低氮燃烧器对锅炉运行的影响
从很多电厂低氮燃烧器改造情况来看,普遍存在汽温(尤其是再热汽温)偏低,飞灰可燃物偏大的情况。
主要受影响因素是锅炉的设计情况及燃用煤质。从去年起我国北京、郑州、成都等地开展燃气锅炉低氮改造工程,并制定了燃气锅炉氮氧化物排放标准。通过燃烧调整、二次风配比、SOFA风配比,
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低氮燃烧器对锅炉运行的影响
从很多电厂低氮燃烧器改造情况来看,普遍存在汽温(尤其是再热汽温)偏低,飞灰可燃物偏大的情况。
主要受影响因素是锅炉的设计情况及燃用煤质。从去年起我国北京、郑州、成都等地开展燃气锅炉低氮改造工程,并制定了燃气锅炉氮氧化物排放标准。通过燃烧调整、二次风配比、SOFA风配比,部分厂汽温参数基本达到了设计值,飞灰可燃物有明显降低。 低氮燃烧器改造后,炉内温度场的变化将会对炉膛出口烟温及汽温特性产生较大影响。这主要表现在以下两个方面:
1、纯从燃烧角度来讲,锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造之后,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。
2、锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造之后,主燃区的温度下降较多,炉内温度分布更加均匀。目前,北京专门针对燃气锅炉研发的全预混低氮燃烧技术成功试点,氮氧化物排放浓度可降至20毫克/立方米左右,比普通燃气锅炉减少约九成。水冷壁的沾污结渣情况会有很大改善,炉内水冷壁吸热增强,炉膛出口烟温下降,锅炉的过热汽温、再热汽温下降。 锅炉低氮燃烧改造之后的汽温特性变化情况主要受以上两个因素影响,哪个因素的影响占主导地位主要取决于锅炉的设计情况及燃用煤质情况。 从各厂空气分级低氮燃烧器运行情况来看,采用设计煤种,随着分离燃尽风(SOFA)风量的增加,主燃区过量空气系数降低,过热器温升、再热器温升均有较大增加。
工业锅炉上已有广泛应用,由于层燃、室燃、循环流化床锅炉的燃烧方式不同、炉膛结构不同,其原始NOx排放也有较大差异,一般来说,在未特意采用炉内低氮燃烧技术时,循环流化床NOx原始排放,一般在300mg/m3以下,也有部分项目排放在400mg/m3左右;以链条炉为代表的层燃炉NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3,煤粉工业锅炉为室燃锅炉,NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。
层燃、室燃、循环流化床锅炉可根据燃烧方式的不同采用不同的低氮燃烧技术。针对层燃锅炉配风较常采用空气分级以及烟气再循环来实现低氮燃烧;在烟气再循环对层燃锅炉典型区段燃烧的影响下,结合空气分级技术通过半焦催化还原NO;炉内超级还原脱硝技术是近年来新兴的炉内脱硝技术手段,通过在燃烧火焰区域的合理位置喷氨,实现在高温火焰中直接脱硝。在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。循环流化床锅炉低氮燃烧改造主要对二次风口、给煤口的位置及分布进行优化调整,或是增加烟气再循环系统等;在运行方面,主要通过控制炉膛内燃烧氧量,提高二次风份额,降低给煤粒度,减少料层厚度等来降低氮氧化物的生成。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点,采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧;通过在着火初期的构建还原性气氛,抑制燃料型NOx的大量生成;通过控制主燃烧区温度分布,避免局部热力型NOx生成量过高。
中心在对层燃、室燃、循环流化床锅炉的炉内低氮燃烧技术进行了大量试验后,已在工程应用上加以验证,以链条炉为代表的层燃炉可将NOx排放降低至250~300mg/Nm3;循环流化床工业锅炉可将NOx排放降低至200mg/Nm3以下,如采用流态化超低氮燃烧技术,可将初始排放降至100mg/m3;左右;针对29MW及以上容量的室燃炉,可将NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。由于要保证锅炉的出力,可将部分煤粉和空气从锅炉上部投入,这样就控制了燃烧火焰中心区域助燃空气的数量,缩短燃烧产物在高温火焰区的停留时间,避免了高温和高氧浓度的同时存在。




作为今年本市20项民心工程的重要内容,本市启动燃气锅炉低氮改造,从氮氧化物产生源头进行控制。据了解,燃气锅炉所排放的氮氧化物,在一定条件下可成为PM2.5的原料。针对层燃锅炉配风较常采用空气分级以及烟气再循环来实现低氮燃烧。本市推动燃气锅炉低氮改造,主要目的就是从源头减少氮氧化物的排放,并减少因氮氧化物二次转化形成的PM2.5。近日在南开区水上温泉花园供热站,3台35蒸吨的燃气锅炉换上了低氮燃烧器,并加装了烟气回收再循环装置,使排放烟气中的氮氧化物浓度降低了八成。“新的燃烧设备把火焰打散,充满整个炉膛,能有效降低烟气含的氮氧化物。在锅炉出口,烟气通过风机回收再利用,降低排烟的氮氧化物。”工作人员介绍。
本市从2013年“大气十条”颁布实施以来,先后完成了1.8万余台锅炉的煤改燃、使PM2.5、等污染物排放大幅减少。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,由于煤粉燃烧的过程变长,加上燃尽风的使用,使得炉膛出口的烟气温度变高,这时炉膛的温度变低,炉膛水冷壁的辐射吸热量就会降低,形成对流的受热面的吸热量就会增加,使得过热器减温水量增加。根据近日印发的《天津市2018年燃气锅炉低氮改造工作方案》,本市在摸底排查、建档立卡的基础上,至今年9月底,以中心城区和滨海新区核心区为重点,完成燃气