低氮燃烧器改造效果分析

汽锅概况
    汽锅为600MW单炉膛、兀型安置、固态排渣、全钢架布局、均衡通风、亚临界压力一次中央再热掌握轮回汽包汽锅，、汽锅采用摆动式燃烧器调温，四角安置、切向燃烧，正压直吹式制粉系统。汽锅原燃烧器采用四角安顿，共24只切向燃烧摆动式，每只燃烧器最大出力为11.5t/h．分六层安置．每层设置4只燃烧器．在顶部燃烧器上方各设一层燃尽风和辅助风喷口．煤粉喷口、二次风喷口、燃尽风喷口均可上下摆动．用以调节再热汽温．
    正常运行时，汽锅NO、排放浓度在402mg／m3~609mg;/d之间，该排放浓度已无法知足环保和国度火力发电政策的要求．为响应国度"节能减排"政策号召．电厂对3号汽锅进行了低NO。燃烧系统革新，、 汽锅首要设讣参数
    Tab.l   Major design parameters of the boiler
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┃                        ┃    BMCR    LCR                                                      ┃
┃    项目              ┃  单元单子    （最大陆续蒸发量）  （额定工况蒸发量）   ┃
┃    过热蒸汽流量 ┃    c/h    2093    1846                                             ┃
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┃  过热蒸汽出口压力  ┃MPa         17.47              17.28                         ┃
┃  过热蒸汽出口温度  ┃ oC          541              541                               ┃
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┃  再热蒸汽流量      ┃c/h          I771.6             1574.7                          ┃
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┃  再热蒸汽进口压    ┃MPa         4.09              3.63                              ┃
┃  再热蒸汽出口压力 ┃MPa         3.89             3.44                               ┃
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┃  再热蒸汽进口温度  ┃  ℃    332    319                                               ┃
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┃  再热蒸汽出口温度  ┃  ℃    541    541                                              ┃
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┃  省煤器给水流量    ┃c/h         2081.3            1767.3                          ┃
┃  省煤器进口温度    ┃cC          284              276                                 ┃
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┃  省煤器进口压力    ┃MPa         19.23              18.72                         ┃
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┃  省煤器出口水温    ┃  ℃    309    304                                              ┃
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┃    汽包压力            ┃MPa         18.84              18.37                        ┃
┃汽锅效率f高位热值  ┃ %         93.38             93.58                           ┃
┃空预器烟气进口温度┃ cC          358              349                              ┃
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1  革新方案
    对燃烧器进行从头安置，改变设想切圆直径，调整各层煤粉喷嘴的标高和间距．增加新的燃尽风组件以增加高位燃尽风量f;除了A层一次风沿用等篙子燃烧器之外，改换其它5层一次风喷口、喷嘴体及弯头，一次风悉数采用上下浓淡、中心带稳燃钝体的燃烧器：栗用新的二次风室，适当减小端部风室、油风室及中央空气风室的面积：在凑燃尽风室两侧加装贴壁风：采用节点功能区手艺，在两层一次风喷口之间增加贴壁风．
    下端部风及一次风依旧为逆时针偏向扭转，切圆适当减小：其它二次风改为与一次风小角度偏置．顺时针反向切入．形成横向空气分级，风量从新合理安排．并调整主燃烧器区一二次风喷口面积．使一次风速知足入炉煤种的燃烧特征要求，主燃烧器区的二次风量适当减小，形成纵向空气分级．燃烧器采用新的摆念头构，能够整体上下摆动．
    在原主燃烧器上方约9米处增加7层星散燃尽风SOFA喷口，分派足量的SOFA燃尽风量．SOFA喷口可同时做上下阁下摆动．
1.1  燃烧器纵向安顿
    燃烧器由下至上依次为：AA二次风、A-次风（等离子燃烧器）、AB二次风（油）、B-次风、BC二次风（带贴壁风）、c-次风、CD二次风（油）、D-次风、DE二次风（带贴壁风）、E-次风、EF二次风（油）、F-次风.FF二次风（带贴壁风）、OFA二次风（带贴壁风）、WA贴壁风、SOFA1～SOFA7．
1.2  燃烧器横向安顿
    在水平断面上，一次风射流在炉内形成cp514和cp779的两个巨细切圆，二次风射流与一次风射流偏置70，防结渣及降低NO、排放。燃尽风组件安顿在主燃烧器上方．
 
1.3  革新前后设计参数对比
    表2  燃烧器革新前后设计参数
Tab.2  The design parameters before and after the retrofit
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┃    项目                          ┃    单元单子   ┃    原设计    革新后    ┃
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┃    单只煤粉喷嘴输入热    ┃    KJ/H   ┃285.lxl06     281.2xl06 ┃
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┃    =次风速                    ┃    m/s     ┃    53.7    52.8            ┃
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┃    二次风温                    ┃    。c     ┃322.5         323          ┃
┃    二次风率                    ┃    c        ┃75.2          75.4          ┃
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┃    二次风中周界风份额    ┃    %      ┃24.1           10            ┃
┃    二次风中辅助风份额    ┃    c7。   ┃75.9          90             ┃
┃  一次风速度（喷口速度）┃    m/s   ┃26.3          24.8           ┃
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┃一次风速度f煤粉管道速度）┃    m/s ┃ 27          25.4            ┃
┃    一次风温度                 ┃    。C    ┃77          77               ┃
┃    一次风率                    ┃    %     ┃19.8         19.6           ┃
┃    燃烧器一次风阻力       ┃    KPa   ┃0.75          1.00          ┃
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┃    燃烧器二次风阻力      ┃    KPa     ┃    1 1    0 80              ┃
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┃  相邻煤粉喷嘴中心距离   ┃             ┃1860       1250/1500    ┃
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2  燃烧调整试验
    汽锅低氮燃烧器革新后，炉膛内部整体燃烧状况发生了较大转变，为认识燃烧器的革新结果，把握汽锅及其辅机在各类运行工况下的特征，确保汽锅在最佳的平安、经济状况下运行，需要对汽锅进行具体的燃烧调整试验、    整个调整工况包孕变一次风率、变煤粉细度、变氧量、变配风（包罗周界风.SOFA风和辅助风）、变燃烧器摆角、变磨组合等工况．几乎包罗了炉侧所有的可调身分．每个燃烧调整工况均对飞灰、炉渣进行了采集，同时视察减温水量及汽温转变．实测烟气成分及排烟温度，并得出每个工况的实测汽锅效率以及NO。排放浓度，以便对燃烧器革新后汽锅的平安性、经济性和环保特征作出定性评估和量化阐明，
    烘烧调整试验依据ASME PTC 4.1《汽锅机能试验规程》进行，煤的热值取低位发烧量，灰渣均衡比率取飞灰90%．炉底大渣为10%，
    炉内温度行使现有看火7L，使用IS8 plus便携式红外测温仪进行测试．试验煤质特征见表3，
    表3试验煤质特征阐发
Tab.3  Performance analysis of the coal
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┃    项目                  ┃    符号       ┃    单元单子    试验煤种f神木锦界煤、 ┃
┃    全水分               ┃    M．       ┃    %    13                                   ┃
┃  空气干燥基水分    ┃    M.",       ┃    %    3 7                                  ┃
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┃    收到基灰分         ┃    Am        ┃%            12.76                         ┃
┃  干燥无灰基挥发份  ┃    V；u      ┃%           38.72                         ┃
┃    收到基碳            ┃    C。        ┃%           61.36                          ┃
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┃    收到基氢            ┃    H。。     ┃    %    4 05                              ┃
┃    收到基氧            ┃    O盯        ┃    %    8 74                              ┃
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┃    收到基氮           ┃    N。         ┃    %    0 92                              ┃
┃    收到基全硫        ┃    S。         ┃    %    040                               ┃
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┃  收到基低位发烧量  ┃    Q¨．，川 ┃    MJ/kg    2312                      ┃
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┃    软化温度             ┃    ST          ┃    ℃    1210                              ┃
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3试验效果
    试验首要在600MW.450MW和350MW负荷点下进行，每个负荷点下确定出汽锅的最佳运行状况。

3.1  NO排放特征
    燃烧器革新后．经由燃烧优化调整．慢慢降低主燃烧区域的过量空气系数，增加分级燃烧的成效p-u,SCR系统进口NO。排放浓度较革新前有了大幅下降．
    600MW负荷下，汽锅最优状况时NO。排放浓度(干基，折算到6%)由革新前的609mL/Nd（尺度状况，下同）降至l35mg/Nm3，降幅达77.80/e：450MW负荷下，NO，徘放浓度由革新前的495mg/Nm3降至128mg/Nd，降幅达74.lc7e；350MW～380MW负荷下，NO，排放浓度由革新前的402mlg，Nm3降至l32rW/Nm3，降幅达67.2%。过程燃烧器革新，全负荷工况下．NO、排放浓度平均降幅约70%，低氮革新结果非常明明．
    SCR系统进口NO。浓度的降低，能够有效缓解SCR系统的压力，按照最新的国度环保尺度(NO。排放浓度小于lOOm~/Nd)，SCR系统仅需300/c～40%的脱硝效率即可知足环保要求．大大削减了尿素用量．节约了SCR系统的运行成本，、
    600MW负荷下，SCR进口实测NO、排放浓度最低可降至117mg/Nm'，但此时过热器减温水量上升至130t/h．再热器减温水量上升至145t/h．飞灰含碳量增加到1.94c7e，SCR进口co含量约805ppm，汽锅燃烧状况较差．
    降低NO。排放浓度与减小减温水量、降低飞灰含碳量之间彼此制约，在汽锅最佳运行状况下（NO、排放浓度、减温水量和汽锅效率达到最佳均衡点），若想继续降低NO.排放浓度，势必会导致减温水量增加、汽锅效率下降。

3.2汽温特征
    该汽锅持久以来存在冷再温度高的问题（比设计值高12℃摆布），导致机组正常运仔时，再热器减温水量偏高，高负荷下，机组再热器减温水量约35t/h．
    低氮燃烧器革新后，因为分级燃烧水平增加，汽锅火焰中心上移，在必然水平上会导致减温水量进一步增加。过程燃烧优化调整试验，在兼顾NO。排放浓度的根蒂上，过热器减温水量及再热器减温水量均比革新前增加了lOt/h阁下，没有泛起因低氮革新而导致减温水量大幅上升的状况．

3.3汽锅效率
    低氮燃烧器革新后，因为燃烧推迟，汽锅火焰中心上移，在磨煤机磨辊加载压力和折向门门挡板未做调整．即煤粉细度不变的情形下．势必会导致飞灰含碳量上升，汽锅未燃碳热损失增加。
    在不影响磨煤机出力及大幅增加制粉单耗的状况下．过程适当降低煤粉细度，并合营风门的调整，各负荷工况下，汽锅飞灰含碳量均可
以掌握在1c/c摆布．汽锅未燃碳热损失较革新前没有显著上升．汽锅效率根基维持在革新前的水平．

3.4炉膛温度及结焦环境
    为了认识燃烧器革新后炉膛内部温度场的改变状况．试验时代过程炉膛看火}L测试了炉内燃烧温度，同时观测并记录燃烧器区域和屏区的结焦情形，
    从表5能够看出．燃烧器革新后．燃尽风门整体关小工况下的炉内温度分布环境与燃烧器革新前的分布环境邻近。跟着燃尽风比例的增加，炉膛上都火焰温度逐渐上升，当燃尽风门整体开大时，炉膛上部大屏处温度比燃烧器革新前上升了约lOooC，证实燃烧器革新后，跟着燃尽风的投入，炉膛火焰中心上移，由此，势必会导致炉内各受热面的换热发生转变．
    表5炉膛火焰温度
Tab.5  Flame temperature distribution in furnace
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┃    炉膛火焰温度(oC)鬯盖乎        ┃燃尽风整体  ┃燃尽风部门  ┃燃尽风开    ┃
┃                                               ┃  关小工况   ┃  开大工况   ┃  大工况      ┃
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┃55.6m   ┃    前墙大屏处    1145   ┃    1147      ┃    1195       ┃    1236      ┃
┃ 42.4m  ┃  革新后SOFA4层  1329 ┃    1381     ┃   1392         ┃    1353      ┃
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┃  39.8m ┃革新后WA层上方  1391 ┃    1449      ┃    1428       ┃    1362      ┃
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┃32.8m   ┃    F层    1406              ┃1450          ┃1488           ┃1420          ┃
┃28.8m   ┃    D层    1296             ┃1451          ┃1448           ┃1435          ┃
┃22.2m   ┃    AA层下方    1322    ┃1311           ┃1404           ┃1389          ┃
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    因为煤属于低熔点、易结焦煤种f其软化温度仅约1210cc)，再加上低氮燃烧器革新后，炉内主燃烧区域处于缺氧燃烧状况，极易导致炉内结焦情形发生，是以，试验时代亲昵视察了炉内的结焦状况，，过程调查发现，在看火孔四周有轻细的结焦情形，炉内受热面上仅有少量的附焦．与燃烧器革新前的环境相似．这反映出低氮燃烧器革新并未造咸炉内大量结焦的环境发生．
4结论
    (1)汽锅低氮燃烧器革新后，全负荷工况下，SCR进口实测NO。排放浓度均能掌握在140mg/Nm3以内，与燃烧器革新前的402mg／m3~609mg/d比拟，平均降幅达70%摆布，低氮革新效验非常较着。
    (2)低氮燃烧器革新后，因为分级燃烧水平增加，汽锅火焰中心上移，过热器减温水量及再热器减温水量均比革新前增加了lOt/h摆布．
    (3)低氮燃烧器革新后，经由燃烧调整试验，各负荷工况下，飞灰含碳量均能够掌握在1%阁下．汽锅未燃碳热损失较革新前没有显着上升．汽锅效率根基维持在革新前的水平．
    (4)过程燃烧调整试验，低氮燃烧器革新后的汽锅在NO，排放浓度、减温水量和汽锅效率方面可达到最佳均衡点．降低N(l排放浓度与减小减温水量、降低飞灰含碳量之间彼此制约，在汽锅最佳运行状况下，若想继续降低NO.浓度，势必会导致减温水量增加、汽锅效率下降。

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