CFB锅炉布风板面积缩减对NO_x、CO和q_4的影响

在总结分析多次工业热态试验和多年运行实践大量数据的基础上,从NO_x生成机理和优化锅炉结构等方面着手,对1台燃烧福建无烟煤的75t·h~(-1)温旋风分离CFB锅炉进行低氮燃烧改造,将布风板有效截面积由13.43m~2缩减为11.38m~2、二次风率从40%提高到45%。工业热态试验证明该低氮改造取得了良好的效果:NOx排放浓度从210mg·Nm~(-3)左右降低到180mg·Nm~(-3)左右,可满足NOx排放浓度200mg·Nm~(-3)限值要求;并且机械不完全燃烧损失q_4降低了0.3%~0.6%,CO排放浓度也有所降低,提高了CFB锅炉的运行经济性。试验同时发现:二次风率β、上二次风率k对NO_x排放浓度和q_4的影响曲线均表现为开口向上的抛物线,这表明对于燃烧福建无烟煤的75t·h~(-1) CFB锅炉而言,存在最佳的二次风率β、上二次风率k,使NO_x排放浓度最低、q_4最小。试验表明,在过量空气系数λ≈1.2的情况下,最佳的二次风率β区间为40%~55%,最佳的上二次风率k在45%~55%之间。     

CFB锅炉低氮燃烧改造对NO_x排放质量浓度的影响

对一台燃烧福建无烟煤的75t/h中温旋风分离CFB锅炉进行低氮燃烧改造,将布风板有效截面积由13.43m~2缩减为11.38m~2,二次风率从40%提高到45%。工业热态试验证明该低氮改造取得了良好的效果:NO_x排放质量浓度从210mg/m~3左右降低到180mg/m~3左右,可满足NO_x排放质量浓度200mg/m~3限值要求;机械不完全燃烧损失q4降低了0.3%~0.6%,CO排放质量浓度也有所降低,提高了CFB锅炉的运行经济性。     

SNCR在中温分离CFB锅炉上的CFD研究应用

利用Fluent软件,对2台燃烧福建无烟煤的75t·h-1中温旋风分离CFB锅炉上应用SNCR进行CFD研究,确定合理的炉膛内喷氨点并优化布置,以适应锅炉负荷变化的要求,在保证较高脱硝效率的同时减少氨逃逸率。性能试验结果证明达到了预期的目的:在100%BMCR和75%BMCR负荷工况下,脱硝效率达到60%以上,NOx排放浓度小于100mg·m-3,氨逃逸质量浓度小于8mg·m-3。     

燃烧福建无烟煤之75t/h中温旋风分离CFB锅炉低氮燃烧改造

在2台燃烧福建无烟煤的75t/h中温旋风分离CFB锅炉上进行多次工业热态试验掌握大量数据的基础上,分析认为影响NO_x排放浓度的因素主要有NO_x生成机理、锅炉结构、运行参数。为此,从NO_x生成机理和优化锅炉结构方面着手,采取抬高下二次风喷口高度、提高下中二次风喷口速度和在水冷壁前后墙标高12.65m处增设一层上二次风(风源取自一次风热风母管)等措施进行低氮燃烧改造。热态试验证明低氮燃烧改造取得了良好的效果:NO_x排放浓度从180mg·Nm-3左右降低到140mg-3左右,最低值在120mg~(-3)以下,且锅炉机械不完全燃烧损失q_4降低了1.0%~1.5%。试验同时发现,二次风率β、中二次风率k_m、上二次风率k_(up)对NO_x排放浓度和机械不完全燃烧损失q_4的影响曲线均表现为开口向上的抛物线,这表明对于燃烧福建无烟煤的中温旋风分离CFB锅炉而言,存在最佳的二次风率β、中二次风率k_m、上二次风率k_(up),使NO_x排放浓度最低、机械不完全燃烧损失q_4最小。热态试验数据表明,在过量空气系数λ≈1.2的情况下,最佳的二次风率β区间为45%~60%,最佳的中二次风率k_m在45%~60%之间,最佳的上二次风率k_(up)区间为5%~15%。     

130t/h循环流化床锅炉低氮燃烧改造及调整试验

针对杭联热电有限公司5号循环流化床(CFB)锅炉NO_x排放未达到超低排放要求、主蒸汽温度偏低、床温和排烟温度偏高等问题,采取调节二次风系统、增加锅炉受热面、增加烟气再循环系统、改进选择性非催化还原(SNCR)脱硝系统等改造措施,在额定负荷下,使NO_x最终排放质量浓度从100mg/m~3降低到50mg/m~3以内;主蒸汽温度升高了20℃,达到设计温度;床温和炉膛出口温度下降了50℃;氨逃逸量略有增加,但可以控制在8mg/m~3以内;锅炉效率基本不变。同时,针对改造后空气预热器出口CO质量浓度偏高的问题,通过燃烧优化试验得出,在不同负荷下应该合理选择再循环烟气量,且上层二次风门开度均设置为100%,下层二次风门开度设置为中间大,两边小,有利于锅炉合理运行。     

CFB锅炉燃用福建无烟煤二次风特性试验

为了研究燃烧福建无烟煤CFB锅炉二次风特性,在1台DG75/3.82-11型CFB锅炉上进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响。试验表明,对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。多年的运行实践也证明,保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

75 t/h中温分离CFB锅炉增加三层二次风的低氮燃烧改造

分析了影响75 t/h中温旋风分离CFB锅炉NOx排放质量浓度的主要因素,采取增设一层上二次风形成三层二次风、抬高下二次风喷口高度、提高二次风喷口速度和增加二次风率等措施进行低氮燃烧改造。结果表明:NOx排放质量浓度从180 mg/m3左右降低到140 mg/m3左右,2台CFB锅炉每年可以减少NOx排放量44.62 t,且锅炉机械不完全燃烧损失q4降低了1.0%~1.5%。     

CFB锅炉SNCR脱硝技术研发

由于合理组织了分段送风和分段燃烧,CFB锅炉的NOx排放质量浓度自身就可控制到200mg/m3左右,如再配有简单的氨或尿素喷射系统的SNCR脱硝技术,就可以实现100mg/m3或者更低排放水平。对CFB锅炉进行了SNCR数值模拟,并进行了3MW CFB锅炉热态试验台SNCR技术的研究。通过数值模拟及热态试验研究发现:CFB锅炉实施SNCR能够实现60%以上的脱硝效率。将该技术应用于某工程,脱硝效率能够达到预期。     

600MW机组锅炉低氮燃烧技术改造

内蒙古京隆发电有限责任公司600 MW亚临界燃煤机组锅炉日常运行中排放的NOx质量浓度为500~700 mg/m3,远高于国家新的污染物排放标准,而且存在轻微结焦、掉渣现象。针对上述问题,采用锅炉分级燃烧技术对燃烧器进行改造:炉内燃烧器采用纵向三区布置方式,扩大了锅炉的燃烧空间,降低了燃烧区域热负荷及炉内温度峰值;一、二次风采用横向双区布置方式,同时对一、二次风风量和风速进行调整,使燃烧火焰向中心区偏移,形成贴壁欠氧燃烧。改造后,生成的NOx质量浓度最大降低388 mg/m3,同时锅炉结焦问题得到有效缓解。     

循环流化床锅炉SNCR还原剂喷射系统布置方式研究

循环流化床(CFB)锅炉运行温度在850～1050℃之间,这与选择性非催化还原技术(SNCR)反应温度区间基本重合。流化床锅炉NOx排放量在150～300 mg/m3之间,通过采用SNCR技术,NOx排放水平有望低于国家排放标准100 mg/m3。对一台130 t/h流化床锅炉采用SNCR技术时,喷枪布置方式进行了数值计算,探讨了不同喷枪布置方式下还原剂与烟气混合的程度。     

燃用福建无烟煤CFB锅炉二次风率和上下二次风比的工业型试验

为研究燃烧福建煤CFB锅炉的最佳经济运行数据,通过对DG75/3.82-11型CFB锅炉进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响,结果发现:⑴维持过量空气系数和上、下二次风门开度不变,随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄,CO排放浓度先减低再缓慢升高但变化量不大,SO2排放浓度略有升高,NOx排放浓度降低并趋于稳定;⑵保持过量空气系数和二次风率不变,随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少,SO2排放浓度小幅上升,NOx排放浓度降低;⑶过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小,SO2排放浓度较小,NOx排放浓度较大。试验表明:对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。并经运行实践证明:保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

CFB锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝技术

为满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)的要求,现役循环流化床(CFB)发电机组在避免增加炉外脱硫脱硝设备的前提下,充分挖掘CFB锅炉特有的环保潜力,首次提出采用炉内一体化耦合脱硫脱硝的技术路线。实际应用结果表明,通过增加锅炉受热面、提高分离器效率、优化二次风布置及石灰石输送系统等综合性改造以及燃烧优化调整试验,可以实现SO2、NOx排放均小于200mg/m3(6%O2)的目标,经济和环境效益明显。     

低氮燃烧技术在CFB锅炉超低排放改造中的应用

根据中小型流化床锅炉(CFB)超低排放改造要求,通过采用低氮燃烧结合SNCR脱硝技术,实现高效低成本的NOx超低排放目标。介绍低氮燃烧技术在CFB锅炉超低排放改造中的应用情况。     

1060T/H CFB锅炉SNCR+SCR联合脱硝工艺设计

针对某1060T/H CFB锅炉NOX排放浓度长期稳定满足不高于50 mg/Nm3的超低排放要求,设计了一套处理烟气量为115万Nm3/h、初始NOX含量为190 mg/Nm3,NOX排放浓度≤50 mg/Nm3的SNCR+SCR联合烟气脱硝系统。通过对比SNCR,SCR和SNCR/SCR 3种烟气脱硝技术的优缺点,得出适用于CFB锅炉NOX超低排放既经济又环保的脱硝技术为SNCR/SCR联合脱硝技术。对1060T/H CFB锅炉SNCR/SCR联合脱硝工艺的主要设计参数、工艺流程及主要组成部分进行了设计与阐述,此工艺可为国内同类型CFB锅炉脱硝超低排放工程的改造、设计提供借鉴和参考。     

二次风对CFB锅炉NO_x排放的影响

为准确掌握和评价二次风对早期投运的燃烧福建无烟煤CFB锅炉NOx排放浓度的影响,在1台75 t/h中温分离CFB锅炉上进行工业热态试验。试验表明：（1）NOx排放浓度随着空气过量系数λ增加呈现明显增加的趋势,并且增加速率逐渐减小;保持省煤器出口处的空气过量系数1.15≤λ≤1.25可以取得控制飞灰含碳量和NOx排放量的良好效果;（2）随着二次风率β的增加,NOx排放浓度明显下降,降低速率逐渐减小;保持二次风率β在40%~50%之间,NOx排放浓度较低;（3）随着上二次风率k的增加,NOx排放浓度呈现先明显下降再逐渐减小至平缓最后略微上升的趋势,表明燃烧福建无烟煤的中温分离CFB锅炉存在有一个最佳的上二次风率k,使NOx排放浓度最小;根据本试验结果,在过量空气系数λ=1.2、二次风率β=45%的情况下,最佳的上二次风率k在55%~65%之间。     

CFB锅炉吹脱分离型SNCR脱硝系统设计及调试研究

为了确保CFB锅炉烟气NO+x排放浓度满足环保要求,对1060 t/h CFB锅炉吹脱分离型SNCR脱硝工艺及主要参数进行设计,并阐述系统主要组成部分、工作原理和SNCR布置形式。对脱硝系统中各分系统的主要调试内容进行说明,并列出调试过程中的重点注意事项。针对该脱硝系统进行热态调整试验,试验结果为:NSR接近设计值2.0左右时,机组100%负荷及75%负荷下,喷氨后NO_x排放浓度分别由喷氨前的均值183.22 mg/Nm~3和111.96 mg/Nm~3降至均值86.62 mg/Nm~3和59.96 mg/Nm~3,平均脱硝效率分别为52.72%、46.45%,平均氨逃逸浓度分别为3.03 mg/Nm3、1.71 mg/Nm~3。     

燃烧福建无烟煤的循环流化床锅炉炉内脱硝的工业型试验

在一台75 t/h的工业循环流化床锅炉上进行试验。结果表明:(1)NOX的排放浓度随过量空气系数a的增大而降低;但当a>1.3后,NOX的排放浓度却随着a 的增大而增加并趋于稳定;(2)当a不变时,氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低;对于燃烧福建无烟煤的CFB锅炉,可能存在最佳二次风率,使得燃料氮的转化率最低;(3)在同样条件下,煤种的含氮量越高,其燃烧烟气中NOX的排放浓度也越高。     

200 MW锅炉低NOx燃烧系统改造与试验研究

针对某燃用烟煤的200 MW机组采用四角切圆布置方式燃烧器的670 t/h锅炉,在主燃烧区域采用水平浓淡燃烧器、加装燃尽风喷口,采取燃料水平分级与空气垂直分级结合的方式进行改造,降低氮氧化物(NOx)排放水平。研究了该低NOx燃烧系统对锅炉NOx/CO排放和飞灰可燃物的影响规律。试验结果表明,当采用合理的燃尽风布置合理的二次风配风调节方式,燃尽风份额控制在30%时,机组NOx排放量可降低到300 mg/m3以下;在任一工况下都不高于400 mg/m3,其中最低NOx排放浓度为250.84 mg/m3。同时,对飞灰含碳量影响较小,保持在1.5% ~ 3%之间。     

W火焰锅炉低氮燃烧器改造问题与解决方案

"W"火焰锅炉为了燃烧难燃无烟煤,通常采取高煤粉浓度、高温、高氧量集中送风、高停留时间方式组织燃烧,而高氧量集中送风是造成锅炉NOx排放浓度高达1 200~2 000 mg/m3的主要原因。某电厂300 MW机组采用"W火焰"燃烧方式,NOx排放浓度约600~1 300 mg/m3。为了能够节能减排,通过燃烧器、分级配风、卫燃带这三个方面进行了低氮燃烧改造。改造后NOx排放浓度达到了预期改造效果,将脱硝入口NOx排放浓度降低到800 mg/m3以下。针对改造后产生的锅炉严重结渣问题,采用卫燃带改造的方法进行解决。     

床温及SNCR脱硝对CFB锅炉NOx和N2O排放影响的试验研究

为了研究循环流化床（CFB）锅炉燃用无烟煤时床温及选择性非催化还原（SNCR）脱硝对于NO和N2O排放的影响，在1 MW CFB试验装置上开展了试验研究。结果表明:床温由880 ℃提高到970 ℃，NO排放质量浓度由119.5 mg/m3上升到226.0 mg/m3，N2O排放质量浓度由216.0 mg/m3降低到102.2 mg/m3；在氨氮摩尔比（NSR）为0~3.7之间，随着NSR的提高，脱硝效率从0上升到50.72%；进一步提高NSR到5.2，脱硝效率升至53.61%，增加较为缓慢；随着NSR从0提高到1.7，N2O排放质量浓度由84.3 mg/m3上升至118.3 mg/m3，增长较为缓慢；进一步提高NSR至2.0，N2O排放质量浓度上升至187.7 mg/m3，增长速度提高；继续提高NSR至5.2，N2O排放质量浓度上升至381.4 mg/m3；CFB锅炉采用以尿素为还原剂的SNCR脱硝工艺时，单纯通过加大NSR来提高脱硝效率不仅效果有限，过量喷入的还原剂会造成N2O排放量的显著提高。