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低氮燃烧器改造及运行调整方法探讨
作者：禹庆明， 张波， 朱宪然， 王巨川， Yu Qing-ming， Zhang Bo， Zhu Xian-ran， Wang Ju-chuan
作者单位：禹庆明,张波,王巨川,Yu Qing-ming,Zhang Bo,Wang Ju-chuan(大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂,河北张家口,075133)， 朱宪然,Zhu Xian-ran(华北电力科学研究院有限责任
公司,北京,100045)
刊名：
华北电力技术
英文刊名：North China Electric Power
年，卷(期)：2012(7)
参考文献(5条)
1.吴碧君;刘晓勤燃煤锅炉低NOx燃烧器的类型及其发展[期刊论文]-电力环境保护 2004(03)
2.周俊虎;赵玉晓;刘建忠低NOx煤粉燃烧器技术的研究进展与前景展望[期刊论文]-热力发电 2005(08)
3.朱利军300 MW燃煤锅炉低氮氧化物燃烧的改造[期刊论文]-广东电力 2009(04)
4.黄成群;金非300 MW燃煤锅炉NOx排放控制技术的选择 2010(03)
5.王热;郭春源;王伍泉利用"双尺度"燃烧技术进行燃烧器改造[期刊论文]-华北电力技术 2011(01)
本文链接：https://www.doczj.com/doc/c57948899.html,/Periodical_hbdljs201207009.aspx
燃煤锅炉低氮燃烧 器改造浅谈ABSTRACT:To reduce the running costs of SCR De NOx, Zhangjiakou Power Plant No. 3 boiler burner for transformation after transformation, the burner will reduce the coal combustion process in the furnace of NOx generation. This article focuses on the boiler burners with low nitrogen transformation programs, combined with the 3rd Zhangjiakou Power Plant boiler burner and effect the transformation of the actual situation, On the mechanism of coal-fired units generate NOx boilers and burners for NOx generated control. KEY WORD:Retrofit NOx Boiler 摘要：为降低脱硝SCR的运行费用，张家口发电厂对3号锅炉燃烧器进行改造，改造后的燃烧器将降低燃煤在炉膛燃烧过程中NOx的生成量。本文重点介绍锅炉低氮燃烧器改造的方案，并结合张家口发电厂3号锅炉燃烧器改造的实际情况及效果，浅谈燃煤机组锅炉NOx生成机理和燃烧器对NOx生成的控制。 关键词：锅炉燃烧器改造 NOx 1 概况 1.1 脱硝的必要性 在国家“十二五”规划中，对火电发电企业大气污染物排放作出了严格的规定。其中，京津唐地区要求NOx排放量小于100mg/Nm3。机组烟气脱硝改造在降低烟气NOx含量的同时，高昂的脱硝运行费用又使发电企业不堪重负。于是，为了减少SCR入口处NOx含量，降低脱硝运行费用，低氮燃烧器的改造已逐渐成为火力发电企业降低烟气NOx含量的重点改造之一。在今后火力发电机组的脱硝改造中，“先降后脱”的方案必然是大势所趋。1.2 氮氧化物的形成 煤燃烧过程中氮氧化物的生成量和排放量与煤的燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关。研究表明，在煤的燃烧过程中生成NOx的主要途径有三个： a 热力型NO x是空气中的氧(O2)和氮(N2)在燃料燃烧时所形成的高温环境下生成的NO和NO2的总和，其总反应式为： N2+O2←→2NO NO+O2←→NO2 当燃烧区域的温度低于1000℃时，NO 的生成量很小，而温度在1300～1500℃时，NO的浓度大约为500～1000ppm，而且随着温度的升高，NOx的生成速度按指数规律增加。因此，温度对热力型NOx的生成具有决定作用。 b 快速型NOx主要是指燃料中的碳氢化合物在燃料浓度较高区域燃烧时所产生的烃与燃烧空气中的N2分子发生反应，形成的CN、HCN，继续氧化而生成的NOx。因此，快速型NOx主要产生于碳氢化合物含量较高、氧浓度较低的富燃料区，多发生在内燃机的燃烧过程。而在燃煤锅炉中，其生成量很小。 c 燃料型NOx是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化反应而生成的NOx。燃煤电厂锅炉中产生的NOx中大约75～90%是燃料型NOx。在一般情况下，燃料型NOx 的主要来源是挥发份N，其占总量的60～80%，其余为焦炭N所形成。在氧化性环境中生成的NOx遇到还原性气氛时，会还原成N2，因此，锅炉燃烧最初形成的NOx，并不等于其排放浓度，而随着燃烧条件的改变，生成的NOx可能被还原，或
北京经济管理职业学院锅炉燃烧器低氮改造 项目 整理表 姓名: 职业工种: 申请级别: 受理机构: 填报日期:
北京经济管理职业学院锅炉燃烧器低氮改造项目 变更公告 原招标项目名称：北京经济管理职业学院锅炉燃烧器低氮改造项目 招标编号：BIECC－ZB4203 采购内容：北京经济管理职业学院（望京校区）供暖锅炉房共有3台燃气热水锅炉，其中2台热水供暖锅炉额定热功率为2.8MW,1台热水锅炉（洗浴用）额定热功率为1.4MW；3台燃气锅炉制造日期均为2001年10月，排放标准不符合《锅炉大气污染物排放标准（DB11/139-2015 ）》氮氧化物排放浓度，需要按照国家和北京市最新环保要求进行低氮技术改造，详见招标文件。 采购人名称：北京经济管理职业学院 地址：北京市朝阳区花家地街12号 联系人和联(lian)系(xi)方(fang)式(shi)：王老师， 招标代理机构全称：北京国际工程咨询公司 招标代理机构地址：北京市海淀区学院路30号科大天工大厦A座611 招标代理机构联(lian)系(xi)方(fang)式(shi)：贾溪 项目联系人及联(lian)系(xi)方(fang)式(shi)：贾溪 招标公告发布时间：2017年10月12日 变更事项：
“招标文件第四章附件-投标文件格式”附件7-10招标文件要求的和投标人认为必要的其他资格证明文件，删除“投标人须提供所投产品生产厂家的中华人民共和国特种设备制造许可证（锅炉）”的要求。 其他内容不变。 变更时间：2017年10月23日 北京国际工程咨询公司 2017-10-23 整理丨尼克 本文档信息来自于网络，如您发现内容不准确或不完善，欢迎您联系我修正；如您发现内容涉嫌侵权，请与我们联系，我们将按照相关法律规定及时处理。
回转窑用燃烧器 作者:单位: [2007-9-3] 关键字:回转窑-燃烧器 摘要:燃烧技术，由于它对熟料质量有着决定性的影响，所以它是水泥制造过程敏感的区域之一。燃烧器技术进展从使用一根普通管子这种非常简单的喷射系统开始，延续到现代的多燃料、多通道、低NOx燃烧器。在这个技术发展过程中燃烧器制造者的任务有了很大的变化。特别是替代燃料的使用对燃烧器的设计有着持久的影响。本报告试图为用户特定的应用选择合适的燃烧系统时提供一些帮助。 历史 第一代回转窑燃烧器是喷射磨细燃料和／或天然气，无外加燃烧空气的普通管子。在上世纪80年代常应用三通道燃烧器来燃烧传统的燃料(煤、天然气、重油)(见图1)。这种燃烧器通过外层轴向一次风通道和燃料通道里的径向一次风通道之间的一次风的分布，使火焰得到较好的调节。这样达到了燃烧空气同燃料的良好混合，氧气进到了火焰中心。然而，由于燃料的快速点燃，伴随着高的火焰温度(这是藉助于火焰中心的供氧)，排放出大量的氮氧化物，这是这种燃烧器的缺点。 由于污染物排放限值的不断降低和降低单位热耗要求的提出，尽可能降低一次风需求量的任务被提出来了。这一发展造成了低氮氧化物燃烧器的产生，它们部分地也是从使用锅炉燃烧器技术的经验中引进来的。两个一次风通道(轴向风和径向风)被布置在供燃料通道外边，一次风的总量减少到4％-6％(图2)。 选择合适的窑头燃烧器 现在的窑头燃烧器主要都是按照燃烧煤／石油焦炭和其它替代燃料设计和改进的。有些制造厂家(表1)生产的燃烧器有很多不同的喷咀系统，他们已经在这个行业中确立了地位。
在选择一种合适的窑头燃烧器时，一般应当记住这些准则： a．火焰形状的可调节性应适应窑的生产和燃料的种类； b．氮氧化物的排放行为； c．对传统燃料的适应性； d．对市售代用燃料的适应性； e．代用燃料的替代程度； f．确保在每种火焰形状调节时燃烧器都能得到冷却； g．燃烧器在耐火绝热材料和磨蚀方面的可靠性； h．生产费用和维护费用。 目前，现代燃烧器系统正清晰地向着研发高推力的燃烧器方向发展。这主要是受一次风出口的几何形状的影响。以下将对不同燃烧器制造商在一次风推力的引进、火焰的调节和在燃烧器中烧不同的代用燃料的喷射系统进行比较。 F．L_史密斯(FLS)Duoflex燃烧器(图3) a．火焰形状的可调节性 火焰形状是通过传统一次风(轴向风和径向风)的供风量和中心管(包括煤粉通道)相对风通道的轴向位移来进行调节的。轴向风和径向风是用调节器进行调节的。所有两股气流(轴向风和径向风)在它们离开燃烧器之前混合在一起，并以一股混合的一次风流从环形一次风喷咀喷出。为了产生一支细长的火焰，设计把重点放在不分散的一次风喷出上。提供一次风的风机，其额定压力通常至少为250mbar。 b．关于氮氧化物的排放行为 低氮氧化物设计方案试图达到低氮氧化物的排放。当使用代用燃料时，一次风率可设定高达15％，但通常设定为10％。 c．对传统燃料的适应性
国电东南电力有限公司 双河发电厂#2锅炉双尺度低NOx燃烧技术 改造工程施工方案 批准： 审核： 编写： 烟台龙兴电力技术股份有限公司 沈阳龙兴电站燃烧技术有限公司
目录 一、工程概述 二、编写依据 三、施工组织 四、主要工作量 五、工程准备 六、施工过程关键质量控制点 七、施工工艺流程 八、质量保证措施 九、安全施工措施 十、危害辨识及预防 十一、环保及文明施工注意事项
一、工程概述 国电东北电力有限公司双河发电厂#2炉为哈尔滨锅炉有限公司制造300MW亚临界燃煤机组锅炉，型号为HG-1021/18.2-HM5。锅炉为亚临界压力、一次中间再热、自然循环汽包炉。锅炉采用直流燃烧器，六角切圆燃烧，单炉膛、Π型布置，全钢架悬吊结构、平衡通风，固态排渣。制粉系统采用正压直吹式系统。每台锅炉配备六台风扇磨，型号为FM340.1060，五台运行，一台备用 主燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，每个风室均布置一个固定式喷嘴，整体结构呈单元式布置。每角燃烧器共有一次风喷嘴3个、二次风喷嘴11个：其中每个一次风喷嘴上下各布置2个二次风喷嘴，唯有下端部二次风喷嘴布置1个，一次风喷嘴中间布置有十字中心风，油配风器2个，将燃烧器分成相对独立的三部分，这样可以使每部分的高宽比都不太大以增强射流刚性减弱气流贴墙的趋势，另外还可以降低燃烧器区域壁面热负荷以减轻炉膛下部炉内结焦。本燃烧器合煤粉燃烧器空气风室和油燃烧器为一体，每组燃烧器共设有2层油点火燃烧器，作为锅炉启动时暖炉，煤粉喷嘴点火和低负荷稳燃之用。六角二层12只油枪的热功率为锅炉最大连续负荷时燃料总放热量的20%。 二、编写依据 2.1国电东北电力有限公司双河发电厂#2炉低NOx燃烧器改造图纸 2.2 国电东北电力有限公司双河发电厂原#2炉燃烧器图纸 2.3《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）
燃气锅炉低氮改造方案 燃气锅炉低氮排放成为了新时代的新要求，为了保护环境，保证国人健康，燃气锅炉低氮排放势在必行，使命必达。 远大锅炉紧跟时代步伐，积极响应国家政策，时刻不忘研发新产品，不忘为用户谋福利。 远大低氮燃气锅炉：FGR烟气再循环低氮燃烧技术；国外原装进口低氮燃烧器； 压力、水位多重安全防护；PLC触摸屏智能化控制技术。 远大锅炉低氮技术研发历程： 保护环境，节能减排，绿色生产，可持续发展是每一个企业的使命，远大锅炉每年按销售额的5%提取新产品研发费用，专注低氮、节能锅炉技术的研发。 2015年，远大锅炉与芬兰奥林、德国欧科、意大利利雅路、意科法兰等积极合作，通过使用超低NOx燃烧器，增加烟气外循环设计，实现氮氧化物＜30mg/m 3排放标准。 NOx成分分析及产生机理： 在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，通常把这两种氮氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO，平均约占95%，而NO2仅占5%左右。
燃料燃烧过程生成的NOx，按其形成分类，可分为三种： 1、热力型NOx （Thermal NOx），它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的NOx； 2、快速型NOx（Prompt NOx），它是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOx； 3、燃料型NOx（Fuel NOx），它是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而生成的NOx； 燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外，NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，[NO2]/[NO]比例很小，即NO转变为NO2很少，可以忽略。 降低NOx的燃烧技术： NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下： 1选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料； 2降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度； 3在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”； 4在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。 减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。 目前低氮改造方案 1、FGR技术： 即自身再循环燃烧器，对于天燃气锅炉来说目前主流成熟低氮排放技术就是分级燃烧加烟气再循环法即FGR技术，
低氮燃烧器-低氮改造方案 1.双通道浓淡低氮燃烧技术 燃煤锅炉低氮改造考虑首先采用双通道浓淡低氮燃烧技术进行改造，保证在降低NO X的同时燃烧稳定性好，炉内避免结渣和高温腐蚀，并具有宽广煤质适应性。 双通道浓淡改造方案如下： 1）采用分级送入的高位分离燃尽风系统，燃尽风喷口能够垂直和水平方向双向摆动，有效控制汽温及其偏差； 2) 采用先进的上下浓淡及水平浓淡集成燃烧技术，使浓相相对集中，有效降低NOx排放，保证高效燃烧，降低飞灰可燃物含量； 3）两个通道错列布置，且中间设有两个腰部风来调节火焰位置，使煤粉燃烧更充分。 采用双通道浓淡低氮燃烧技术进行改造后，脱硝效率一般能达到40%-50%，且能保证在50%-70%低负荷稳燃，燃烧稳定性好、炉内避免结渣和高温腐蚀，并具有宽 广煤质适应性。 2.气体再燃技术 燃料再热低NOx燃烧技术 燃料再热低NOx燃烧技术：自下而上依次分为主燃料区、再燃区和燃尽区三段。将70%-90%的燃料送入主燃料区，在?接近于1的条件下燃烧，其余10%-30%的再燃燃料在再燃区中喷入，在?＜1的条件下形成很强的还原性气氛，生成大量的烃根，使得在主燃 烧区中生成的NOx在再燃烧区中被还原成氮气，同时还抑制了新的NOx的生成。最后在燃尽 区中送入燃尽风，使未燃成分充分燃尽。虽然在燃尽区中会重新生成少量的NOx，使用炉内气体再燃技术，NOx的最终排放量可以减少50%-80%。因此，采用再燃烧技术，可以使NOx的排放量控制在120mg/Nm3以下。 采用气体再燃技术后，能够在利用双通道浓淡低氮燃烧技术改造后的基础上进一步降 低NOx浓度，一般能够进一步降低烟气中50%以上的NOx含量。烟气中NOx浓度最低可以降到100mg/m3以下。 以下是我们在整个过程应注意： 再燃区温度的影响：NOx的最大降幅发生在1004-1070℃ 再燃区停留时间的影响：再燃区内天然气和NOx的停留时间越长，但当停留时间超过0.7s，就变得不那么重要了 再燃区过量空气系数的影响：随着再燃区过量空气系数的增加或减少，最佳再燃区最佳过 量空气系数在0.85-0.9之间
锅炉低氮燃烧器改造后存在的问题与对策（一）河北艺能锅炉有限责任公司
当前，我国雾霾防治形势逼人，尽管雾霾产生的成因尚未完全研究清晰，但在社会舆论的压力和国家日益严格的节能减排政策面前，电力行业节能减排的压力不断增大，而燃煤发电机组在相当长的一段时期内仍然是我国发电行业中的主力，对于环保部最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），即从2014年7月1日起，现有火力发电锅炉要达到标准规定的排放限值，燃煤发电企业纷纷进行环保设施的改造，如锅炉低氮燃烧器的改造，改造后降低NOx的排放取得较好效果，但也给锅炉安全、稳定和经济运行带来了一定的影响。NOx治理现状 国内外已对NOx的危害、燃煤发电燃烧过程中NOx的生成机理和降低NOx技术进行了较为充分的研究，可分为三种[1]：热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx；其中，燃料型NOx约占80-90%，是各种低NOx 技术控制的主要对象；其次是热力型，主要是由于炉内局部高温造成，快速型NOx生成量很少。NOx的控制方法可分为燃烧前处理、燃烧中处理和燃烧后处理。燃烧前脱氮主要是在燃烧前将燃料转化为低氮燃料，技术复杂，难度大，成本高，目前仅限于研究阶段；燃烧中脱氮主要有：一是抑制燃烧中NOx的形成，二是还原已形成的NOx；燃烧后脱氮主要是指烟气脱硝：包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等。 目前被大家公认，并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NOx方法，主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术；燃烧中脱氮是根据NOx的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是：低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等，该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区，对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域，从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧，降低煤粉燃烧过程中NOx生成量。从2011年至今，该低氮燃烧技术在全国的燃煤锅炉上大范围应用，通过改造和运行优化，NOx减排量可达30%—70%，对于四角切圆燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的400-600mg/m3降为200mg/m3以内，对冲燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的500-700mg/m3降为370mg/m3以内，“W”火焰燃烧锅炉NOx的排放浓度[3]可由原来1100-1300mg/m3降为800mg/m3以内。目前，局限于低氮燃烧技术研究和发展，且该技术很短时期内再在运锅炉上快速、集中、大量的应用后，其技术尚未来得及进行消化吸收、优化改进等。
国电东南电力 双河发电厂#2锅炉双尺度低NOx燃烧技术 改造工程施工方案 批准： 审核： 编写： 龙兴电力技术股份 龙兴电站燃烧技术
目录 一、工程概述 二、编写依据 三、施工组织 四、主要工作量 五、工程准备 六、施工过程关键质量控制点 七、施工工艺流程 八、质量保证措施 九、安全施工措施 十、危害辨识及预防 十一、环保及文明施工注意事项
一、工程概述 国电东北电力双河发电厂#2炉为锅炉制造300MW亚临界燃煤机组锅炉，型号为HG-1021/18.2-HM5。锅炉为亚临界压力、一次中间再热、自然循环汽包炉。锅炉采用直流燃烧器，六角切圆燃烧，单炉膛、Π型布置，全钢架悬吊结构、平衡通风，固态排渣。制粉系统采用正压直吹式系统。每台锅炉配备六台风扇磨，型号为FM340.1060，五台运行，一台备用 主燃烧器采用大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，每个风室均布置一个固定式喷嘴，整体结构呈单元式布置。每角燃烧器共有一次风喷嘴3个、二次风喷嘴11个：其中每个一次风喷嘴上下各布置2个二次风喷嘴，唯有下端部二次风喷嘴布置1个，一次风喷嘴中间布置有十字中心风，油配风器2个，将燃烧器分成相对独立的三部分，这样可以使每部分的高宽比都不太大以增强射流刚性减弱气流贴墙的趋势，另外还可以降低燃烧器区域壁面热负荷以减轻炉膛下部炉结焦。本燃烧器合煤粉燃烧器空气风室和油燃烧器为一体，每组燃烧器共设有2层油点火燃烧器，作为锅炉启动时暖炉，煤粉喷嘴点火和低负荷稳燃之用。六角二层12只油枪的热功率为锅炉最续负荷时燃料总放热量的20%。 二、编写依据 2.1国电东北电力双河发电厂#2炉低NOx燃烧器改造图纸 2.2 国电东北电力双河发电厂原#2炉燃烧器图纸 2.3《电力建设施工及验收技术规》（锅炉机组篇） 2.4《电力建设安全工作规程》 2.5龙源电力技术股份企业标准
低氮燃烧技术 Last revision date: 13 December 2020.
? 低NOx燃烧技术简介 一概述： 用改变燃烧条件的方法来降低NOx的排放，统称为低NOx燃烧技术。在各种降低NOx排放的技术中，低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济并且有效。 二低NOx燃烧技术方法： 1、空气分级燃烧 空气分级法是将燃烧用的空气分阶段送入，进行“缺氧燃烧”和“富氧燃尽”，使其避开温度过高和大过剩空气系数同时出现，降低NOx的生成。 在“缺氧燃烧”阶段，由于氧气浓度较低，燃料的燃烧速度和温度降低，抑制了热力型NOx生成；由于不能完全燃烧，部分中间产物如HCN和NH3会将部分已生成的NOx还原成N2，从而抑制了燃料NOx的排放；然后在将燃烧所需空气的剩下部分以二次风形式送入，即“富氧燃尽”阶段，虽然空气量多，但此阶段的温度已经降低，新生成的NOx量十分有限，因此总体上NOx的排放量明显减少。 2、燃料分级燃烧 燃料分级法是把燃料分为两股或多股燃料流，这些燃料流经过三个燃烧区发生燃烧反应。 把80%-85%的燃料送入主燃烧区进行富氧燃烧，余下15%-20%经主燃烧器上部送入再燃烧区，在空气系数小于1的条件下进行缺氧燃烧，主燃烧区产生的NOx被还原，从而减少NOx的排放量；为减少不完全燃烧需加空气进行燃尽。 3、烟气再循环燃烧 烟气再循环法是在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接送入炉膛，或渗入一次或二次风中，降低氧浓度、火焰温度，使NOx的生成受到抑制，降低NOx的排放。 将部分低温烟气直接送入炉内或与空气(一次风或与二次风)混合后送入炉内，因烟气的吸热和对氧浓度的稀释作用，会降低燃烧速度和炉内温度，因而减少了热力型NOx。 三低NOx燃烧器 根据上述低NOx燃烧技术，我公司引进开发出以下型号的低NOx燃烧器： 1、HDRB型低NOx燃烧器； 2、HHT-NR型低NOx燃烧器； 3、HXCL型低NOx燃烧器； 4、HWS型低NOx燃烧器；
低氮燃烧器改造的优缺点 近年来，有燃烧器厂家使用，炉膛下部缺氧燃烧，上部燃尽风补氧的方式。通过对该燃烧器的使用，有几点结论与大家分享一下：优点：1、低负荷燃烧平稳。因为减少了下部风量，使燃料在低浓度燃烧时，也非常平稳。甚至可以做到40%负荷稳定燃烧。2、低负荷时，炉膛火焰充满度较好。水冷壁吸热均匀。3、由于拉伸了燃烧区域，减弱了部分燃烧强度，在一定时间内，抑制了NOx的形成。缺点：1、由于减弱了下部炉膛的进风量，使下二次风的托扶能力减弱，排渣量增加，排渣含碳量增加。尤其是高负荷时。2、由于减弱了下部炉膛的进风，使风的刚性减弱，燃烧区域扩大，高负荷时，容易出现水冷壁结焦。3、由于炉膛下部缺氧燃烧，产生大量还原性气体，使灰熔点降低，甚至造成冷渣斗都有结焦的现象。4、由于燃烧区域的拉伸，在高负荷时期，会造成过热器超温，减温水量不足的现象。严重时，甚至造成屏过结焦。5、由于大量还原性气体和燃烧区域的扩大，使水冷壁中下部结焦严重，因脱焦造成的灭火、爆燃、损坏捞渣机现象都有发生。6、由于高负荷时的结焦影响了水冷壁吸热，使炉膛下部温度上升，而燃尽风由于位置只能对炉膛上部的烟气进行冷却，而对下部炉膛温度毫无影响，因此炉膛下部NOx的产生随着结焦而增加，高负荷持续时间越长，减少NOx的效果就越小，甚至超出原有NOx量。 7、炉膛下部燃烧挥发分，上部燃烧焦炭的理论，和煤粉燃烧“挥发份析出→挥发份燃烧→焦炭燃烧→表壳灰分剥离，挥发分随着表壳灰分的剥离不断析出”的理论不相符。因此，高负荷时，大量煤粉的燃
烧时间拉长，未完全燃烧的煤粉被带入烟道。造成飞灰含碳量增加。 8、由于燃尽风位置，使大量的送风在离开炉膛都未参加燃烧，而这部分热风也是从空预器吸收了大量热量的，因此会造成排烟温度过低的现象。尤其是在低负荷时。
低氮燃烧器与脱硝改造整体经济性分析 摘要：张家口发电厂对3号锅炉采用低氮燃烧器与SCR联合脱硝方式改造后，燃烧器降低了NOx的总生成量的60～70%，SCR二次脱硝使锅炉氮氧化物排放量达到100mg/Nm3以下。联合脱硝方式大大降低了SCR的安装及运行费用，对其它同类机组脱硝工程具有一定的参考价值。 关键词：锅炉联合脱硝低氮燃烧器SCR 经济性 Economic Analysis of United Denitration with Low-NOx Burners and SCR on Zhangjiakou Power Plant JIA Binglu LIU Jicheng YUAN Yanwei Datang International Power Generation Co.，Ltd. Zhangjiakou Power Plant Zhangjiakou，075133，China Abstract：With the adopting of low NOx burners and SCR combined denitration method on the three boiler of Zhangjiakou Power Plant，the burner reduces the quantity of the NOx with 60～70%，the SCR twice denitration make the NOx emissions below to 100mg/Nm3. The approaching of combined denitrification greatly reduces the SCR installation and operating costs，has a certain reference value to other similar units denitration project.
低氮燃烧建设方案
低氮燃烧器工艺流程
燃料型 NOx 是在煤粉着火的阶段生成的，改变燃烧器结构来改
变燃烧方式降低 NOx 的生成是非常实用的脱硝方法。据统计低 NOx
燃烧器一般可以降低 35%的氮氧化物。相对于传统的燃烧方式，低
NOx 燃烧器是通过时间上延迟燃料、空气的混合，在空间上隔离燃
料、空气的过早充分接触，以营造一个富燃料、缺氧的燃烧环境。这
样推迟了氧气的供给，会延迟焦炭的燃尽，造成火炬拉长，峰值温度
低，再加上这种长火焰对外辐射散热的面积大，整体的温度低，减少
热力型 NOx 的生成。
空气分级燃烧工艺流程
水泥窑炉空气分级燃烧是目前最为普遍的降低 NOx 排放的燃烧
技术之一。其基本原理如图 6.2-1 所示。将燃烧所需的空气量分成两
级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数小于 1，燃料先在缺氧的富
燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而降低了热力型 NOx
的生成。同时，燃烧生成的 CO 与 NOx 发生还原反应，以及燃料氮
分解成中间产物（如 NH、CN、HCN 和 NHx 等）相互作用或 NOx
还原分解，从而抑制了燃料型 NOx 的生成，具体反应如下：
2CO + 2NO → 2CO2 + N2
（1）
NH + NH → N2 + H2 NH + NO → N + OH
（2） （3）
在二级燃烧区（燃尽区内，将燃烧用空气的剩余部分以二次空气
的形式输入，成为富氧燃烧区。此时，空气量增多，一些产物被氧化
生成 NOx，但因温度相对常规燃烧较低，因而总的 NOx 生成量不高，
具体反应如下：
CN + O → CO + NO
（4）
分级燃烧脱氮技术具有以下优点：
有效降低的 NOx 排放，可达到 25～30％的 NOx 脱除率；
无运行成本，且对水泥正常生产无不利影响；
无二次污染，分级燃烧脱氮技术是一项清洁的技术，没有任何固
体或液体的污染物或副产物生成；
空气分级燃烧系统
分级燃烧脱氮系统主要包含：三次风管调整和改造、脱氮风管配
置、C4 筒下料调整、煤粉储存、输送系统、分解炉用煤粉燃烧器和
相应的电器控制系统，其分解炉调整如图所示。
脱氮系统的用煤经煤粉秤精确计量后，由罗茨风机送到窑尾烟室
的脱氮还原区，在脱氮还原区的合适位置均布着一套燃烧喷嘴，煤粉
经燃烧喷嘴高速进入还原区内并充分分散，一方面保证了分级燃烧的
脱氮效率，另一方面减少了煤粉在壁面燃烧出现结皮的负面影响。此
外，根据还原区操作温度、C1 出口 NOx 等系统参数，可及时调整脱
氮用煤量。
低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器，是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器，采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。 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。大量实验结果表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO，平均约占95%，而NO2仅占5%左右。 一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面：一是燃烧所用空气（助燃空气）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中，前者是NO的主要来源，我们将此类NO称为“热反应NO”，后者称之为“燃料NO”，另外还有“瞬发NO”。 燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外，NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时，[NO2]/[NO]比例很小，即NO转变为NO2很少，可以忽略。 降低NOx的燃烧技术 NOx是由燃烧产生的，而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响，因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx，其主要途径如下： 选用N含量较低的燃料，包括燃料脱氮和转变成低氮燃料； 降低空气过剩系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧的浓度； 在过剩空气少的情况下，降低温度峰值以减少“热反应NO”； 在氧浓度较低情况下，增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。 减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为：分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。 一般常用低氮氧化物燃烧器简介 燃烧器是工业炉的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类： 1．阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成li。 2．自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果yan。 3．浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧hong。 4．分割火焰型燃烧器
1.燃烧设备简介 山西大唐平旺热电有限责任公司供热机组替代改造工程为2×200MW 直接空冷供热机组，其中锅炉岛为武汉锅炉厂制造的WGZ670/13.7-11型超高压锅炉。锅炉的基本型式是：自然循环、倒U形布置、单锅筒、单炉膛、一次中间再热，直流燃烧器四角切圆燃烧，配中速磨正压直吹制粉系统、尾部竖井为双烟道、挡板调温、三分仓回转式空气预热器、平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全悬吊、高强螺栓连接的全钢构架。自然循环汽包型燃煤锅炉，燃料为大同烟煤。 锅炉后烟道下部布置有两台型号为27VNT1750容克式三分仓回转空气预热器，选用中英合资豪顿华工程有限公司的产品。 锅炉配有两台上海鼓风机厂生产的FAF17-10-1型动叶可调轴流送风机，两台引风机为成都电力机械厂生产的AN25e6型轴流风机。锅炉采用正压直吹式制粉系统，两台一次风机为成都电力机械厂生产的G6-11No22F型单吸双支撑离心式风机。 磨煤机为北京电力机械总厂生产的ZGM80G型中速辊式磨煤机。其原理是由中央落煤管落到磨盘中的原煤，通过3个磨辊与磨盘的碾磨成为煤粉，煤粉从磨盘上切向甩出，被一次风吹入分离器，在分离器中粗粉被分离出来返回磨盘重磨，合格的煤粉被带出分离器送到锅炉中燃烧。三个磨辊沿圆周方向均布于磨盘滚道上，研磨力是经磨环、磨辊、压架、拉杆、传动盘、减速机、液压缸后通过底板传至基础。一次风进入风室后，以一定流速通过喷嘴进入磨内，其作用是干燥原煤和输送碾磨后的煤粉。较重的石子煤、黄铁矿、铁块等被吹不起由喷嘴落到一次风室，被刮板刮进排渣箱，定期清理。 磨煤机电机为北京电力设备厂生产的YMKQ450-6型280KW鼠笼型异步电机，并配有油站对电机进行冷却和润滑。减速机为SXJ120型立式伞齿轮行星减速机，既传递磨盘的转矩又承担磨盘加载力及磨煤机振动产生的冲击力。 燃烧器喷口采用耐高温、耐磨损的新型合金材料。为防止燃烧器区域结渣，燃烧器分为上、下二组，并适当拉开喷口间的距离以降低燃烧器区域壁
锅炉低氮燃烧器安装 方 案 文 件 建设单位： 施工单位： 目录
一、编制依据 二、工程概况 三、主要施工内容 四、施工组织 五、施工技术措施 六、质量保证措施 七、安全措施 八、企业人员资质 编制人： 审核人： 日期：2017年月日
第一章编制依据 一、JB/T1613《锅炉受压元件焊接技术条件》； 二、JB/T1612《锅炉水压试验技术条件》作为技术标准、质量要求。 第二章工程概况 本工程位于北京市锅炉房。现场交通状况良好，现有水压、电力容量能够满足施工要求。 现场锅炉设备情况如下表（详见后附锅炉低氮燃烧改造告知书）： 第三章主要施工内容 根据甲方要求和锅炉低氮改造要求，本工程主要施工内容有：提供全新原装进口设备并进行相关施工，满足甲方的各项要求，达到甲方的使用目的，达到烟气环保排放标准。 （1）燃烧器选型及说明: 将甲方原有2.8MW锅炉配置的旧燃烧器更换为德国欧科EKEVO7.3600 G FGR型低氮电子比调燃烧器及其配套阀门组件。 EKEVO7.3600 G FGR是低氮燃烧器加烟气再循环技术，这种技术组合可以达到低于30mg/m3的NOx排放浓度，在稳定达到《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139-2015）中高污染燃料禁燃区内在用锅炉2017年4月1日起执行的80mg/m3排放限值的基础上留有一定的富余，以防止运行不稳定造成NOx超标； 采用烟气再循环技术辅助低氮燃烧时，同样额定功率的锅炉炉膛尺寸要比常规锅炉适当放大，以保证NOx的控制效果。本项目为旧锅炉改造，鉴于旧锅炉的炉膛尺寸相对偏小，需适当降低锅炉的额定出力以确保NOx的控制效果。
低氮燃烧器分类 燃烧器是工业炉的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要抑制 NOx 的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低 NOx 的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下六大类： 第一．阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可 降低 NOx
的生成。 第二．自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环， 燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低， NOx 减少。 低氮燃烧器、防磨护瓦、中心筒、风帽
有需要的可联系我 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有 抑制氧化氮和节能双重效果。 第三．浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部 分都在偏离化学当量比下燃烧，因而
都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。 第四．分割火焰型燃烧器 其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应 NO”有所 下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料 NO”都有明显的 抑制作用。
第五．混合促进型燃烧器 烟气在高温区停留时间是影响 NOx 生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使 NOx 的生成量降低。 混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。
第一章编制依据 本施工组织专业设计主要依据下列文件进行编制： 通辽霍林河坑口发电有限责任公司#2炉低氮燃烧器改造工程招标文件 通辽霍林河坑口发电有限责任公司#2炉低氮燃烧器改造工程设计图纸 通辽霍林河坑口发电有限责任公司#2炉低氮燃烧器改造工程技术协议 哈尔滨博深科技发展有限责任公司质量、职业健康安全、质量管理体系《管理手册》 哈尔滨博深科技发展有限责任公司企业标准 《火电施工质量检验及评定标准》（锅炉篇）1996年版 《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95 《火力发电工程施工组织设计导则》
第二章工程概况 2.1 工程概况 通辽霍林河坑口发电有限责任公司锅炉为哈尔滨锅炉有限责任公司根据引进的美国ABB-CE 燃烧工程公司技术设计制造的亚临界压力，一次中间再热，单炉膛，强制循环汽包锅炉；型号为HG－2080／17.5—HM12。炉膛燃烧方式为正压直吹四角切圆燃烧，燃烧器喷口可摆动。炉膛四角布置摆动式燃烧器，燃烧器上方布置高位OFA燃烬风，保证NOx排放值。制粉系统配置7台MPS225HP-Ⅱ型中速辊式磨煤机，锅炉燃用设计煤种满负荷运行时，6台运行1台备用。锅炉采用二级高能点火系统，整台炉共布置16支油枪（每角4只），油枪采用机械雾化喷嘴，点火枪和油枪均为可伸缩式，设计油枪的最大出力为20％MCR负荷。锅炉采用冷炉点火，将A层4 台主燃烧器改造为兼有等离子点火功能的燃烧器。在锅炉点火和稳燃期间，该燃烧器具有等离子点火和稳燃功能；在锅炉正常运行时，该燃烧器具有主燃烧器功能，且在出力方面及燃烧工况与原来保持一致。根据原主燃烧器的结构，等离子发生器采用径向插入方式。 为响应国家“节能减排”号召，通辽霍林河坑口发电有限责任公司决定对#2燃煤锅炉进行低NOx燃烧改造，该改造工程由哈尔滨博深科技发展有限公司总承包，改造的方案为：更换现有一、二次风组件，增加高位SOFA燃尽风系统及附件，原有的径向等离子点火系统升级为轴向等离子点火系统，对原等离子燃烧器及发生器作同步升级。 第三章施工范围及主要工程量 通辽霍林河坑口发电有限责任公司#2炉低氮燃烧器改造包括以下工程内容（但不限于此）：
低氮燃烧器简介及选配 北京市将在2017年4月1日正式施行最严苛的锅炉氮氧化物排放标准, 要求新建的锅炉氮氧化物排放低于30毫克,在用的锅炉氮氧化物排放低于80毫克. 对于目前市场上大部分的在用燃气锅炉业主来说,意味着必须更换成低氮燃烧器,才能满足排放要求. NOx氮氧化物的生成机制 对于天然气锅炉来说，Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox，热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系，通常在燃烧温度高于1000摄氏度的时候开始产生，而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系，其中热力型Nox的温度关系同样适合于天然气锅炉燃烧器。 基于以上NOx的生长机制，低氮燃烧器的控制NOx的技术也主要着眼于两个方向： ●降低火焰温度； ●降低氧含量；
低氮燃烧器和超低氮燃烧器类型 传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃烧器通常是指NOx 排放在30~80毫克的燃烧器。NOx排放在30毫克以下的通常称为超低氮燃烧器。 传统的燃烧器的高NOx排放主要源于下述几个原因： ●为了保证燃烧充分，采用了较大的过量空气； ●燃烧温度通常在1800度左右； 低氮燃烧器通常基于下列技术： 1.电子比例调节和氧含量控制技术；来精确控制氧含量； 2.FGR烟气再循环技术，来降低火焰温度和氧含量； 3.全预混的表面燃烧技术来降低火焰温度和实现充分燃烧； 上述技术中1通常是低氮燃烧器的必须配置；基于上述技术，市场的低氮燃烧器主要分为以下类型： ●FGR低氮燃烧器； ●表面燃烧超低氮燃烧器； ●表面燃烧+FGR超低氮燃烧器； 其中FGR低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到65毫克，极限大约在40毫克左右，进一步降低NOx排放可能导致燃烧不稳定，或者牺牲可调比等弊端； 表面燃烧超低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到30毫克以内，其优点是安装简单，不需要FGR烟气再循环管道；其主要缺点是需要过滤空气，加大了维护工作量；同时氧含量在7%左右，降低了部分燃烧效率。 表面燃烧+FGR超低氮燃烧器结合了表面燃烧的NOx控制优点和FGR降氧含量优点，可以实现在全火范围控制NOx到20毫克水平，同时控制氧含量在3%以内，最大化燃烧效率。其主要短处是设备成本提高。 低氮燃烧器选择考虑的主要参数 NOx 排放 必须满足国家和地方的环保排放要求，在满足要求的前提下，从企业的社会责任角度出发，尽量应该选择NOx排放更低的设备；
低氮燃烧器 1.按燃料分为：轻油燃烧器，重油燃烧器，燃气燃烧器以及双燃料燃烧器（轻油/燃气或重油/燃气）。 2.按运行和操作方式分为：欧瑞特燃烧器有一级、两级、渐进两级式和带比例调节器的渐进两级式等（后者实行比例调节运行） 3.工业燃烧器系列：均为大功率燃烧器，专为特殊工业应用而设计。 技术及性能特征 ● 单段火、两段火、两段火渐进式/比例调节 ● 能适应任何类型的燃烧室。 ● 空气和燃气在燃烧头混合。 ● 通过调节燃烧空气和燃烧头，可以获得最佳的燃烧参数。 ● 无须把燃烧器从锅炉上拆下，就可直接取下混合装置，从而可以方便的进行维修保养。 ● 采用伺服电动机来进行第一、二段空气流量调节，并且当 燃烧器停止运行时，风门关闭以减少炉内热量损失。 ● 可以给阀组加一个阀的密封控制装置。 ● 采用一个法兰和一个绝缘密封圈与锅炉连接固定；配有一个4孔和7孔联接器。 ● 根据要求可提供大于标准长度的鼓风管。 低氮燃烧器分类 燃烧器是工业燃油锅炉、燃气锅炉上面的的重要设备，它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程，因此，要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术，低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类： 1．阶段燃烧器 根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器，使燃料与空气分段混合燃烧，由于燃烧偏离理论当量比，故可降低NOx的生成。 2．自身再循环燃烧器 一种是利用助燃空气的压头，把部分燃烧烟气吸回，进入燃烧器，与空气混合燃烧。由于烟气再循环，燃烧烟气的热容量大，燃烧温度降低，NOx减少。
另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环，并加入燃烧过程，此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。 3．浓淡型燃烧器 其原理是使一部分燃料作过浓燃烧，另一部分燃料作过淡燃烧，但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧，因而NOx 都很低，这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。 4．分割火焰型燃烧器 其原理是把一个火焰分成数个小火焰，由于小火焰散热面积大，火焰温度较低，使“热反应NO”有所下降。此外，火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。 5．混合促进型燃烧器 烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一，改善燃烧与空气的混合，能够使火焰面的厚度减薄，在燃烧负荷不变的情况下，烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短，因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。 6．低NOx预燃室燃烧器 预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术，预燃室一般由一次风（或二次风）和燃料喷射系统等组成，燃料和一次风快速混合，在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，因此减少了NOx的生成。