國產(chǎn) 300MW 循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒技術(shù)分析

1、國產(chǎn) 300MW 循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒技術(shù)分析摘 要：簡要分析了循環(huán)流化床鍋爐煙氣中NOx的來源和生成機(jī)理，并以云浮發(fā)電廠2×300MW循環(huán)流化床鍋爐為例，討論了在鍋爐還未安裝脫銷設(shè)備時(shí)，為到達(dá)國家最新NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，對循環(huán)流化床鍋爐降低NOx排放實(shí)行了一些行而有效的方法，也為以后的消費(fèi)提供了珍貴經(jīng)歷。關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床CFB、氮氧化物、低氮燃燒【分類號】TK229.6一、引言二、設(shè)備概況云浮發(fā)電廠2×300MW循環(huán)流化床鍋爐為亞臨界、再熱、單汽包自然循環(huán)、島式布置、全鋼架支吊結(jié)合的循環(huán)流化床鍋爐。鍋爐采用高溫絕熱旋風(fēng)別離器進(jìn)展氣固別離，運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為12.6m。 鍋爐本體

2、鋼架由三跨組成，第一跨布置爐膛，第二跨布置高溫絕熱旋風(fēng)別離器、返料器等，第三跨布置尾部煙道。鍋爐整體呈左右對稱布置，爐膛與后煙井之間，布置有三個(gè)鋼板絕熱式旋風(fēng)別離器。旋風(fēng)別離器下部各布置一臺非機(jī)械的quot;Uquot;型回料器使物料流化返回爐膛。鍋爐采用兩次配風(fēng)，一次風(fēng)從爐膛底部一次風(fēng)室、布風(fēng)板及風(fēng)帽進(jìn)入爐膛，爐膛底部設(shè)有鋼板式一次風(fēng)室內(nèi)側(cè)敷設(shè)有耐火澆注料，懸掛在爐膛水冷壁下集箱上。二次風(fēng)分別從燃燒室前墻錐體局部分上中下三層進(jìn)入爐膛、從燃燒室后墻錐體局部分上下兩層進(jìn)入爐膛。如下列圖。三、循環(huán)流化床鍋爐NOx生成機(jī)理在燃煤過程中，NOx的生成途徑主要有熱力型、燃料型和快速型3種。熱力型是在高溫

3、環(huán)境高于1300中，空氣中的氮氧化而生成；由于CFB鍋爐燃燒溫度低低于1000，因此幾乎沒有熱力型NOx生成。而快速型NOx是碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛冗^高時(shí)，在反響區(qū)附件會快速生成NOx。對于燃煤鍋爐，快速型NOx所占份額一般低于5%。因此，CFB鍋爐中NOx的來源主要為燃料中所含的氮經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反響而生成的燃料型NOx。煤中氮含量一般在0.5%-3%，主要以各種有機(jī)物的形式存在。煤顆粒投入爐膛后，隨即在高溫下發(fā)生脫揮發(fā)份過程，60%-80%的含氮化合物隨揮發(fā)份析出，稱之為揮發(fā)份氮，而存留在焦炭中的部分稱為焦炭氮。揮發(fā)份氮在高溫環(huán)境中的化學(xué)活性很高，迅速分解為等小分子化合物，并與O2、CO和焦炭

4、等發(fā)生氧化復(fù)原反響生成NOx。焦炭氮也會被氧化生成NO，但焦炭由于自身的復(fù)原性也會NOx的產(chǎn)生有抑制作用。NOx生成過程主要集中在CFB鍋爐的密相區(qū)，尤其是在給煤口附近。NOx隨煙氣沿CFB爐膛高度方向向上流動，直至爐膛出口，質(zhì)量濃度沿高度呈下降趨勢。同時(shí)，爐內(nèi)CO和未燃盡的焦炭都對NOx起到復(fù)原作用。綜上所述，溫度和復(fù)原性氣氛是影響CFB鍋爐中NOx生成及復(fù)原的最主要因素。通過調(diào)整CFB鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，改變以上各因素，就可以實(shí)現(xiàn)對鍋爐NOx排放的控制。當(dāng)CFB鍋爐溫度控制在900，且當(dāng)煤種含氮量不高時(shí)，可實(shí)現(xiàn)NOx達(dá)標(biāo)排放。四、本廠CFB鍋爐NO 排放高的原因分析1、煤種方面。由于循環(huán)流化床

5、煤種適應(yīng)性強(qiáng)，出于經(jīng)濟(jì)方面考慮，本廠煤種種類比較復(fù)雜。有時(shí)是含氮量高達(dá)5%左右的高熱量煙煤，有時(shí)是含氮量只有0.5%左右的褐煤。當(dāng)燃用含氮量高的煙煤時(shí)，NOx排放非常難于控制，經(jīng)常出現(xiàn)排放超標(biāo)，而且沒有任何手段可以控制，給環(huán)境帶來污染的同時(shí)，也給企業(yè)帶來非常大的經(jīng)濟(jì)損失。2、入煤顆粒度大小不均。一是煤粒過粗，煤粒沉積在密相區(qū)，使得床溫升高，一次風(fēng)量增大，密相區(qū)氧化氣氛增強(qiáng)，NOx產(chǎn)生增多。煤粒過細(xì)，循環(huán)物料量少，燃燒不完全，效率下降。3、床溫高，風(fēng)量大，爐內(nèi)復(fù)原氣氛低。爐膛床溫長期在940左右，經(jīng)常采用加大風(fēng)量來到達(dá)控制床溫的目的；但造成氧量長期在3.0-3.5%之間，使得NOx排放超標(biāo)；風(fēng)量

6、加大的同時(shí)還使得爐內(nèi)磨損加劇，從而經(jīng)常發(fā)生水冷壁爆管而緊急停爐事故。五、CFB鍋爐低氮燃燒的技術(shù)措施1、做好煤種分析和采購工作。實(shí)際運(yùn)行說明：當(dāng)燃燒高灰份、低發(fā)熱量且含氮量低的煤種時(shí)，NOx排放能控制在150mg/m3以下，而且煤粒成灰特性好，能有效降低床溫。2、加強(qiáng)入爐煤粒管理。實(shí)際運(yùn)行說明，當(dāng)燃燒含氮量低的褐煤時(shí)，使入爐煤粒度中位徑保持在3mm左右時(shí)，爐膛內(nèi)循環(huán)物料量增多，床溫下降，可以減少風(fēng)量，降低氧量，減少NOx排放。3、通過在入爐煤中摻入煤粉爐的爐渣來置換床料，降低床溫。理論說明，通過摻燒爐渣置換密相區(qū)粗顆粒床料，能顯著增加爐膛循環(huán)物料量，床溫也大幅下降。4、采用低氧燃燒。針對循環(huán)流化床的燃燒特性，在床溫不高的情況下，降低氧量，增加爐內(nèi)復(fù)原性氣氛，也能有效降低NOx排放。通過以上一系列措施，使得床溫下降的同時(shí)顯著改善爐內(nèi)復(fù)原性氣氛，氧量從3.5%下降至2%左右，NOx排放能穩(wěn)定控制在100-150 mg/m3之間，排放達(dá)標(biāo)。六、結(jié)語理論結(jié)果說明，通過加強(qiáng)入爐煤粒徑大小管理、置換床料和燃燒優(yōu)化調(diào)整等手段來降低爐膛床溫和氧量，對降低NOx排放具有明顯效果。在鍋爐脫銷工程