低氮燃燒改造技術(shù)

低氮燃燒改造技術(shù)第一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日一、NOx的危害酸雨和硝酸鹽沉積光化學(xué)煙霧N2O破壞臭氧層NOx第二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日二、國(guó)標(biāo)對(duì)NOx排放的要求GB13223-1991：

《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》是1991年頒布，1992年開始實(shí)施的。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃煤電廠的二氧化硫允許排放量及煙塵允許排放濃度。沒有對(duì)NOx排放值進(jìn)行規(guī)定。GB13223-1996：

1996年修訂了該標(biāo)準(zhǔn)，代之以GB13223-1996《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)1997年1月1日以后的新擴(kuò)改建電廠，開始對(duì)NOx排放進(jìn)行限制。鍋爐額定蒸發(fā)量煤粉鍋爐液態(tài)排渣固態(tài)排渣≥1000t/h1000650第三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日二、國(guó)標(biāo)對(duì)NOx排放的要求GB13223-2003：國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2003年12月23日發(fā)布了GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,并于2004年1月1日開始實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃煤電廠的SO2允許排放量及煙塵允許排放濃度。對(duì)NOx排放進(jìn)行分時(shí)段限制。第四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日二、國(guó)標(biāo)對(duì)NOx排放的要求GB13223-2011：

2011年7月18日發(fā)布了GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，并于2012年1月1日開始實(shí)施，對(duì)NOx排放進(jìn)行更加嚴(yán)格的限制。

NOx排放標(biāo)準(zhǔn)值為100mg/m3。對(duì)于采用W型火焰鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐、2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過(guò)環(huán)評(píng)報(bào)告審批的電站鍋爐，NOx排放標(biāo)準(zhǔn)值為200mg/m3

。重點(diǎn)地區(qū)全部執(zhí)行100mg/m3。重點(diǎn)地區(qū)：根據(jù)環(huán)境保護(hù)工作的要求，在國(guó)土開發(fā)密度較高，環(huán)境承載能力開始減弱，或大氣環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱，容易發(fā)生嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問(wèn)題而需要嚴(yán)格控制大氣污染物排放的地區(qū)。第五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日三、控制NOx的技術(shù)措施第六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日四、低氮燃燒技術(shù)（一）NOx分類：

煤粉爐產(chǎn)生的NOx種類

NOx熱力型

NOx快速型

NOx熱力型

NOxNOx按生成原理分類

第七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日1、熱力型NOx燃燒時(shí)，空氣中氮在高溫下氧化：

隨著反應(yīng)溫度T的升高，其反應(yīng)速率按指數(shù)規(guī)律增加。當(dāng)T<1500℃時(shí)，NO的生成量很少，而當(dāng)T>1500℃，T每增加100℃，反應(yīng)速率增大6-7倍，亦即NO生成量增大6-7倍。當(dāng)溫度達(dá)到1600℃時(shí)，熱力型NOx的生成量可占爐內(nèi)NOx的生成總量的25％~30％第八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日2、快速型NOx

在碳?xì)浠衔锶剂先紵谌剂线^(guò)濃時(shí)，在反應(yīng)區(qū)附近會(huì)快速生成NOx。由于燃料揮發(fā)物中碳?xì)浠衔锔邷胤纸馍傻腃H自由基可以和空氣中N2反應(yīng)生成HCN和N，再進(jìn)一步與氧氣作用以極快的速度生成，其形成時(shí)間只需要60ms，所生成的量與爐膛壓力的0.5次方成正比,與溫度的關(guān)系不大。

快速型NOx生成量很少，在分析計(jì)算中一般可以不計(jì)，僅在燃用不含氮的碳?xì)淙剂蠒r(shí)才予以考慮。

以上兩種氮氧化物都不占NOx的主要部分，不是主要來(lái)源。第九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日3、燃料型NOx

由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成。由于煤的燃燒過(guò)程由揮發(fā)份燃燒和焦炭燃燒兩個(gè)階段組成，故燃料型NOx的形成也由氣相氮的氧化（揮發(fā)份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）兩部分組成。

燃料型NOx在煤粉燃燒NOx產(chǎn)物中占60－80％。

主要來(lái)源第十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日四、低氮燃燒技術(shù)二、影響NOx生成量的主要因素：

溫度燃料含氮量氧濃度

反應(yīng)時(shí)間第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日1、溫度：

溫度是影響最重要的一個(gè)因素，尤其是達(dá)到某溫度后，NOx的生成量與溫度成指數(shù)關(guān)系。該溫度稱為“邊界溫度”，在煤粉燃燒裝置常規(guī)氧量運(yùn)行條件下，這個(gè)“邊界溫度”大約為1300℃。第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日2、燃料含氮量：

燃燒時(shí)，燃料中的含氮成分與含氧物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的生成物有兩種可能：形成一氧化氮NO。與含氮的物質(zhì)反應(yīng)(主要是NO本身)形成氮分子，即燃料氮并非轉(zhuǎn)化為NO。

燃料成分對(duì)NOX生成的影響比較復(fù)雜，不但與含量有關(guān)，還因不同燃料會(huì)產(chǎn)生不同的燃燒溫度，而疊加上溫度的影響。第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日3、氧量：

一般而言，氧量過(guò)高將導(dǎo)致NOx生成量高，因?yàn)閰⑴c反應(yīng)的O2充足。但太高將由于溫度下降產(chǎn)生相反的影響。第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日4、反應(yīng)時(shí)間：

化學(xué)反應(yīng)需要一定的時(shí)間完成，右圖是甲烷+空氣燃燒時(shí)NOx生成量在不同溫度下與時(shí)間的關(guān)系。第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日（四）我廠#1爐低氮燃燒改造：四、低氮燃燒技術(shù)采用中心給粉旋流低NOx煤粉燃燒器技術(shù)將A層燃燒器下移一層在A、B層上部加裝燃盡風(fēng)層燃燼區(qū)主燃區(qū)燃燼風(fēng)燃燼風(fēng)B層C層D層A層E層第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日四、低氮燃燒技術(shù)（五）改造后對(duì)NOx的影響

：

燃燼風(fēng)層搶風(fēng)，分擔(dān)25%總風(fēng)量，二次風(fēng)箱送風(fēng)量減少對(duì)爐膛溫度起到冷卻作用A層燃燒器下移二次風(fēng)箱開度70-80%中心給粉旋流燃燒器火焰中心降低火焰短，燃燒距離短（火柱），燃燒面積縮小氧量降低爐膛溫度降低

NOx降低第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日五、SCR脫硝技術(shù)SCR:選擇性催化還原法脫硝技術(shù)

目前控制NOX排放技術(shù)最有效的方法。

SCR脫硝技術(shù)采用氨作為還原劑。反應(yīng)介質(zhì)氣氨經(jīng)空氣稀釋到安全濃度（5%體積濃度）以下后，被注入省煤器出口的煙氣通道中，與一定溫度下的鍋爐煙氣充分混合。混合后的煙氣、空氣及氨混合物流經(jīng)SCR反應(yīng)器中的催化劑層。在催化劑的作用下，煙氣中的NOx與氨在催化劑的表面發(fā)生充分的化學(xué)還原反應(yīng)生成N2和H2O，達(dá)到脫除煙氣中NOx的目的。

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日五、SCR脫硝技術(shù)第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日SCR煙氣脫硝工藝流程圖五、SCR脫硝技術(shù)氨罐氨蒸發(fā)器氨/空氣混合器稀釋風(fēng)機(jī)氨噴射格柵SCR

反應(yīng)器省煤器空預(yù)器液氨氨氣空氣氨/空氣混合煙氣氨/空氣/煙氣混合第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)

五、SCR脫硝技術(shù)液氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)氨氣制備系統(tǒng)氨空氣混合系統(tǒng)氨噴射系統(tǒng)SCR

反應(yīng)器系統(tǒng)廢水吸收處理系統(tǒng)事故噴淋系統(tǒng)氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

（一）液氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)五、SCR脫硝技術(shù)

液氨經(jīng)槽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，壓縮機(jī)從液氨儲(chǔ)罐中抽出氣氨，加壓后排入槽車。槽車中的液氨在壓差作用下被壓入液氨儲(chǔ)罐，循環(huán)往復(fù)，直至卸入儲(chǔ)罐中的液氨達(dá)到理想的液位。

我廠共有3個(gè)臥式貯氨罐，有效容積120m3每臺(tái)液氨儲(chǔ)罐及其進(jìn)出口管路均配有：安全閥、限流閥（過(guò)流保護(hù)）、氣動(dòng)關(guān)斷閥、排放閥、就地和遠(yuǎn)傳壓力、溫度、液位儀表，還配有氨泄漏檢測(cè)儀和聲光報(bào)警裝置第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日我廠氨區(qū)位置五、SCR脫硝技術(shù)氨區(qū)遠(yuǎn)離主廠房、辦公區(qū)以及人口密集的生活區(qū)布置，通過(guò)廠區(qū)氣氨管道與鍋爐房SCR脫硝裝置連接。液氨儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)有遮陽(yáng)棚，防止陽(yáng)光直射。第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日2、氨氣制備和供應(yīng)系統(tǒng)五、SCR脫硝技術(shù)

液氨儲(chǔ)罐中的液氨在壓差的作用下，進(jìn)入液氨蒸發(fā)器中被加熱蒸發(fā)為氣氨，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)至恒定壓力后，經(jīng)緩沖罐輸出至廠區(qū)氣氨管道。液氨蒸發(fā)器配置2臺(tái)，其中1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用。備用蒸發(fā)器處于熱態(tài)備用，以便啟動(dòng)時(shí)能迅速供氨，不影響機(jī)組的運(yùn)行。當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí)，通過(guò)液氨自身的壓力進(jìn)入蒸發(fā)器；當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，則采用液氨泵輸送液氨進(jìn)蒸發(fā)器。液氨泵選擇專用的液氨輸送泵，數(shù)量1用1備，以保證液氨的不間斷供應(yīng)。液氨蒸發(fā)器采用蒸汽加熱，加熱蒸汽從廠用輔助蒸汽源引接設(shè)計(jì)壓力1.6MPa，工作壓力0.9MPa設(shè)計(jì)溫度350℃，工作溫度320℃第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日3、氨/空氣混合系統(tǒng)氨/空氣混合系統(tǒng)主要包括：稀釋風(fēng)機(jī)和氨/空氣混合器。由氨氣緩沖罐輸出的氨氣和稀釋風(fēng)機(jī)鼓入的空氣在氨/空氣混合器混合，得到含5％左右氨氣的混合氣體，進(jìn)入SCR反應(yīng)器入口的氨噴射系統(tǒng)。五、SCR脫硝技術(shù)第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日4、氨噴射系統(tǒng)氨噴射系統(tǒng)包括：注氨分流調(diào)整系統(tǒng)、氨氣流量控制模塊和氨噴射格柵。注氨分流調(diào)整系統(tǒng)是將氨氣做初步調(diào)整分流，使之能均勻注入每一個(gè)噴射格柵。氨氣流量控制模塊為控制氨流量的設(shè)備，不但接受控制室來(lái)的信號(hào)，還可以接受鍋爐負(fù)荷信號(hào)，及時(shí)調(diào)整氨氣用量，也回饋信號(hào)給控制室作為控制數(shù)。氨噴射格柵位于SCR反應(yīng)器前端，使氨氣均勻分布于煙氣中，利于NH3

和NOx充分接觸，提高脫硝效率。五、SCR脫硝技術(shù)第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日5、SCR反應(yīng)器系統(tǒng)SCR反應(yīng)器本體一般采用三層固定床設(shè)計(jì)，兩層層安裝催化劑，預(yù)留一層備用，可為以后更改煤種調(diào)整運(yùn)行工況提供催化劑的擴(kuò)展空間。其中煙氣豎直向下流動(dòng)，反應(yīng)器入口設(shè)氣流均布裝置。為防止未處理過(guò)的煙氣泄露，在催化劑模塊間及模塊與SCR反應(yīng)器殼間有密封設(shè)計(jì)。五、SCR脫硝技術(shù)我廠采用蜂窩式催化劑

(以TiO2為載體，以V2O5為活性成分)我廠催化劑的運(yùn)行溫度范圍290～400℃第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日6、廢水吸收處理系統(tǒng)

廢水吸收處理系統(tǒng)主要包括廢水池和廢水泵等。由廢水池吸收系統(tǒng)內(nèi)各處排放的氨氣變成氨廢水，再經(jīng)由廢水泵送到廢水處理廠。五、SCR脫硝技術(shù)設(shè)置2臺(tái)廢水泵，一用一備。第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日7、事故噴淋系統(tǒng)五、SCR脫硝技術(shù)事故噴淋系統(tǒng)的水源采用工業(yè)水，備用水源采用消防水，通過(guò)四個(gè)氣動(dòng)控制閥分別為液氨儲(chǔ)存區(qū)、液氨卸載區(qū)、氨制備區(qū)、輔助系統(tǒng)區(qū)域供應(yīng)噴淋水。噴淋水通過(guò)噴淋支管分別覆蓋氨儲(chǔ)存、卸載、氨制備區(qū)及廢氨收集區(qū)域(輔助系統(tǒng)區(qū)域)。當(dāng)氨系統(tǒng)發(fā)生氨泄漏或儲(chǔ)罐溫度和壓力過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出事故報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)啟動(dòng)噴淋水系統(tǒng)，以吸收泄漏氣氨或冷卻儲(chǔ)罐以降低溫度和壓力。第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日8、氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)五、SCR脫硝技術(shù)氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)的氮?dú)庥傻獨(dú)馄刻峁?。?dāng)液氨卸載前后或檢修需吹掃管道或設(shè)備時(shí)，可通過(guò)氮?dú)獯祾吖芫€進(jìn)行氮?dú)獯祾?，或通過(guò)管道和設(shè)備上的排氣閥（帶盲法蘭）用軟管連接氮?dú)馄窟M(jìn)行氮?dú)獯祾?，以排除殘余氨。吹掃廢氨通過(guò)排氣閥排出匯集后排入吸收罐內(nèi)被水吸收和稀釋。☆注：在貯氨罐第一次卸氨時(shí)，先要用水把貯氨罐灌滿，排盡罐內(nèi)空氣，再用氮?dú)膺M(jìn)行置換。第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日SCR煙氣脫硝技術(shù)的特點(diǎn)催化劑易中毒；高分散性粉塵可覆蓋催化劑表面，使其活性降低；未反應(yīng)的NH3和煙氣中的SO2作用，生成易腐蝕和堵塞的(NH4)2SO4、(NH4)2SO3，同時(shí)降低NH3的利用率；投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。五、SCR脫硝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)反應(yīng)溫度較低；效率高，可達(dá)85%以上；工藝設(shè)備緊湊，運(yùn)行可靠還原產(chǎn)物為N2，無(wú)二次污染。缺點(diǎn)第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日脫硝系統(tǒng)集控主要運(yùn)行指標(biāo)控制五、SCR脫硝技術(shù)催化劑運(yùn)行溫度NOx濃度氨逃逸

氨/空氣混合器進(jìn)口管道有一調(diào)節(jié)閥，此調(diào)節(jié)閥是運(yùn)行人員用來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入混合器的氨氣量，來(lái)控制SCR反應(yīng)器出口NOx的濃度，從而達(dá)到預(yù)期的脫硝效果及效率。發(fā)生副反應(yīng)：2SO2+O2=2SO32NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4還原反應(yīng)中，沒有參加反應(yīng)的NH3稱作氨逃逸，逃逸的氨隨凈煙氣進(jìn)入下級(jí)空氣預(yù)熱器設(shè)備，在低溫段與煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸氫銨。硫酸氫氨在空氣預(yù)熱器的溫度條件下形成粘性的固體沉淀物，最終導(dǎo)致空氣預(yù)熱器污染和堵塞催化劑的運(yùn)行溫度范圍為290～400℃第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后對(duì)鍋爐主要輔機(jī)的影響五、SCR脫硝技術(shù)煙道阻力空預(yù)器

SCR脫硝裝置使煙氣阻力增加1Kpa左右，而且蜂窩式催化劑，容易積灰堵塞，且隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，催化劑堵塞程度也越嚴(yán)重，將導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)的電耗增加。由于SCR系統(tǒng)沒有設(shè)置旁路煙道，因此鍋爐煙氣只能全部經(jīng)SCR脫硝裝置排出，如果催化劑堵塞嚴(yán)重，將直接影響鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。相比較而言，SCR脫硝裝置對(duì)空預(yù)器的影響更為嚴(yán)重，主要原因是硫酸氫銨的腐蝕性和黏結(jié)性。硫酸氫銨和灰塵一起粘附在空預(yù)器換熱元件上，不僅降低換熱效果，還會(huì)在空預(yù)器的低溫段產(chǎn)生低溫腐蝕，同時(shí)造成空預(yù)器積灰。第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，2022年，8月28日

脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后對(duì)鍋爐主要輔機(jī)的影響五、SCR脫硝技術(shù)電除塵脫硫脫硝裝置對(duì)電除的影響有正面的也有負(fù)面的:逃逸的氨氣與煙氣中灰塵混合，一定程度上可以降低灰塵的比電阻，有利于提高除塵效率；另一方面，生成的硫酸氫銨可能將灰塵粘附在電除塵器的極板上，使其與煙氣隔離，將影響后續(xù)的灰塵帶電；硫酸氫銨還有一定的腐蝕作用逃逸的氨與煙氣中HCl極易生成NH4Cl。煙氣中NH4Cl在進(jìn)入脫硫系統(tǒng)后便開始在風(fēng)機(jī)、GGH設(shè)備及煙道上沉積析出。分析其腐蝕過(guò)程為煙氣中的NH4Cl在GGH原煙氣側(cè)析出，當(dāng)GGH轉(zhuǎn)至凈煙氣側(cè)時(shí)，在飽和濕煙氣中含有的大量水汽的作用下溶解并產(chǎn)生大量的NH4+和Cl-離子，在GGH