绍了山西国锋300 MW低热值煤综合利用亚临界循环流化床发电项目的设计与运行情况,讨论了超低排放电厂的污染物控制技术的原理与应用情况。该项目采用炉内喷钙脱硫和炉外半干法脱硫控制SO₂、流态重构的节能型循环流化床低氮燃烧技术和SNCR脱硝控制NO_x、布袋除尘控制粉尘。研究结果显示,锅炉运行稳定、高效,满负荷下热效率为90.61%;烟气SO₂排放质量浓度为18.75 mg/m³,NO_x排放质量浓度为40.30 mg/m³,烟尘排放质量浓度为4.9 mg/m³,均达到了超低排放指标,表明循环流化床锅炉采用低氮燃烧和SNCR、炉内脱硫和半干法循环流化床烟气净化、布袋除尘是实现超低排放的可行的技术路线。     

SCR脱硝系统超低排放运行优化技术研究

为提高燃煤电厂NO_x超低排放改造后的运行水平,以增加了1层备用催化剂的某台600 MW机组为例,实测了超低排放改造后脱硝反应器出口NO_x浓度分布、脱硝反应器出口与脱硫塔出口NO_x浓度偏差以及逃逸氨浓度。对所存在的问题进行了优化调整和处置,包括喷氨优化调整,疏通堵塞的氨支管喷嘴。该机组通过低氮燃烧改造,进一步降低了脱硝装置入口NO_x浓度,为避免过量喷氨造成后续不良影响,提出应适当降低脱硝效率,即以NO_x达标排放为基准,控制喷氨量。对该机组催化剂活性进行评估,给出了催化剂更换、加装或者再生策略选择的约束性指标。     

SCR Control+脱硝控制系统研究及其在660 MW机组的应用

针对SCR脱硝系统大扰动、大惯性、大延迟的特点,以及SCR喷氨控制系统在超低排放改造后运行中普遍存在的问题,结合多个脱硝优化项目的数据积累,提出了带有状态预估控制算法的SCR Control⁺系统模型。其依据主导因素的分析方法,选取影响NO_x浓度的状态变量,通过设计状态变量预估控制模块,可准确、快速预测NO_x浓度的变化。也即采用状态变量预估,克服时滞与输入波动影响;应用串级反馈控制,保证控制系统的稳态指标。该喷氨控制系统在660 MW机组的应用结果表明,机组负荷发生较大变化导致SRC反应器入口NO_x浓度大幅波动时,SCR反应器出口NO_x浓度仍能保持良好的控制状态,与设定值始终偏差很小,且在各种工况下均能实现脱硝控制的快速、有效和稳定,因而可适应超低排放对NO_x排放浓度和氨逃逸的控制要求。     

Low NOx thermophotovoltaic generator

Fiber matrix burners incorporating “superemissive” ceramic materials were tested to obtain the relationship between power generation and the pollutant emissions. The tested variables were the following: equivalence ratio, fuel input, and inlet air temperature. One important objective was to achieve maximum efficiency of electricity generation at the lowest level of NO_x emissions. It was found that NO_x emission under these specific conditions does not depend on inlet air temperature in the ranges from 20 to 200°C. This phenomena suggests that “thermal NO_x” is not a significant contributor of NO_x emission in these types of burners. The test data indicate that the thermophotovoltaic (TPV) power output increased by a factor of 2 by increasing the combustion temperature while the NO_x emissions were stable. The result of these findings is that high efficiency, low polluting TPV-power generation is feasible. The basic technology responsible for the low NO _x emission and the electric power generation is being further developed for use in high-efficiency appliances, generators, and total energy systems     

1 000 MW超超临界锅炉低NOx 燃烧技术改造及性能优化试验

为降低NO_x排放,某电厂对其1 000 MW超超临界锅炉进行了低NO_x燃烧技术改造。改造后锅炉NO_x排放质量浓度较改造前降低42%,但CO排放质量浓度、飞灰含碳质量分数较改造前均有上升。在分析改造前后锅炉燃烧工况变化的基础上进行了燃烧调整试验,通过改变省煤器出口O₂体积分数、二次风配风方式、OFA风量和SOFA风量,研究了不同工况下锅炉燃烧及NO_x排放特性。调整后锅炉在高负荷下CO排放质量浓度降至100 mg/m³以下,飞灰含碳质量分数降至1%以下。     

火电行业大气污染物排放对PM2.5 的贡献及减排对策

“十一五”期间,中国电力装机容量从2005年年底的50 841万kW增长至2010年年底的96 219万kW,其中火电装机从38 413万kW增长至70 663万kW。电煤消费量从2005年的10.63亿t 增长至2010年的15.11亿t。2010年,我国火电行业烟尘排放量为218.4万t,SO₂排放量为984.4万t,NO_x排放量为954.2万t。研究表明：2010年我国PM₁₀排放总量3 797.3万t,PM_2.5排放总量为2 278.4万t。2010年火电行业排放的一次细颗粒物PM_2.5为100.8万t,火电行业排放的SO₂转化为二次细颗粒物PM_2.5为350万t,排放的NO_x转化为二次细颗粒物PM_2.5为265.5万t,排放的SO₃转化为二次细颗粒物PM_2.5为107.3万t,合计占PM_2.5排放总量的36.1%。为减少火电行业PM_2.5排放,建议加强环保设施的运行监管,同时出台经济政策引导企业主动减排,湿法脱硫后加装湿式电除尘器以有效减少PM_2.5的排放。     

1 000 MW机组降低锅炉NOx排放技术研究与应用

随着国家颁布更严格的NO_x排放标准,锅炉燃烧优化更多采用低氮燃烧技术。将低氮燃烧技术优化和SCR脱硝系统优化相结合,在锅炉低氮燃烧闭环控制系统、SCR喷氨格栅调节门的状态控制器等方面开展了系列研究,制定了优化策略,开发了锅炉燃烧与脱硝运行综合优化系统。工程实践应用表明,在不同负荷工况下,采用锅炉燃烧与脱硝运行综合优化系统后,脱硝效率提高,SCR反应器出口NO_x排放浓度降低,氨逃逸率降低,实现了燃煤机组氮氧化物排放达到燃气轮机的排放标准。     

循环流化床锅炉烟气脱硝系统优化模拟

随着电站锅炉氮氧化物（NO_x）排放标准的日趋严格,具有低NO_x排放特征的循环流化床（CFB）锅炉也需增设烟气脱硝设备。通过在CFB锅炉旋风分离器喷入氨水或尿素等还原剂,实现高温下的选择性非催化还原（SNCR）反应,可有效降低锅炉NO_x排放。以某185 t/h CFB锅炉为例,利用ANSYS Fluent^􀅹软件,对分离器及附属尾部烟道流场进行性能优化模拟,并设计了相应的SNCR烟气脱硝系统。计算结果表明：当喷入点个数较多且位于进口段内侧时,还原剂在分离器内分布较为均匀;提高平均雾化粒径和喷雾锥角有助于扩大还原剂在分离器内的分散范围,而喷射速度对分散范围的影响则有限。