蒙古東勝熱電廠2號(hào)爐燃燒器低NOx改造方案說(shuō)明書(shū)

國(guó)電內(nèi)蒙古東勝熱電廠2號(hào)爐燃燒器改造方案說(shuō)明書(shū)煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司0/33國(guó)電內(nèi)蒙古東勝熱電廠2號(hào)爐燃燒器低NOx改造方案說(shuō)明書(shū)煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司二零一零年八月國(guó)電內(nèi)蒙古東勝熱電廠2號(hào)爐燃燒器改造方案說(shuō)明書(shū)煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司-北京分公司17/33前言燃煤燃燒過(guò)程中排放的NOX氣體是危害大，且較難處理的大氣污染物，它不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動(dòng)植物，破壞臭氧層，而且也是引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一。我國(guó)是燃煤大國(guó)，開(kāi)展對(duì)降低NOX排放的治理具有十分重要的意義。我國(guó)對(duì)鍋爐排放污染物控制非常重視，即將頒布的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)NOx排放有更嚴(yán)格的要求。國(guó)電東勝電廠兩臺(tái)300MW等級(jí)鍋爐自投產(chǎn)以來(lái)NOx排放一直較高，同時(shí)還存在著結(jié)渣、減溫水量大、汽水參數(shù)異常等問(wèn)題，對(duì)燃燒器進(jìn)行綜合改造，降低NOx同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)防結(jié)渣等目標(biāo)。設(shè)備概況鍋爐概況鍋爐為亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、自然循環(huán)、單爐膛、平衡通風(fēng)，擺動(dòng)燃燒器四角切圓燃燒，固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架。緊身封閉。制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置五臺(tái)中速磨，固態(tài)排渣。鍋爐總體布置見(jiàn)圖爐膛寬14022mm，深13640mm，爐頂標(biāo)高61000mm，鍋筒中心線標(biāo)高65500mm，爐頂大板梁底標(biāo)高71250mm。鍋爐爐頂采用大罩殼熱密封結(jié)構(gòu)。爐膛由Φ60×7膜式水冷壁組成，爐底冷灰斗角度水平煙道深度為6528mm，由旁路過(guò)熱器部分和后煙井延伸部分組成，內(nèi)部布置有末級(jí)再熱器和末級(jí)過(guò)熱器。后煙井深度10260本鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置五臺(tái)中速磨，燃燒器四角布置，切圓燃燒方式。最上排燃燒器噴口中心線標(biāo)高27200mm，距分隔屏屏底距離20200mm，最下排燃燒器噴口中心標(biāo)高21100過(guò)熱器的汽溫調(diào)節(jié)主要采用噴水調(diào)節(jié)，再熱器的汽溫調(diào)節(jié)主要采用燃燒器擺動(dòng)及過(guò)量空氣系數(shù)調(diào)節(jié)，在再熱器進(jìn)口管道上裝有事故噴水裝置。爐膛底部出渣采用干式除渣機(jī)排渣，鍋爐本體供貨至下集箱水封插板，渣斗及干式除渣機(jī)設(shè)備由用戶自理。爐膛部分布置有70只墻式吹灰器，爐膛上部及對(duì)流煙道區(qū)域內(nèi)布置46只長(zhǎng)行程伸縮式吹灰器，每臺(tái)預(yù)熱器煙氣進(jìn)口端布置一只伸縮式吹灰器，運(yùn)行時(shí)所有吹灰器均實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。采用5臺(tái)中速磨煤機(jī)，要求燃燒設(shè)計(jì)煤種時(shí)，4臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。設(shè)計(jì)煤種煤粉細(xì)度R90=23%。采用干式除渣機(jī)排渣方案,冷卻漏風(fēng)量小于鍋爐總風(fēng)量的1%。名稱單位BMCR過(guò)熱蒸汽流量t/h1176過(guò)熱器出口蒸汽壓力MPa(g)17.5過(guò)熱器出口蒸汽溫度oC541再熱蒸汽流量t/h970.6再熱器進(jìn)口蒸汽壓力MPa(g)3.9再熱器出口蒸汽壓力MPa(g)3.7再熱器進(jìn)口蒸汽溫度oC326再熱器出口蒸汽溫度oC541省煤器進(jìn)口給水溫度oC2802.2煤質(zhì)資料2.2項(xiàng)目符號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2校核煤種3校核煤種4煤質(zhì)分析：收到基碳Car%61.8257.5766.6870.7759.75收到基氫Har%3.683.183.764.174.34收到基氧Oar%9.7910.799.658.158.12收到基氮Nar%0.650.520.770.981.09收到基全硫St,ar%0.150.110.190.230.85收到基灰份Aar%12.9114.7310.358.318.85全水份Mt,ar%11.0013.18.67.47空干基水份Mad%1.834.021.381.392.08干燥無(wú)灰基揮發(fā)份Vdaf%32.1832.3431.7733.840.38收到基低位發(fā)熱量Qnet,arKJ/Kg2312021430254102738023290哈氏可磨系數(shù)HGI61675859煤灰熔融性：灰變形溫度DT℃11801150113011301150灰軟化溫度ST℃12001170116011601220灰半球溫度HT℃1220119011701180灰熔化溫度FT℃12801280120012601230灰成份分析：二氧化硅SiO2%53.8358.5849.6845.4145.44三氧化二鋁Al2O3%22.0321.7522.1320.4720.09三氧化二鐵Fe2O3%7.786.038.939.598.35二氧化鈦TiO2%0.760.610.81.140.64氧化鈣CaO%6.754.378.8610.189.28氧化鎂MgO%2.82.053.464.064.2氧化鉀K2O%1.441.451.41.452.18氧化鈉Na2O%0.690.760.650.710.44三氧化硫SO32.51.92.745.15.83二氧化錳MnO20.1210.120.1340.12其它1.2992.381.2161.773.552.2煤樣低位發(fā)熱量固定炭全水分分析水分揮發(fā)份灰份氫含量時(shí)間1406745.326.27.4429.817.44.21.192426045.224.35.6632.216.84.51.2340724528.58.663214.24.791.23440554525.43.9831.519.44.431.285359642.327.38.7325.123.72.91.296427349.228.210.829.110.743.851.3注：以上煤質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)自電廠。2.3燃燒系統(tǒng)鍋爐采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)，配置五臺(tái)中速磨，燃燒器四角布置，切圓燃燒方式。2.3.1燃用設(shè)計(jì)和校核煤種、鍋爐最大連續(xù)出力（BMCR）時(shí)燃燒器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)煤種二次風(fēng)速度m/s48.95二次風(fēng)溫度C341二次風(fēng)率（含爐膛漏風(fēng)）%78.82二次風(fēng)中周界風(fēng)比率%25一次風(fēng)溫度C70一次風(fēng)速度m/s20一次風(fēng)率%21.18燃燒器一次風(fēng)阻力Pa500燃燒器二次風(fēng)計(jì)算阻力Pa850燃燒器二次風(fēng)設(shè)定阻力Pa1000一次風(fēng)噴嘴間距mm15302.3.2燃燒器本燃燒器是采用引進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)和制造，燃燒器布置在四角上，為四角切圓燃燒系統(tǒng)。燃燒器箱殼由隔板分成若干風(fēng)室。各風(fēng)室出口處布置噴嘴，風(fēng)室的入口處布置二次風(fēng)門(mén)擋板。頂部二次風(fēng)噴嘴、SOFA噴嘴為手動(dòng)，單獨(dú)擺動(dòng)。其它一、二次風(fēng)噴嘴按協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)給定的信號(hào)同步、成組上下擺動(dòng)。鍋爐存在主要問(wèn)題針對(duì)東勝熱電廠鍋爐存在的主要問(wèn)題，煙臺(tái)龍?jiān)幢本┓止具M(jìn)行了摸底試驗(yàn)，主要結(jié)論如下：3.1.NOx排放較高國(guó)電東勝發(fā)電廠鍋爐自投產(chǎn)以來(lái)，NOx排放一直較高，達(dá)450-600mg/Nm3，超出國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)要求。摸底試驗(yàn)表明是燃燒器設(shè)計(jì)不合理、燃盡風(fēng)量不準(zhǔn)確所致。3.2.首先，由于水分的增加降低了磨煤機(jī)的干燥出力，為了滿足帶負(fù)荷要求，必須增加磨煤機(jī)的通風(fēng)量來(lái)維持磨煤機(jī)出力，這樣就造成磨煤機(jī)通風(fēng)量大幅度增加，從而導(dǎo)致一二次風(fēng)率分配的嚴(yán)重失調(diào)。設(shè)計(jì)一次風(fēng)率是21.18%，而實(shí)際運(yùn)行風(fēng)率大約在40%，如此大的一次風(fēng)率造成磨煤機(jī)筒體嚴(yán)重磨損。其次，一次風(fēng)率的增大，降低了二次風(fēng)率，再加上鍋爐結(jié)焦，干除渣的設(shè)計(jì)漏風(fēng)很難冷卻大量的熔融爐渣，不得已被迫增加爐底漏風(fēng)，這樣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器的二次風(fēng)量進(jìn)一步減少，這就表現(xiàn)出送風(fēng)機(jī)的一直維持在很低的出力運(yùn)行，同時(shí)也造成排煙溫度升高。最后，由于燃煤中外在水分太高，導(dǎo)致磨煤機(jī)出口溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值（熱一次風(fēng)溫在滿負(fù)荷工況下低于設(shè)計(jì)值，即便達(dá)到設(shè)計(jì)值，當(dāng)燃用目前的煤種時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠），這樣會(huì)導(dǎo)致煤粉著火推遲，容易引起主燃燒區(qū)域上部結(jié)焦。因此，一次風(fēng)熱風(fēng)溫度的限制是解決這一問(wèn)題的瓶頸。3.3.爐膛存在較嚴(yán)重的結(jié)渣現(xiàn)象鍋爐爐膛部分存在嚴(yán)重的結(jié)渣現(xiàn)象，爐膛結(jié)焦的直接原因是灰的熔點(diǎn)太低，實(shí)際燃用煤種的灰熔點(diǎn)和設(shè)計(jì)煤種的灰熔點(diǎn)偏差不大，都接近1200℃。另外，燃燒器設(shè)計(jì)及爐內(nèi)燃燒組織的不合理也是造成鍋爐結(jié)渣的另一原因，燃燒器采用的是上海鍋爐廠引進(jìn)CE公司的LNCFSII低NOX燃燒技術(shù)，3.4主、再熱器減溫水過(guò)大該爐存在主、再熱器減溫水流量過(guò)大的問(wèn)題。我們綜合分析認(rèn)為造成主、再熱器減溫水流量過(guò)大的原因仍然是鍋爐爐膛內(nèi)存在嚴(yán)重結(jié)渣。由于爐膛內(nèi)的結(jié)渣，覆蓋大面積的冷壁，使水冷壁吸熱減少，從而爐膛出口的煙溫升高，另外由于爐內(nèi)吸熱量減少，為達(dá)到滿出力，被迫投更多的燃料，使?fàn)t出口溫度更進(jìn)一步升高，主再熱器減溫水量過(guò)大以及低溫受熱面管壁超溫的情況都是這一問(wèn)題的具體體現(xiàn)。因此，鍋爐爐膛結(jié)渣的問(wèn)題如果得到解決，這一問(wèn)題也相應(yīng)得到緩解。3.5火焰中心偏離爐膛幾何中心爐內(nèi)燃燒溫度的不均勻性以及爐膛結(jié)渣傾向于某一側(cè)或者某一個(gè)角的現(xiàn)象充分說(shuō)明，爐內(nèi)火焰中心偏離爐膛幾何中心。造成這種偏差有設(shè)計(jì)方面原因，四角一次風(fēng)射流角度偏差較大，向火側(cè)和背火側(cè)補(bǔ)氣不平衡；還有運(yùn)行上的原因，因?yàn)樗慕且淮物L(fēng)動(dòng)量偏差引起，如果不對(duì)一次風(fēng)做出有效調(diào)整，而一味的采用調(diào)偏二次風(fēng)的辦法，會(huì)使問(wèn)題變得更加嚴(yán)重。3.6爐底漏風(fēng)太大鍋爐機(jī)組的除渣方式為干除渣，爐膛結(jié)渣后，渣量增大，落渣的冷卻和除去都變的非常困難，開(kāi)大檢查孔來(lái)冷卻爐渣是唯一的辦法，這樣爐底的漏風(fēng)很大。大量的冷風(fēng)從爐底漏入，一方面抬高了火焰中心高度，另一方面，使得通過(guò)預(yù)熱器的二次風(fēng)量減少，造成結(jié)渣加劇、主再熱氣溫失控、飛灰可燃物含碳量上升、低溫受熱面管壁超溫、排演溫度升高以及鍋爐效率下降等等。主要問(wèn)題分析東勝電廠煤質(zhì)屬于易著火、易燃盡的煙煤，由于揮發(fā)份較高，燃燒器設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)采用低NOx燃燒器、空氣分級(jí)等技術(shù)手段控制NOx排放。參照我公司雙尺度燃燒器改造業(yè)績(jī)，對(duì)燃燒器進(jìn)行綜合改造，以東勝?gòu)S鍋爐爐膛條件及煤質(zhì)條件，可以實(shí)現(xiàn)較低的NOx排放水平，同時(shí)可解決爐內(nèi)結(jié)渣、汽水參數(shù)異常等問(wèn)題。東勝電廠鍋爐燃燒器設(shè)計(jì)上采用了LNCFSII低NOx燃燒器技術(shù)思想，屬于較先進(jìn)的燃燒技術(shù)路線，但由于設(shè)計(jì)時(shí)某些參數(shù)采用的程度有誤或不到位，致使鍋爐NOx排放較高及其它相關(guān)問(wèn)題出現(xiàn)，影響了鍋爐正常安全運(yùn)行。初步摸底試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鍋爐存在諸如結(jié)渣、減溫水量大、爐底漏風(fēng)量大等問(wèn)題，影響了鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)鍋爐存在的主要問(wèn)題進(jìn)行綜合性分析，我們認(rèn)為核心問(wèn)題是燃燒器設(shè)計(jì)不妥所致，通過(guò)我公司對(duì)東勝電廠兩臺(tái)爐進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)摸底試驗(yàn)表明，東勝電廠兩臺(tái)鍋爐燃燒器進(jìn)行雙尺度技術(shù)改造，可同時(shí)解決NOx排放量高、結(jié)渣嚴(yán)重、減溫水量高等問(wèn)題。燃燒器設(shè)計(jì)不妥還導(dǎo)致鍋爐爐膛目前嚴(yán)重結(jié)渣，水冷壁被覆蓋，必然帶來(lái)鍋爐蒸發(fā)受熱面吸熱能力下降，所以爐膛出口煙溫水平上升，而吸熱能力下降后為保證蒸發(fā)量，必然要多投入燃料，更進(jìn)一步使?fàn)t出口煙溫升高，主再熱器吸熱量偏大，結(jié)果造成主再熱器超溫，減溫水量大。鍋爐嚴(yán)重結(jié)渣還會(huì)帶來(lái)爐底排渣量大，由于爐底落渣冷卻的需要，必使?fàn)t底大量冷風(fēng)漏入爐內(nèi)，干擾了爐內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)，燃燒中心上移，動(dòng)力場(chǎng)偏斜等。爐內(nèi)如果結(jié)大渣對(duì)設(shè)備的安全性也會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此，解決問(wèn)題要抓住主要矛盾，重點(diǎn)放在鍋爐現(xiàn)有燃燒器改造上，通過(guò)燃燒器改造實(shí)現(xiàn)降低NOx、防結(jié)渣、高效安全運(yùn)行多功能一體化。煤質(zhì)分析東勝電廠設(shè)計(jì)及校核煤均為高揮發(fā)份的煙煤，采用低NOx技術(shù)手段易于實(shí)現(xiàn)較低的NOx排放。綜合指數(shù)結(jié)渣判別法：R=1.24B/A+0.28SiO2/AL2O3-0.0023ST-0.019G+5.4其中：B/A=(CaO+MgO+Fe2O3+Na2O+K2O)/(SiO2+AL2O3+TiO2)G=100SiO2/(SiO2+Fe2O3+CaO+MgO)計(jì)算得：R設(shè)計(jì)煤=2.2，R校核煤=2.1；可以認(rèn)為設(shè)計(jì)煤種及校核煤種均為較易結(jié)渣煤種。無(wú)論是設(shè)計(jì)煤質(zhì)還是校核煤質(zhì)，其軟化溫度ST均較低，小于1260℃，屬于易結(jié)渣煤。燃燒器改造爐膛參數(shù)分析針對(duì)廠方提供的燃盡煤質(zhì)，原燃燒器在設(shè)計(jì)上考慮了防止結(jié)焦的手段，在爐膛尺寸上采用了較小的QA、QV，這些都是控制結(jié)焦的積極手段。表4-1爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比

單位大同4#爐(670T/H)京能1#爐(670T/H)媽灣1#爐東勝電廠煤質(zhì)灰份Aar%3632.219.7712.91揮發(fā)份Var%232523.224.46低位熱值Qnet,arKj/kg17560184502244123120爐型爐膛截面mm×mm10880×1192011660×1166014059×1179014022×13640爐膛容積m3423841117275爐膛高度mm4920049180容積熱負(fù)荷Kw/m3133.3138.3112.8103.1截面熱負(fù)荷Kw/m24378.1418152054658大屏下沿高m3635.84347.4燃盡高度m1820.2除渣方式

濕排渣,干排渣濕排渣效果防結(jié)渣爐內(nèi)無(wú)結(jié)渣爐內(nèi)無(wú)結(jié)渣爐內(nèi)無(wú)結(jié)渣目標(biāo)：徹底解決結(jié)渣問(wèn)題NOx300mg/Nm3最低260mg/Nm3330（300）（目標(biāo)）mg/Nm3表4-2爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)取值范圍對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)推薦值：*容積負(fù)荷qv=90-118kw/m3截面負(fù)荷qF=3.8-5.1MW/m2燃盡高度：h=16-2設(shè)計(jì)值：容積負(fù)荷qv=103.1kw/m3截面負(fù)荷qF=4.658MW/m2燃盡高度：h=20.2從鍋爐結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)看，東勝電廠鍋爐具有較大的爐膛容積、較大的爐膛截面，足夠的燃盡高度，各項(xiàng)參數(shù)均優(yōu)于媽灣1號(hào)鍋爐（300MW），媽灣1號(hào)爐在實(shí)施燃燒器改造后，NOx排放最低可達(dá)130mg/Nm3，平均達(dá)220mg/Nm3，防結(jié)渣功能更為突出，燃燒器改造后在全燒易結(jié)渣的神華煤情況下，爐內(nèi)完全不結(jié)渣，該爐由改前只能摻燒神華煤到改造后可全燒神華煤。從媽灣1號(hào)爐與東勝1-2號(hào)爐對(duì)比可以看出，東勝電廠鍋爐結(jié)構(gòu)參數(shù)更優(yōu)，可以綜合采用爐內(nèi)低NOx燃燒技術(shù)措施，建立較大的還原區(qū)。通過(guò)燃燒器改造可以實(shí)現(xiàn)較大幅度地降低NOx排放及防結(jié)渣。燃燒器結(jié)構(gòu)及布置東勝電廠1-2號(hào)爐燃燒器主體采用了均等配風(fēng)布置，在主燃燒器上方布置兩層分離OFA噴口，沿爐膛截面，采用了目前較為流行的CFSII配風(fēng)方式，偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)，一二次風(fēng)反向切圓。但在實(shí)際運(yùn)行中，燃盡風(fēng)量達(dá)不到低NOx所要求風(fēng)量，NOx排放水平仍然較高，偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)的角度過(guò)大，與一次風(fēng)的混合偏晚，直接造成了火焰中心上移至SOFA下部，煤粉集中在此區(qū)域劇烈反應(yīng)，峰值溫度較高，對(duì)于防止結(jié)焦產(chǎn)生了不利因素。另外，強(qiáng)烈的偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)在爐內(nèi)形成了較大的切園，直接增加了煤粉氣流沖向水冷壁的可能性。制粉系統(tǒng)因素由于煤粉水分大及預(yù)熱器出口風(fēng)溫不夠，造成一次風(fēng)率偏高，造成煤著火初期NOx排放就高。同時(shí)采用了穩(wěn)燃性能較差的EI噴口，煤粉氣流著火被推遲，使火焰中心向上移，大量煤粉集中在主燃燒器上部燃燒，此處爐溫較高，易造成結(jié)渣。因此，采用穩(wěn)燃噴口，強(qiáng)化著火，也是解決本鍋爐內(nèi)結(jié)渣一種輔助手段。雙尺度防結(jié)渣燃燒器改造方案國(guó)內(nèi)外在降低鍋爐NOX排放方面進(jìn)行的工作大致可分為3個(gè)方面：鍋爐燃燒技術(shù)的改進(jìn)、無(wú)催化情況下向爐內(nèi)噴氨水、有催化物的氨水噴射系統(tǒng)。后兩類(lèi)技術(shù)都是在鍋爐燃燒生成NOx以后，用氨來(lái)還原NOX。這不僅增加設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，還可能引起預(yù)熱器等鍋爐尾部受熱面的堵塞等。因此，要降低NOX的排放量，更有效的方法是改進(jìn)爐內(nèi)燃燒狀況。根據(jù)環(huán)保部即將頒布的2010年版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（見(jiàn)附件2征求意見(jiàn)稿）及配套的《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》（見(jiàn)附件3征求意見(jiàn)稿）中建議，火電廠應(yīng)采用低氮燃燒技術(shù)作為氮氧化物控制的首選技術(shù)，當(dāng)采用低氮燃燒技術(shù)后，氮氧化物排放濃度不達(dá)標(biāo)或不滿足總量要求時(shí)，再建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施。爐內(nèi)燃燒過(guò)程N(yùn)Ox生成主要有三種類(lèi)型，燃料型、熱力型及快速型三種，燃料型NOx約占80-90%，是各種低NOx技術(shù)控制的主要對(duì)象。其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NOx生成量很少。本次改造將采取的相關(guān)措施控制燃料型及熱力型NOx的生成。因?yàn)槿剂闲蚇Ox占總量的80-90%，是燃燒器改造主要控制對(duì)象，一般有低NOx燃燒器、低過(guò)量空氣系數(shù)、燃料及空氣分級(jí)、煙氣再循環(huán)等技術(shù)手段。特別是空氣分級(jí)技術(shù)，因?yàn)檩^易實(shí)施，無(wú)需再燃燃料等，得到普遍應(yīng)用。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已發(fā)展多種空氣分級(jí)技術(shù)，從結(jié)構(gòu)上歷經(jīng)了OFA（頂部燃盡風(fēng)）→CFSI-III（偏折二次風(fēng)）→LNCFS（前兩項(xiàng)復(fù)合）系統(tǒng)→TFS2000系統(tǒng)（多級(jí)OFA加CFSI等）及MACT系統(tǒng)等。但是由于我國(guó)煤質(zhì)復(fù)雜，燃煤多變，國(guó)外某些先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)應(yīng)用往往易出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣，飛灰含碳量較高等問(wèn)題。因?yàn)椴捎每諝夥旨?jí)以后，一部分空氣被分離至燃燒器頂部作為燃盡風(fēng)，主燃燒器區(qū)域煤粉燃燒時(shí)可能局部嚴(yán)重缺氧出現(xiàn)還原性氣氛，使灰熔點(diǎn)降低，水冷壁結(jié)渣加劇，水冷壁也可能出現(xiàn)高溫腐蝕的可能性。另外由于局部嚴(yán)重缺氧煤粉燃燒被抑制，飛灰可燃物極易升高，鍋爐效率下降。因此，采用低NOx燃燒技術(shù)措施后NOx得到控制，但可能同時(shí)出現(xiàn)結(jié)渣、腐蝕及飛灰可燃物升高帶來(lái)鍋爐效率下降的問(wèn)題。綜上所述，上述低NOx措施及其所引發(fā)的現(xiàn)象均發(fā)生在爐膛大空間內(nèi)，燃燒器改造時(shí)必須以爐膛大空間為對(duì)象，要有“大局觀”，將防結(jié)渣、防腐蝕、高效燃燒作為降低NOx前提條件綜合考慮，而不是把注意力簡(jiǎn)單地放在某個(gè)或幾個(gè)一次風(fēng)噴口上，因?yàn)榧词顾械囊淮物L(fēng)都采用了濃淡燃燒器，其降低NOx比例最多只有15-20%，效果非常有限，這一點(diǎn)已為我們多臺(tái)鍋爐的改造業(yè)績(jī)所證明。東勝電廠設(shè)計(jì)及燃用煤質(zhì)為揮發(fā)份較高較易燃盡的煙煤，較適合于采用雙尺度特點(diǎn)的空氣分級(jí)等措施降低NOx技術(shù)，但考慮到燃用灰熔點(diǎn)較低的煤種，制定改造方案時(shí)特別注意防止改造后鍋爐結(jié)渣，降NOx的同時(shí)防止局部區(qū)域出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣及高溫腐蝕的傾向發(fā)生，并保持較高的鍋爐效率。我公司的雙尺度低NOx燃燒技術(shù)以爐膛大空間作為對(duì)象，通過(guò)對(duì)燃燒器進(jìn)行雙尺度特點(diǎn)的布置，可同時(shí)具有防渣、防腐、高效穩(wěn)燃，超低NOx排放，多功能一體化技術(shù)，已有數(shù)十臺(tái)成功應(yīng)用業(yè)績(jī)，是一項(xiàng)成熟的低NOx燃燒技術(shù)。雙尺度防結(jié)渣低NOx燃燒技術(shù)以爐內(nèi)影響燃燒的兩大關(guān)鍵尺度(爐膛空間尺度和煤粉燃燒過(guò)程尺度)為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象,全面實(shí)施系統(tǒng)優(yōu)化，達(dá)到防渣、燃盡、低NOx一體化的目的。首先將爐內(nèi)大空間整體作為對(duì)象，通過(guò)爐內(nèi)射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內(nèi)中心區(qū)形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區(qū)域，同時(shí)爐膛近壁區(qū)形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區(qū)域，使在空間尺度上中心區(qū)和近壁區(qū)三場(chǎng)(溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)及顆粒濃度場(chǎng))特性差異化。在燃燒過(guò)程尺度上通過(guò)對(duì)一次風(fēng)射流特殊組合，采用低NOx噴口或等離子體燃燒器，熱煙氣回流等技術(shù)，強(qiáng)化煤粉燃燒、燃盡及NOx火焰內(nèi)還原，并使火焰走向可控，最終形成防渣、防腐、低NOx及高效穩(wěn)燃多種功能的一體化。雙尺度技術(shù)是從解決真型爐存在的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，經(jīng)多年對(duì)真型爐爐內(nèi)燃燒三場(chǎng)特性系統(tǒng)測(cè)試總結(jié)歸納而成的，對(duì)爐內(nèi)相關(guān)燃燒的特性規(guī)律有獨(dú)到認(rèn)知，逐步形成了獨(dú)特的綜合解決爐內(nèi)結(jié)渣、腐蝕、高NOx排放等技術(shù)體系，并經(jīng)多年逐步深入完善和發(fā)展，前后歷經(jīng)多個(gè)發(fā)展階段，目前已是一項(xiàng)成熟的實(shí)用性強(qiáng)的技術(shù)，已在多臺(tái)鍋爐上成功應(yīng)用，在低NOx方面已達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。通過(guò)對(duì)爐內(nèi)三場(chǎng)特性的認(rèn)知，采用一種空氣與燃料射流特征組合，設(shè)法擴(kuò)大兩大區(qū)域三場(chǎng)特性的差異，爐膛中心形成了“中心區(qū)”有較高煤粉濃度、較高溫度、適宜氧濃度、較高燃燒強(qiáng)度，爐膛近壁區(qū)形成為較低溫度、較低CO濃度、較高O2濃度（沿程逐步摻入中心區(qū)）和有利于阻止灰粒附壁，延長(zhǎng)了冷卻路徑的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。在煤粉燃燒過(guò)程尺度上優(yōu)化了燃燒不同階段三場(chǎng)特性差異，使火焰邊部可控可調(diào)，保證近壁區(qū)三場(chǎng)特性利于防渣。采用雙尺度技術(shù)后，水冷壁得到重點(diǎn)保護(hù)，爐膛不結(jié)渣、可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間爐膛不吹灰。采用低NOx燃燒器、一次風(fēng)噴口集中且濃淡組合、接力熱回流環(huán)渦穩(wěn)燃等技術(shù)手段，在燃燒過(guò)程尺度上利用熱力與動(dòng)力不對(duì)稱性原理使三種動(dòng)渦連續(xù)相扣，特別是噴口處煤粉熱解著火后碳的著火燃燒區(qū)段的三場(chǎng)特性利于與爐中心復(fù)合射流大渦的復(fù)合連接。環(huán)渦內(nèi)碳粒有較高的內(nèi)回流率延長(zhǎng)了在環(huán)渦內(nèi)停留時(shí)間，顯著提高了環(huán)渦內(nèi)碳燃燒發(fā)熱量，這是熱量積累主要來(lái)源。環(huán)渦穩(wěn)燃、著火、碳燃燒、碳燃盡全過(guò)程鏈環(huán)穩(wěn)固，這是優(yōu)于單純噴口穩(wěn)燃的原因所在。雙尺度煤粉燃燒技術(shù)在上述兩個(gè)前提條件保障下，低NOx技術(shù)手段可以應(yīng)用得深入到位，是實(shí)現(xiàn)超低NOx排放的重要前提。（（c）環(huán)渦穩(wěn)燃技術(shù)示意圖（b）雙還原氧化區(qū)（a）雙區(qū)燃燒示意圖圖5-1雙尺度低NOx燃燒系統(tǒng)原理示意圖根據(jù)本次摸底試驗(yàn)的結(jié)果，針對(duì)目前鍋爐運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并根據(jù)雙尺度燃燒技術(shù)的基本原理，制定了本方案。與原燃燒器相比，主要有以下特點(diǎn)：本方案主要根據(jù)雙尺度燃燒技術(shù)的低NOx復(fù)合強(qiáng)防渣原理進(jìn)行，對(duì)空間尺度和過(guò)程尺度進(jìn)行深度優(yōu)化。針對(duì)目前鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況，對(duì)燃燒器進(jìn)行重新的結(jié)構(gòu)布局，在空間尺度上進(jìn)行優(yōu)化。改進(jìn)燃盡風(fēng)分配比例，改變主燃燒器區(qū)一二次風(fēng)射流方向，針對(duì)易于結(jié)焦的區(qū)域進(jìn)行煤粉控制燃燒，強(qiáng)調(diào)消除爐內(nèi)燃燒的峰值溫度，更加均勻化的溫度場(chǎng)分布。同時(shí)，對(duì)煤粉燃燒的過(guò)程尺度進(jìn)行控制，力求對(duì)鍋爐高經(jīng)濟(jì)性的追求。5.1低NOx燃燒系統(tǒng)改造方案采用雙尺度燃燒技術(shù)及雙尺度分區(qū)優(yōu)化調(diào)試方法組合技術(shù)，調(diào)試方法在改造后實(shí)施。結(jié)合鍋爐目前狀況及改造目標(biāo)進(jìn)行充分分析，參考以往成功經(jīng)驗(yàn)，我們擬采用低NOx雙尺度燃燒技術(shù)對(duì)鍋爐進(jìn)行低NOx改造，就是在射流空間分布（空間尺度）及燃燒過(guò)程控制實(shí)現(xiàn)（過(guò)程尺度）上采取措放。具體措施如下：1）縱向三區(qū)布置-高位燃盡風(fēng)SOFA圖2-1.縱向三區(qū)分布示意圖上兩層一次風(fēng)標(biāo)高保持不變，下三層一次風(fēng)整體下移，原最下兩層為等離子燃燒器，因此下組燃燒器設(shè)計(jì)為不擺動(dòng)，最下層燃燒器與冷灰斗拐點(diǎn)距離可進(jìn)一步縮?。ㄏ乱淮物L(fēng)距離冷灰斗拐點(diǎn)距離>3.5米，滿足規(guī)范要求），上組燃燒器保持?jǐn)[功能，兩組之間有足夠的距離，防止局部切圓偏大。原燃燒器已有燃盡風(fēng)系統(tǒng)保持不變，其下面四角或爐墻上再增加兩層高位燃盡風(fēng)，使燃盡風(fēng)總風(fēng)量20-30%且可調(diào)，燃盡風(fēng)采用多噴口多角度射入，沿高度方向從下至上形成三大區(qū)域，分別為氧化還原區(qū)（總風(fēng)量的70-80%）、主還原區(qū)、燃盡區(qū)。由于有較大燃盡風(fēng)量的存在，主燃燒器區(qū)存在氧化還原交替存區(qū)，氧化有助于煤粉初期燃燒，升高爐溫，促進(jìn)煤粉燃盡，但會(huì)產(chǎn)生較多的NOx，局部還原區(qū)可以初步還原產(chǎn)生的NOx，使NOx在初始燃燒時(shí)就得到抑制。主還原區(qū)內(nèi)已生成的NOx得到充分還原，燃盡區(qū)內(nèi)將作為燃盡風(fēng)的二次風(fēng)及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)，促進(jìn)焦碳最后燃盡。通過(guò)縱向三區(qū)布置，形成縱向空氣分級(jí)，NOx將得到極大抑制，飛灰可燃物也會(huì)得到控制。由于實(shí)現(xiàn)縱向空氣分級(jí)，相對(duì)地燃燒器區(qū)域有所擴(kuò)大，燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷降低，爐內(nèi)溫度峰值降低，可以減少或消除熱力型NOx產(chǎn)生。2）橫向雙區(qū)布置-貼壁風(fēng)等技術(shù)措施圖5-2.燃燒器橫向雙區(qū)布置示意圖針對(duì)燃用煤質(zhì)，重新調(diào)整布局爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)。將燃燒器#2、4角一次風(fēng)射流統(tǒng)一調(diào)整為直徑為450mm的假想切園，#1、3角一次風(fēng)對(duì)沖，調(diào)整后的射流角度有利于緩解背火側(cè)補(bǔ)氣條件差，氣流沖壁的狀況。二次風(fēng)由原來(lái)大角度偏置改為小角度偏置，與一次風(fēng)偏置角度在4-5度角之間，保證爐內(nèi)切圓方向不變，二次風(fēng)初始偏離并能很快與一次風(fēng)摻混并在爐內(nèi)中心區(qū)域燃燒。部分兩層一次風(fēng)之間還會(huì)布置我公司特有的貼壁風(fēng)噴口，形成橫向空氣分級(jí)。這種橫向布置，可使一次風(fēng)初始燃燒時(shí)，二次風(fēng)不能過(guò)早混合進(jìn)來(lái)，形成缺氧燃燒，在火焰內(nèi)就進(jìn)行NOx還原，抑制NOx產(chǎn)生。在火焰末端，二次風(fēng)再及時(shí)摻混合進(jìn)來(lái)，使缺氧燃燒時(shí)產(chǎn)生的焦炭再燃燒。橫向空氣分級(jí)與縱向空氣分級(jí)一起形成空間空氣分級(jí)。3）低NOx燃燒器一次風(fēng)設(shè)計(jì)噴口為上下濃淡分離形式，中間加裝穩(wěn)燃鈍體形式，濃淡燃燒除可降低NOx外，還可對(duì)煤粉穩(wěn)燃、提前著火有積極作用。同時(shí)鈍體能優(yōu)先增加卷吸的高溫?zé)煔饬?，進(jìn)一步強(qiáng)化穩(wěn)燃。圖5-3.濃淡燃燒低NOx原理圖4）節(jié)點(diǎn)功能區(qū)的建立將下兩層一次風(fēng)設(shè)計(jì)為上濃下淡燃燒器噴口，上層一次風(fēng)布置為下濃上淡一次風(fēng)噴口，兩層一次風(fēng)噴口中間的二次風(fēng)小角度與一次風(fēng)射流偏置，同時(shí)布置貼壁風(fēng)噴口。這樣的噴口組合，同時(shí)具有穩(wěn)燃、降低NOx的作用，將中間二次風(fēng)和貼壁風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)大，可實(shí)現(xiàn)NOx和飛灰可燃物同時(shí)降低。貼壁風(fēng)貼壁風(fēng)中間二次風(fēng)一次風(fēng)貼壁風(fēng)噴口節(jié)點(diǎn)貼壁風(fēng)貼壁風(fēng)中間二次風(fēng)一次風(fēng)貼壁風(fēng)噴口節(jié)點(diǎn)功能區(qū)圖5-4.節(jié)點(diǎn)功能區(qū)示意圖圖5-5.中間二次風(fēng)及貼壁風(fēng)門(mén)開(kāi)度對(duì)NOx和飛灰可燃物的影響5）上層一次風(fēng)下移，可相對(duì)增大還原區(qū)空間5.2防結(jié)渣、防腐蝕措施1）橫向雙區(qū)布置通過(guò)一二次風(fēng)射流調(diào)整及布置獨(dú)特的貼壁風(fēng)，在爐膛截面上形成了三場(chǎng)特性截然不同的中心區(qū)與近壁區(qū)分布，中心區(qū)具有較高的煤粉濃度、較高的溫度和相對(duì)較高的氧濃度分布，而近壁區(qū)具有較低的溫度、較低的顆粒濃度和適宜的氧濃度，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)防止結(jié)渣及高溫腐蝕。一次風(fēng)在內(nèi)部形成更小且與爐內(nèi)主氣流相反的切圓時(shí)，更加易于控制煤粉氣流沖壁，熔融灰渣更難甩向水冷壁從而達(dá)到強(qiáng)防渣的效果。加裝貼壁風(fēng)在中二次風(fēng)和上二次風(fēng)增加雙尺度燃燒技術(shù)特有的附壁射流的貼壁風(fēng)噴口能有效提高近壁區(qū)域的氧化性氣氛，提高灰熔點(diǎn)，大大緩解爐膛的結(jié)渣。同時(shí)，作為水平斷面分級(jí)燃燒中后期摻混的一部分，貼壁風(fēng)可作為控制爐內(nèi)NOx的生成的有效手段?？v向空氣分級(jí)由于實(shí)現(xiàn)縱向空氣分級(jí)，相對(duì)地燃燒器區(qū)域有所擴(kuò)大，燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷降低，爐內(nèi)溫度峰值降低，可以有效防止燃燒器區(qū)域附所壁面結(jié)渣。4）主燃燒器區(qū)分上下兩組燃燒器分組后，改變了燃燒器的高寬比，中間射流偏轉(zhuǎn)變小，火焰貼壁現(xiàn)象可以減輕。相應(yīng)地增大了燃燒器區(qū)域面積，減小了此區(qū)域的溫度峰值，降低結(jié)渣的可能性。5.3穩(wěn)燃高效措施1）穩(wěn)燃型濃淡燃燒器如5.1所述，所有一次風(fēng)噴口改為上下濃淡噴口，濃相由于煤粉濃度較高，析出揮發(fā)份較多，更易實(shí)現(xiàn)早著火。并且濃淡相之間布置有較寬的波形鈍體結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化熱煙氣回流，實(shí)現(xiàn)早期著火。2）節(jié)點(diǎn)功能區(qū)建立再如5.1圖5-4所示，兩層一次風(fēng)及其之間的二次風(fēng)實(shí)現(xiàn)功能組合，通過(guò)一二次風(fēng)射流偏置，實(shí)現(xiàn)功能區(qū)內(nèi)的濃相與回流熱煙氣混合，促進(jìn)及早著火。3）多噴口多角度燃盡風(fēng)噴口圖5-6.燃盡風(fēng)多角度供風(fēng)示意圖在原有兩層燃盡風(fēng)基本上，增加兩層高位燃盡風(fēng)，其中一層運(yùn)行時(shí)可備用。新增的下兩層燃盡風(fēng)水平擺動(dòng)，上兩層燃盡風(fēng)可上下擺動(dòng)。通過(guò)燃盡風(fēng)噴口上下擺動(dòng)可控制爐膛出口煙溫水平。同時(shí)燃盡風(fēng)噴口還可實(shí)現(xiàn)水平擺動(dòng)，可向爐膛內(nèi)不同區(qū)域內(nèi)按需供風(fēng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛有效覆蓋，保證飛灰可燃物控制，降低飛灰可燃物含量，保證降低NOx同時(shí)取得較高的鍋爐經(jīng)濟(jì)性。4）一次風(fēng)逆向射流如圖1所示，一次風(fēng)射流切圓方向與爐內(nèi)切圓方向相反，一次風(fēng)實(shí)現(xiàn)逆向射流，及早與爐內(nèi)熱煙氣混合，混合后與爐內(nèi)熱煙氣一起旋轉(zhuǎn)上升，與爐內(nèi)切圓方向旋轉(zhuǎn)方向一致，增加了一次風(fēng)中的煤粉在爐內(nèi)燃盡時(shí)間，也可實(shí)現(xiàn)早著火、強(qiáng)化燃盡。中二次風(fēng)為水平擺動(dòng)中二次風(fēng)的主要作用是為煤粉燃燒的中期進(jìn)行補(bǔ)氧。所以中二次風(fēng)的摻混時(shí)間早晚對(duì)于抑制或促進(jìn)煤粉燃燒起著重要的作用。在方案設(shè)計(jì)中將中二次風(fēng)設(shè)計(jì)為水平擺動(dòng)，可認(rèn)為的對(duì)中二次風(fēng)的摻混時(shí)間進(jìn)行控制，進(jìn)一步對(duì)燃燒進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)在鍋爐的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性之間尋找平衡點(diǎn)。6）燃燒器整體下移500mm，增加燃盡高度，強(qiáng)化燃盡。5.4采用分區(qū)優(yōu)化調(diào)試方法長(zhǎng)期工程與研究開(kāi)發(fā)實(shí)踐總結(jié)，我公司采取如下技術(shù)途徑：改造前改造前診斷，模擬燃燒過(guò)程確定技術(shù)方案，燃燒器改造改造后分區(qū)優(yōu)化調(diào)試運(yùn)行考驗(yàn)改進(jìn)完善雙尺度燃燒過(guò)程的實(shí)現(xiàn)是由燃燒器改造與分區(qū)優(yōu)化調(diào)試法兩大途徑組成。燃燒器改造后采用我公司獨(dú)有的分區(qū)優(yōu)化調(diào)試方法進(jìn)行調(diào)試，使鍋爐改造達(dá)到最優(yōu)水平。性能保證降低NOx排放至200-240mg/Nm3左右，滿足環(huán)保要求。徹底解決鍋爐結(jié)渣問(wèn)題；主再熱汽溫正常；減溫水理大幅減少（接近設(shè)計(jì)值）；爐下排渣量減少，爐底漏風(fēng)減少；飛灰可燃物小于3.5%；鍋爐效率達(dá)設(shè)計(jì)值；改造范圍及工期表7-1改造范圍燃盡風(fēng)系統(tǒng)燃盡風(fēng)道風(fēng)道保溫風(fēng)道護(hù)板擋板風(fēng)箱風(fēng)門(mén)執(zhí)行器風(fēng)箱風(fēng)道擺動(dòng)機(jī)構(gòu)保溫護(hù)板燃盡噴口噴口管屏電纜主燃燒器一次風(fēng)噴口一次風(fēng)噴嘴體爐前一次風(fēng)彎頭二次風(fēng)噴口噴口管屏風(fēng)箱風(fēng)道擋板風(fēng)箱保溫護(hù)板擺動(dòng)機(jī)構(gòu)擺動(dòng)氣缸膨脹節(jié)風(fēng)門(mén)執(zhí)行器電纜設(shè)計(jì)需2個(gè)月時(shí)間，制造約1個(gè)半月時(shí)間，設(shè)備安裝需一個(gè)大修期完成，即50-55天時(shí)間。附件1.典型應(yīng)用業(yè)績(jī)介紹國(guó)電內(nèi)蒙古東勝熱電廠1-2號(hào)爐燃燒器改造方案說(shuō)明書(shū)煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司31/33我公司已成功對(duì)近20臺(tái)鍋爐進(jìn)行低氮改造，業(yè)主反應(yīng)鍋爐至今運(yùn)行穩(wěn)定，情況良好。同時(shí)實(shí)現(xiàn)防渣、防腐、高效穩(wěn)定燃燒、低NOx排放。主要業(yè)績(jī)表如下：機(jī)組名稱NOx排放濃度（O2=6%）NOx削減率結(jié)渣狀況吹灰狀況鍋爐效率鑒定與驗(yàn)收狀況西固#6爐220T/H320mg/m350%結(jié)渣問(wèn)題完全解決不吹灰92.2%已鑒定驗(yàn)收西固#7爐220T/H330mg/m349%結(jié)渣問(wèn)題完全解決不吹灰91.94%已鑒定驗(yàn)收西固#8爐220T/H322mg/m351%結(jié)渣問(wèn)題完全解決不吹灰92.23%已鑒定驗(yàn)收西固#9爐220T/H320mg/m352%結(jié)渣問(wèn)題完全解決不吹灰92.01%已鑒定驗(yàn)收西固#10爐220T/H340mg/m348%結(jié)渣問(wèn)題完全解決不吹灰92.31%已鑒定驗(yàn)收靖電#1爐670T/H384mg/m362%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題吹灰器已拆除92.24%鑒定并獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2002年）靖電#2爐670T/H374mg/m363%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題吹灰器已拆除92.36%鑒定并獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2002年）靖電#3爐670T/H380mg/m362%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題吹灰器已拆除93.01%鑒定并獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2002年）靖電#4爐670T/H372mg/m363%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題吹灰器已拆除92.35%鑒定并獲省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（2002年）大同#6爐670T/H391mg/m357%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題長(zhǎng)年不吹灰92.15%已驗(yàn)收，獲2005年度國(guó)電科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)大同#2爐670T/H386mg/m358%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題長(zhǎng)年不吹灰92%已驗(yàn)收大同#1爐670T/H388mg/m358.5%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題長(zhǎng)年不吹灰92.3%已驗(yàn)收大同#5爐670T/H360mg/m359%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題長(zhǎng)年不吹灰92.1%已驗(yàn)收大同#3爐670T/H320mg/m359%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題長(zhǎng)年不吹灰92.1%已驗(yàn)收永昌電廠410/T370mg/m350%不結(jié)渣定期吹灰92%已驗(yàn)收北京京能熱電公司#1爐670T/H平均320mg/m3最低可達(dá)260mg/m363%徹底解決結(jié)渣沾污問(wèn)題已不吹灰92.1%已驗(yàn)收大同#4爐670T/H平均300mg/m3最低可達(dá)270mg/m370%低NOx水平達(dá)到改造要求，不結(jié)渣長(zhǎng)時(shí)間不吹灰92%已驗(yàn)收媽灣電廠#300MW鍋爐130-240mg/m370%低NOx水平達(dá)到改造要求，不結(jié)渣長(zhǎng)時(shí)間不吹灰94%已鑒定驗(yàn)收2.重點(diǎn)改造業(yè)績(jī)說(shuō)明近期進(jìn)行的深圳媽灣電廠#1、#2鍋爐燃燒器改造詳細(xì)內(nèi)容如下：2.1鍋爐概況深圳媽灣發(fā)電總廠1、2號(hào)300MW鍋爐由哈爾濱鍋爐廠設(shè)計(jì)制造。鍋爐為HG-1025/18.2-YM6型、亞臨界壓力、一次中間再熱、控制循環(huán)、固態(tài)排渣汽包爐，采用平衡通風(fēng)，正壓直吹、四角切園燃燒方式。表1-1為鍋爐的主要設(shè)計(jì)性能參數(shù)。鍋爐燃燒室受熱面采用膜式水冷壁，水循環(huán)采用單汽包、控制循環(huán)、單段蒸發(fā)系統(tǒng)。鍋爐設(shè)有4級(jí)過(guò)熱器（低溫過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器、后屏過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器），3級(jí)再熱器（墻式輻射再熱器、屏式再熱器、末級(jí)再熱器），一級(jí)省煤器。在低溫過(guò)熱器和屏式過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器和高溫過(guò)熱器之間分別布置有一、二級(jí)過(guò)熱蒸汽噴水減溫器；在墻式再熱器入口布置有再熱器事故噴水減溫器。鍋爐89%MCR負(fù)荷時(shí)，各受熱面的熱力計(jì)算主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-2。鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)由一次風(fēng)系統(tǒng)、二次風(fēng)系統(tǒng)和對(duì)流煙道組成。配有兩臺(tái)軸流式送風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)軸流式引風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)軸流式一次風(fēng)機(jī)、兩臺(tái)容克式三分倉(cāng)空氣預(yù)熱器。表1-1鍋爐主要性能與設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)名稱單位MCR工況89%MCR定壓64%MCR滑壓59%MCR滑壓30%MCR1過(guò)熱蒸汽流量t/H10259106516053082過(guò)熱蒸汽出口壓力MPa18.317.2816.9413.917.163過(guò)熱蒸汽出口溫度℃5405405405405204再熱蒸汽流量t/H822.09737.75551.04513.7265.35再熱蒸汽進(jìn)口壓力MPa3.833.442.562.391.136再熱蒸汽出口壓力MPa3.623.252.412.251.067再熱蒸汽進(jìn)口溫度℃319.3313.9259.5305.92938再熱蒸汽出口溫度℃5405405405404839給水溫度℃279.6272.5253.2249.721210給水壓力MPa2018.717.815.07.8111給水流量t/H1025878.8596.8552.8290.412省煤器水阻MPa0.370.330.290.280.2413汽包設(shè)計(jì)壓力MPa20.614再熱器設(shè)計(jì)壓力MPa4.3515鍋爐效率（按低發(fā)熱值）%92.8692.9793.4293.5994.7116總?cè)济毫浚ò吹桶l(fā)熱值)t/H126.3114.485.980.542.517排煙溫度（修正前）℃136.1133.3116.7113.990.618排煙溫度（修正后)℃128.3125108.310578.919干煙氣損失%4.654.524.093.932.7220總熱損失%11.2711.1610.7310.579.521總煙氣量kg/h1304525118178694683987901643896122總風(fēng)量kg/h1204098109080887853481503040516923進(jìn)口煙氣溫度℃360351331.732027624出口一次風(fēng)溫℃31231029128525525出口二次風(fēng)溫℃322318298290.625926過(guò)熱器壓降MPa1.361.110.60.810.4127再熱器壓降MPa0.210.190.150.140.0528過(guò)?？諝庀禂?shù)%252534.132.82529爐膛容積熱負(fù)荷MJ/m3h406.1368.1276.4158.8136.730爐膛截面積熱負(fù)荷GJ/m3h18.7416.9212.711.926.2431上爐膛出口煙溫℃114611251068103980332下?tīng)t膛出口煙溫℃13371326129412461161注：1.鍋爐原設(shè)計(jì)的暖風(fēng)器已拆除2.上表所述的壓力均為表壓力表1-2熱力計(jì)算主要技術(shù)數(shù)據(jù)（89%MCR）序號(hào)名稱單位項(xiàng)目受熱面積煙溫?zé)熕俟べ|(zhì)溫度進(jìn)口出口進(jìn)口出口m2℃m/s℃1壁式再熱器365.91326313.9366.82頂棚過(guò)熱2361.83分割屏663.613261124408451.84后屏過(guò)熱器105511241021.76.7451.8515.85再熱器前屏15441021.7904.47.2366.8470.66水冷壁吊掛管537.07末級(jí)再熱器1797897.2812.89.0469.65408水冷壁排管2648.99末級(jí)過(guò)熱器2265795.6722.29.2504.654010過(guò)熱器排管188.8722.2713.39.2361.8362.711立式低溫過(guò)熱器1250713.3666.18.8404.3418.212汽冷吊掛管2203.813轉(zhuǎn)向室441.9658.9643.9363364.214水平低溫過(guò)熱器11445643.94409.3364.2404.315省煤器6052440351.18.6272.8298.92.2、燃煤特性鍋爐設(shè)計(jì)燃用晉北煙煤，校核煤為澳大利亞煤、安太堡煤。設(shè)計(jì)煤種與校核煤種的特性分析見(jiàn)表1-3。表1-3設(shè)計(jì)煤與校核煤特性類(lèi)別名稱符號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種晉北煙煤校核煤種Ⅰ澳大利亞煤校核煤種Ⅱ安太堡煤煤質(zhì)分析收到基碳Car%58.5667.0662.93收到基氫Har%3.363.844.27收到基氧Oar%7.285.388.22收到基氮Nar%0.791.381.12收到基硫Sar%0.630.470.87收到基灰分Aar%19.77±1013.614.19收到基水分Mt%9.61±38.38.4固有水分Wf%2.852.32.53可燃基揮發(fā)分Vr%32.31±531.9037.48低位發(fā)熱量Qnet,arkJ/kg224412568023326哈氏可磨系數(shù)HGI-57.615450灰的成份二氧化硅SiO2%50.4153.539.56三氧化鋁Al2O3%15.7337.538.88三氧化鐵Fe2O3%23.462.411.03氧化鈣CaO%3.930.74.8氧化鎂MgO%1.270.40.47氧化鈉Na2O%2.330.90.6氧化鉀K2O%三氧化硫SO3%0.43.3其它-%2.871.8灰熔點(diǎn)變形溫度DT℃1110>1600>1500軟化溫度ST℃1190>1600>1500熔化溫度MT℃1270>1600>1500流動(dòng)溫度FT℃>16003.3.3、改造前燃燒系統(tǒng)鍋爐配備6臺(tái)RPB-783型正壓直吹CE雷蒙式中速磨煤機(jī)，設(shè)計(jì)出力為31.9t/h，煤粉管內(nèi)一次風(fēng)速為26.67m/s，設(shè)計(jì)煤粉細(xì)度為200目篩通過(guò)量75%。每臺(tái)磨煤機(jī)為同層四支燃燒器供粉，每根一次風(fēng)粉管道上設(shè)有節(jié)流孔板。煤粉噴嘴自下而上分別為A、B、C、D、E、F共6層布置24個(gè)噴嘴。鍋爐采用四角切向布置擺動(dòng)式直流燃燒器，燃燒器布置方式見(jiàn)圖1-2：燃燒器一次風(fēng)、油風(fēng)室及下端部風(fēng)室二次風(fēng)射流中心線與前水冷壁夾角分別為36°和43°；部分輔助風(fēng)采取大偏斜的方式與一次風(fēng)同向送入爐內(nèi)，二次風(fēng)射流中心線與前水冷壁中心線夾角分別為14°和65°；燃燼風(fēng)以與一次風(fēng)反切的方式送入爐內(nèi)，射流中心線與前水冷壁中心線夾角分別為56°和23°。燃燒器在高度方向上均勻布置，在上端部風(fēng)室上面有兩層緊湊型燃燼風(fēng)室。燃燒器噴嘴可上下擺動(dòng)22°，二次風(fēng)噴嘴可上下擺動(dòng)30°，頂部風(fēng)噴嘴可作向上30°和向下5°的擺動(dòng)。各噴嘴采取整體聯(lián)動(dòng)方式調(diào)節(jié)上下的角度，以改變?nèi)紵行膮^(qū)的位置，用于調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)各輻射受熱面的吸熱量，從而調(diào)節(jié)再熱汽溫。燃燒器采用美國(guó)CE公司的寬調(diào)節(jié)比燃燒技術(shù)，利用煤粉管道進(jìn)入燃燒器一次風(fēng)噴嘴的彎頭的離心作用，一次風(fēng)氣流被分成上下濃淡兩部分，兩部分之間采用隔板隔開(kāi)，燃燒器出口處設(shè)有帶波紋型的穩(wěn)燃鈍體。燃燒器采用平衡通風(fēng)的大風(fēng)箱方式送風(fēng)，每角風(fēng)箱內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流和分隔板。每角二次風(fēng)箱又被分隔成6層燃料風(fēng)室、7層輔助風(fēng)室（含三層油風(fēng)室）及兩層燃燼風(fēng)室。一次風(fēng)約占總風(fēng)量的20.7%，二次風(fēng)約占74.3%。其中，燃料風(fēng)（周界風(fēng)）約占二次風(fēng)的27.89%，燃燼風(fēng)與輔助風(fēng)之和占二次風(fēng)的71.87%。表1-4爐膛結(jié)構(gòu)尺寸名稱單位數(shù)值爐膛寬度m14.059爐膛深度m11.790上層煤粉燃燒器中心至屏底距離m18.288燃燒器區(qū)域高度m7.322下層燃燒器至冷灰斗上沿距離m4.976爐膛容積m37275輻射受熱面（到分隔屏底）m21996輻射受熱面（到后屏入口）m23749輻射受熱面（到爐膛出口）m24338水冷壁管徑×壁厚mm44.5×5.5水冷壁管節(jié)距mm57.15表1-5燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值單只煤粉噴嘴熱功率（五臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行）kJ/h141.7×106單只煤粉噴嘴熱功率（六臺(tái)磨煤機(jī)運(yùn)行）kJ/h118.1×106二次風(fēng)速度m/s45.8二次風(fēng)溫度℃310二次風(fēng)率%74.3二次風(fēng)中周界風(fēng)份額%27.89二次風(fēng)中輔助風(fēng)份額%71.87（燃燼風(fēng)份額不詳）二次風(fēng)中燃燼風(fēng)份額%一次風(fēng)速度m/s25.02一次風(fēng)率%20.7燃燒器一次風(fēng)阻力mmH2O25.4燃燒器二次風(fēng)計(jì)算阻力mmH2O67.3一次風(fēng)噴嘴間距mm1272圖1-1鍋爐結(jié)構(gòu)側(cè)視圖圖1-2鍋爐燃燒器布置示意圖2.4、改造內(nèi)容媽灣發(fā)電總廠采用雙尺度燃燒技術(shù)系統(tǒng)（復(fù)合雙尺度分區(qū)優(yōu)化調(diào)試技術(shù)）對(duì)#1，#2機(jī)組鍋爐進(jìn)行低氮燃燒器改造。該技術(shù)系統(tǒng)原理是對(duì)高度非線性爐內(nèi)過(guò)程在空間和過(guò)程尺度二個(gè)尺度進(jìn)行溫度場(chǎng)，速度場(chǎng)，氣固和煙氣成份濃度場(chǎng)等三場(chǎng)特