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​锅炉低氮燃烧器改造后存在问题有哪些?
作者:admin 发布日期:2018-9-14 17:53:38

锅炉低氮燃烧器改造后存在问题有哪些?你知道吗?主要是什么呢?下面锅炉自动化厂家西安德明电气有限责任公司小编告诉您:

1.前言

当前,我国雾霾防治形势逼人,尽管雾霾产生的成因尚未完全研究清晰,但在社会舆论的压力和国家日益严格的节能减排政策面前,电力行业节能减排的压力不断增大,而燃煤发电机组在相当长的一段时期内仍然是我国发电行业中的主力,对于环保部最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),即从2014年7月1日起,现有火力发电锅炉要达到标准规定的排放限值,燃煤发电企业纷纷进行环保设施的改造,如锅炉低氮燃烧器的改造,改造后降低NOx的排放取得较好效果,但也给锅炉安全、稳定和经济运行带来了一定的影响。

2.NOx治理现状


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国内外已对NOx的危害、燃煤发电燃烧过程中NOx的生成机理和降低NOx技术进行了较为充分的研究,可分为三种[1]:热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx;其中,燃料型NOx约占80-90%,是各种低NOx技术控制的主要对象;其次是热力型,主要是由于炉内局部高温造成,快速型NOx生成量很少。NOx的控制方法可分为燃烧前处理、燃烧中处理和燃烧后处理。燃烧前脱氮主要是在燃烧前将燃料转化为低氮燃料,技术复杂,难度大,成本高,目前仅限于研究阶段;燃烧中脱氮主要有:一是抑制燃烧中NOx的形成,二是还原已形成的NOx;燃烧后脱氮主要是指烟气脱硝:包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等。

目前被大家公认,并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NOx方法,主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术;燃烧中脱氮是根据NOx的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是:低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等,该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区,对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域,从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧,降低煤粉燃烧过程中NOx生成量。从2011年至今,该低氮燃烧技术在全国的燃煤锅炉上大范围应用,通过改造和运行优化,NOx减排量可达30%—70%,对于四角切圆燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的400-600mg/m3降为200mg/m3以内,对冲燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的500-700mg/m3降为370mg/m3以内,“W”火焰燃烧锅炉NOx的排放浓度[3]可由原来的1100-1300mg/m3降为800mg/m3以内。目前,局限于低氮燃烧技术研究和发展,且该技术很短时期内在在运锅炉上快速、集中、大量的应用后,其技术尚未来得及进行消化吸收、优化改进等,笔者针对产生的问题和应对措施进行探讨。

3.低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析

从低氮燃烧技术在大量电站燃煤锅炉应用实践证明,降NOx有效且明显,但锅炉由于燃用煤种不同,其炉型也不同,NOx的排放水平也不同,低氮燃烧技术在不同炉型上应用后减排效果和产生的问题也不同;其中,四角切圆燃烧锅炉其本身的NOx的排放水平最低,改造后NOx减排效果最好,产生的其它影响也最小,对冲燃烧锅炉次之,“W”火焰燃烧锅炉最差。具体产生的问题和原因分析如下:

3.1灰、炉渣可燃物增加,炉效下降

低氮燃烧器改造后,虽然NOx降幅很大,但即使在燃用同一煤种时,飞灰可燃物升幅也较大。主要是低氮燃烧技术采用低温、低氧燃烧,主燃区的温度下降较多,控制和推迟煤粉的着火,并降低着火区的氧量,使煤粉燃烬能力下降,燃烧过程延长,飞灰和炉渣可燃物增大。有的改造时,改变了燃烧器一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积,造成二次风与一次风的混合延迟,不利于煤粉气流的着火和燃烧。根据已改造锅炉试验数据表明,对于四角切圆燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为0.5—1个百分点,对冲燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为1—1.5个百分点,“W”火焰燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为2—4个百分点,影响锅炉效率下降0.4—1.6个百分点。

3.2蒸汽参数偏离设计值,过、再热减温水量增加,屏过或再热器超温

锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造后,一方面,燃烧延迟,火焰中心上移,炉膛出口烟温上升,锅炉的过热汽温、再热汽温上升,对于原来存在过热汽温、再热汽温超设计值的问题则加剧,过、再热减温水量增加。而另一方面,主燃区温度降低,炉内温度分布更加均匀,对于原来炉膛水冷壁的沾污结渣情况严重的则会改善,水冷壁吸热增加,炉膛出口烟温降低,过热器温升、再热器温升下降,对于原来存在过热汽温、再热汽温低的问题则更达不到超设计值。

低氮燃烧技术改造后,产生锅炉过热器减温水量增大的问题较多,因为煤粉燃烧过程延长,加之采用的燃尽风,炉膛出口烟气温度升高;同时炉膛温度下降,炉膛水冷壁辐射吸热量减少,对流受热面的吸热份额增加,导致过热器减温水量增加。


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