燃用劣质煤大型循环流化床锅炉超低排放技术研究与应用

针对燃用劣质煤的循环流化床（CFB）锅炉,通过锅炉本体设计的改进、烟气净化系统的优化,提出炉内清洁高效燃烧+炉内细石灰石粉脱硫+炉内SNCR脱硝+尾部烟气循环流化床半干法多污染物联合脱除的技术路线,并在2台300 MW CFB锅炉上进行验证实验。结果表明,通过燃烧调整、脱硫与脱硝的匹配,CFB锅炉可以顺利实现NO_x、SO₂和粉尘的超低排放,并且在经济性方面较传统工艺具有明显优势。     

循环流化床锅炉超低排放技术研究

循环流化床（CFB）锅炉能够比较清洁地燃烧各种固体燃料,但其如何适应新的国家环保标准,实现SO₂及NO_x污染物的超低排放,需作进一步研究。结合CFB锅炉工程实例,根据煤折算硫分的高低和挥发分高低,分别提出了CFB锅炉深度脱硫及脱硝的技术方案,并对关键技术进行了分析讨论。研究结果表明：针对不同煤种采取相应措施后,CFB锅炉SO₂排放值可小于100 mg/m³,NO_x排放值可稳定在100 mg/m³以下;对于烟煤等高挥发分煤种,若结合SNCR技术, CFB锅炉NO_x排放值可达到小于50 mg/m³的超低排放水平。     

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。     

CFB锅炉脱硫脱硝系统多目标优化

为了在SO_x、NO_x排放达标的同时,最大限度降低脱硫脱硝成本,实现电厂脱硫脱硝系统经济运行,以某300 MW循环流化床（CFB）锅炉污染物控制系统为研究对象,在研究硫、硝污染物脱除主要影响因素的基础上,以SO_x、NO_x排放浓度、脱硫脱硝效率及其主要影响因素作为约束条件,建立以经济性指标作为目标函数的系统模型,通过对模型优化求解,得到既满足约束条件又使原料消耗量及电耗量最小的一组最优解。该方法在满足环保新标准的同时,兼顾系统成本最低,可为CFB锅炉污染物脱除系统节能降耗提供新的思路。     

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。     

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。     

火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整及烟气取样方法改进

由于锅炉结构的限制,火电厂选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统反应区安装紧凑,烟气浓度场分布不均,普遍存在催化还原反应不均匀及出口烟气取样代表性不强的问题。通过对脱硝系统出口氮氧化物（NO_x）浓度分布情况的测量分析,利用喷氨格栅阀门调整不同区域喷氨量,改善了SCR反应区的氨气浓度分布,将A、B侧出口NO_x浓度分布不均匀度降低至20%,提高了脱硝催化剂的利用率。利用气态污染物采样方法及均匀抽气设计方法,改进了脱硝系统出口烟气取样方式,实现了NO_x的均匀取样,有效降低了脱硝系统出口与烟气排放口NO_x浓度的测量偏差,使得两者比值由1.42降低至0.98,为实现脱硝系统喷氨量的稳定控制提供了保障。     

CFB锅炉SNCR烟气脱硝系统控制策略研究

循环流化床(CFB)锅炉在分离器区域采用选择性非催化还原(SNCR)烟气脱硝技术可实现燃煤锅炉NOx低排放。为此,针对秦皇岛秦热发电有限责任公司SNCR烟气脱硝系统,设计了CFB锅炉SNCR烟气脱硝控制策略,结合工程应用,总结并分析了该SNCR脱硝系统控制策略的有效性、稳定性及安全性。     

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。     

CFB锅炉SNCR脱硝工艺系统及其常见问题分析

针对CFB锅炉采用选择性非催化还原（SNCR）技术进行脱硝过程中存在未反应的还原剂对空气预热器的腐蚀问题,阐述了CFB锅炉NOx排放的主要影响因素,计算了SNCR脱硝系统使用不同还原剂的经济性,分析了烟气酸露点及逃逸氨生成的NH4HSO4对空气预热器的影响,得到了最佳排烟温度及SNCR脱硝系统还原剂合理用量的选择依据.实践证明,山西某电厂300MW CFB锅炉脱硝改造后,通过控制合适的氨氮比,可使系统脱硝效率提高,氨逃逸量对空气预热器的影响最小.     

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。     

130 t/h循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝工程设计及应用

结合陕西榆林某盐化公司130 t/h循环流化床锅炉SNCR烟气脱硝工程设计实例,详细阐述了除盐水贮存输送模块、氨水贮存输送模块、压缩空气模块、喷射模块的工艺流程及相关设备选型选材,介绍了喷枪和氨分析仪位置选择依据,并比较了SNCR与SCR脱硝运行费用。结果表明,SNCR技术更适用于小型燃煤锅炉控制NOx的排放,尤其是循环流化床锅炉烟气脱硝。     

W火焰锅炉SNCR脱硝及其对SCR入口流场的影响

由于W火焰锅炉NO_x排放浓度高,一些电厂采用低氮燃烧+SNCR脱硝+SCR脱硝的耦合脱硝方式,但运行中出现了氨逃逸浓度严重超标的问题。以某600 MW超临界W火焰锅炉为对象,采用CFD数值模拟辅以实测验证方法研究了锅炉负荷、尿素喷射层流场、氨氮摩尔比等因素对SNCR脱硝及SCR入口流场分布的影响。研究发现：SOFA风沿前后墙非等间距布置是造成尿素喷射层速度场及温度场不均的主要原因;随锅炉负荷降低,喷枪层截面平均温度趋向于SNCR最佳脱硝温度,脱硝效率逐渐增加;SCR入口截面温度、流速及NO_x浓度分布皆不均匀,随SNCR脱硝效率提高,SCR入口截面NO_x浓度分布偏差增大,不同负荷时SCR入口截面NO_x相对偏差达35%～53%。SNCR脱硝严重影响SCR脱硝反应器入口NO_x浓度均匀性,最终导致SCR氨逃逸浓度严重超标,建议通过优化SOFA风布置及在SCR入口段加装烟气混合器加以解决。     

220t/h水冷方形分离器循环流化床锅炉的设计及运行

在数十台75t／h和130t/循环流化床成功运行的基础上，开发了220t／h采用水冷方形分离器的循环流化床锅炉，2001年底在山东威海热电厂投入商业运行。这是采用中国技术的容量最大的循环流化床锅炉之一。文中介绍了该炉的运行情况。由于水冷方形分离器本身的特点以及全膜式壁结构，锅炉迅速启动以及回灰温度略微下降等特性非常突出。飞灰、循环灰和底渣的粒度分布与燃用相似煤种等当量直径圆旋风筒循环流化床锅炉非常相似。燃烧效率比较理想，污染物捧放满足国家标准要求。其燃料适应性、负荷变化率尤其是可靠性非常优越。     

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