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燃煤锅炉低氮燃烧稳定性试验研究_王承亮

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第22卷第5期洁净煤技术Vol.22No.52016年9月Clean Coal TechnologySep．2016燃煤锅炉低氮燃烧稳定性试验研究王承亮1，谭厚章2（1．华电国际技术服务中心，山东济南250014；2．西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室，陕西西安710049）摘要：针对某300MW 燃煤锅炉低氮燃烧改造后频繁出现锅炉灭火现象，开展了冷态动力场和燃烧调整试验研究。

试验发现，锅炉配风不合理和一次风浓侧反切角偏大引起锅炉热态动力场旋转动量降低，是造成锅炉燃烧稳定性降低与炉内灭火的主要原因。

重点针对锅炉配风方式和一次风浓侧反切角优化改进等进行研究，并分析了热态动力场旋转动量减小导致锅炉稳定性降低的影响机理，提出优化改进锅炉燃烧稳定性的设备改进和运行优化方案。

方案实施改进后，锅炉燃烧稳定性明显提高，至今未发生锅炉灭火事故，研究对未来锅炉低氮燃烧改造与机组安全经济运行具有借鉴和指导作用。

关键词：燃煤锅炉；低氮燃烧；旋转动量；燃烧稳定性；灭火中图分类号：TM621.2文献标志码：A 文章编号：1006－6772（2016）05－0123－04Low nitrogen combustion stability of coal －fired boilerWANG Chengliang 1，TAN Houzhang 2（1．Huadianguoji Technical Service Center ，Jinan250014，China ；2．MOE Key Laboratory of Thermo －Fluid Science and Engineering ，Xi ＇an Jiaotong University ，Xi ＇an710049，China ）Abstract ：The extinguishment was frequently occurred in a 300MW coal －fired boiler with low nitrogen combustion reformation．Testing in-vestigation was performed to analyze the reasons．It was found that unreasonable air distribution and the larger reverse tangent angle of pri-mary air decreased the rotation momentum of thermal primary air．It also was the main reason for combustion stability decrease and extin-guishment in boiler．Therefore ，the research on optimization of air distribution mode and reverse tangential angle were carried out to analyze the influence mechanism of decreasing rotation momentum thermal dynamic field on combustion stability．The operation optimization and improvement scheme was proposed for enhancing the combustion stability for boiler．The boiler combustion stability was improved obviously through the operation optimization and improvement scheme．The research results could provide some reference and guidance for operating economically and low nitrogen combustion reformation．Key words ：coal －fired boiler ；low nitrogen combustion ；rotation momentum ；combustion stability ；extinguishment收稿日期：2016－02－04；责任编辑：孙淑君DOI ：10．13226/j．issn．1006－6772．2016．05．024作者简介：王承亮（1971—），男，山东淄博人，高级工程师，从事节能技术研究和火力发电厂节能剖析诊断工作。

E －mail ：lwwcl@sohu．com 引用格式：王承亮，谭厚章．燃煤锅炉低氮燃烧稳定性试验研究［J ］．洁净煤技术，2016，22（5）：123－126，129．WANG Chengliang ，TAN Houzhang．Low nitrogen combustion stability of coal －fired boiler ［J ］．Clean Coal Technology ，2016，22（5）：123－126，129．0引言低氮燃烧改造是直接减少燃煤锅炉NO x 排放的重要技术。

我国的能源分布结构特点决定了未来10 20a 煤炭消耗仍然占有主要地位。

但煤炭燃烧过程中会释放大量污染物，包括SO x 、NO x 和微细粉尘。

随着国家更为严格火电污染物排放标准的颁布，未来更加高效、清洁、安全的煤炭利用技术将是火电机组发展与技术改造的发展趋势。

目前，大型燃煤火电机组控制NO x 低浓度排放的方法主要有低氮燃烧技术和尾部烟气脱硝技术。

由于严格的NO x 排放标准，燃煤火电厂均采用这2种方法联合脱除NO x 以实现超低排放任务。

卢红书［1］提出了对某台300MW 燃煤锅炉的燃烧器、一次风管道、二次风和空预器等系统较为具体的实施改造方案。

朱利军［2］采用空气分级技术对某台直流燃煤锅炉进行了低氮燃烧改造，即增加3层三维可摆动的分离布置燃烬风以减少二次风喷口面积，实现炉内分级燃烧。

黄俊杰［3］对某电厂300MW 燃煤锅炉进行了多维度深度分级燃烧改3212016年第5期洁净煤技术第22卷造，较好地实现了脱硝反应器入口烟气中NO x浓度低于300mg/m3的排放标准。

杨明等［4］分析了神华煤锅炉采用低氧与低氮结合的燃烧条件。

朱磊［5］对某300MW机组锅炉低氮改造后掉焦引起灭火事故进行了分析，发现由于改造后一次风浓侧反切角度过大，浓侧粉流和炉内主旋转气流融合较差，不利于稳定燃烧，主燃区过量空气系数应维持在0.8以上，过度缺氧燃烧不利于炉膛稳燃。

池作和等［6］采用一次风微反切技术较好地解决了四角切圆燃烧锅炉稳燃和结渣的矛盾。

陈刚等［7］研究了偏转二次风对炉内结渣的影响，并发现偏转二次风角度应该控制在15ʎ之内。

赵晴川［8］分析了同心切圆燃烧系统中偏转二次风对炉内动力场、结焦以及NO x排放的影响，并提出了相应的解决办法。

本文针对某台300MW燃四角切圆燃煤锅炉低氮燃烧改造后频繁出现炉内灭火事故（运行3个月出现了6次灭火），进行了试验研究。

分析认为锅炉配风不合理和一次风浓侧反切角偏大是导致炉内燃烧稳定性差的主要原因，通过相应的优化改进，燃烧稳定性明显提高，杜绝了炉内灭火事故的发生。

本研究对燃煤锅炉低氮改造后安全稳定运行积累了一定的工程经验。

1锅炉低氮燃烧改造方案为实现锅炉低氮燃烧稳定运行，对锅炉燃烧器和二次风进行了整体优化改进，采用一次风水平浓淡燃烧技术（水平浓淡燃烧器）、一次风水平分级技术（燃烧器一次风浓侧反切）、二次风垂直分级技术（主燃烧器区域二次风喷口面积缩小），即燃烧器采用水平浓淡燃烧器，一次风淡侧和二次风的假想切圆直径相同（700mm），一次风浓侧和二次风反切12ʎ，主燃烧器区域二次风喷口面积缩小约30%，增加4层分离型燃烬风，即SOFA（separated over fired air），原燃烬风OFA1（over fired air）挡板封堵。

锅炉燃烧器系统改造前后对比见表1，一次风浓侧反切原理结构如图1所示。

2锅炉低氮改造冷态动力场试验经调研锅炉低氮燃烧器系统实施情况，锅炉燃烧器、二次风喷口角度安装位置均符合要求。

冷态动力场试验未发现异常，冷态时各层风速均在30m/s左右，各层风速偏差保持在ʃ5%内；各风门表1锅炉燃烧器系统改造前后对比Table1Comparison of boiler burner system before and after reform for a300MW coal－fired boiler原二次风布置改进后二次风布置—SOFA4层—SOFA3层—SOFA2层—SOFA1层OFA2层燃烬风封堵OFA1层燃烬风OFA1层燃烬风图1锅炉燃烧器一次风结构原理Fig.1The structure principle of primary air from boiler burner 挡板特性良好，开关灵活，具有良好的调节性能，能满足热态运行需要；烟花示踪试验显示炉膛内的主气流旋转方向为逆时针方向，一次风切圆轨迹明显，燃烬风能与主气流充分混合，符合设计要求。

3锅炉启动后配风原则及配风方式锅炉低氮改造启动后，仍沿用原均等配风方式，燃烧器区域二次风挡板开度基本维持原开度运行；机组负荷195MW时，辅助风与炉膛差压改造前后分别为0.6、0.8kPa，改造后因主燃烧器区域二次风喷口面积缩小使得辅助风与炉膛差压在相同运行工况下提高了约0.2kPa。

4锅炉燃烧稳定性降低原因分析4.1锅炉四角切圆燃烧器稳燃机理分析锅炉正常运行时，炉膛内热态动力场为逆时针旋转的高温烟气气流（图2），即炉膛内由逆时针旋转向上的高温烟气气流来组织炉膛燃烧，实现煤粉燃烬。

每只燃烧器实现稳定燃烧的热源主要有3种：①燃烧器本身加装的稳燃钝体，实现局部烟气回流，卷吸高温烟气实现引燃；②高速一次风射流的卷吸作用，卷吸高温烟气实现引燃；③来自逆时针旋转的上游燃烧器的高温烟气，高温卷吸到下游421王承亮等：燃煤锅炉低氮燃烧稳定性试验研究2016年第5期燃烧器火焰根部，实现煤粉引燃。

而数值模拟和热态试验证明，来自上游的高温烟气卷吸是提供燃烧器着火热的主要热源，若此着火热源发生弱化或瞬间失去，将导致锅炉燃烧稳定性降低或灭火。

根据四角切圆煤粉炉稳燃机理分析，入炉煤煤质在锅炉允许范围之内时，若要提高锅炉燃烧稳定性，必须确保锅炉逆时针旋转的热态动力场动量强劲，上游燃烧器能够为下游燃烧器提供稳定的着火热源。

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燃煤锅炉低氮燃烧系统优化实验研究及实践

燃煤锅炉低氮燃烧系统优化实验研究及实践

燃煤锅炉低氮燃烧系统优化实验研究及实践发布时间：2022-01-05T08:03:13.014Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：方志仕[导读] 我国当前的大气环境形势依然严峻，区域性大气污染问题突出，直接影响经济社会可持续发展和人民群众身体健康。

大唐彬长发电有限责任公司陕西省咸阳市 713602摘要：脱硝系统运行中影响 NOx 排放的因素有很多，其主要因素包括炉膛氧量、锅炉负荷、烟气在高温区停留时间、燃尽风（ SOFA ）配风方式、二次风配风方式、制粉系统运行方式等。

而控制 NOx 排放的关键是低氮燃烧技术，即以实验为依据，通过燃烧优化实验研究，来确定最佳燃烧工况。

关键词：氮氧化物；节能环保；低氮燃烧引言我国当前的大气环境形势依然严峻，区域性大气污染问题突出，直接影响经济社会可持续发展和人民群众身体健康。

２０１０年我国二氧化硫、氮氧化物排放总量位居世界第一位，重点区域城市的二氧化硫、可吸入颗粒物年均浓度是欧美发达国家的２至４倍。

“十二五”期间是我国全面建设小康社会的关键时期、工业化、城镇化将继续快速发展，为了切实改善定期环境质量，降低大气中氮氧化物的排放，国家规定加快燃煤机组低氮燃烧技术改造及脱硝设施建设、单机容量２０万千瓦及以上、投运年限２０年内的现役燃煤机组全部配套脱硝设施。

1 低氮燃烧系统介绍3 号锅炉燃烧器改造采用“分拉垂直亲和浓淡煤粉燃烧”立体分级低氮燃烧专利技术，即燃料分级与空气分级同步进行，利用垂直煤粉浓淡分离技术将同一股煤粉气流分离成上下布置的浓相和淡相两股射流，结合燃烧器顶部大间距布置 5 层顶部燃烬风，顶部燃烬风量增加到 30%。

通过采用上述技术，实现降低 NOx 生成及排放的目的。

主燃烧器采用 CE 公司传统的大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，主燃烧器有 6 层煤粉风室、9 层二次风室，4 个油风室组成。

在各风室的出口处布置数量不等的燃烧器喷嘴，油风室可做上下各30°摆动，一次风煤粉喷嘴可上下摆动各 20°，二次风空气喷嘴可做上下各 30°的摆动。

低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果评估

低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果评估

低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果评估煤粉锅炉作为一种常见的工业锅炉，在工业生产中扮演着重要的角色。

然而，煤粉锅炉的燃烧过程中产生的氮氧化物排放对环境和人体健康造成了严重的影响。

因此，低氮燃烧技术的应用成为减少氮氧化物排放的重要途径之一。

本文将对低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果进行评估。

一、低氮燃烧技术原理低氮燃烧技术通过优化燃烧过程，减少燃烧温度和燃料中的氮氧化物生成量，从而降低氮氧化物排放。

其原理主要包括控制燃烧温度、调整燃料配比、增加燃烧器混合风量等措施。

二、工程应用效果评估1. 排放标准达标情况评估低氮燃烧技术的应用使得煤粉锅炉的氮氧化物排放得到有效控制，使其排放水平符合国家相关的环保标准要求。

经过工程实践验证，燃烧后废气中的氮氧化物排放浓度显著降低，达到了环保排放标准。

2. 燃烧效率评估低氮燃烧技术的应用对煤粉锅炉的燃烧效率也有一定影响。

在实际工程中，通过合理调整燃料配比、控制燃烧温度等手段，不仅能够降低氮氧化物排放，还可以提高燃烧效率，达到节能减排的双重目的。

3. 经济性评估虽然低氮燃烧技术的应用可能会增加一定的设备和运行成本，但从长远来看，通过减少环境治理成本、提高能源利用效率等方面的好处，其经济效益是可观的。

综合考虑成本和收益，低氮燃烧技术在工程应用中具有较高的经济性。

4. 技术可行性评估通过工程实践验证，低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用效果良好，技术可行性高。

同时，随着技术的不断进步和成熟，低氮燃烧技术在未来的工程应用中将会得到进一步推广和应用。

三、总结综上所述，低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果得到了良好的评估。

其通过控制燃烧过程、降低氮氧化物排放、提高燃烧效率等手段，既满足了环保排放要求，又具有一定的经济性和技术可行性。

随着环保意识的不断提高和技术的不断进步，低氮燃烧技术将在工业生产中发挥越来越重要的作用。

燃煤锅炉的低氮燃烧改造

燃煤锅炉的低氮燃烧改造

燃煤锅炉的低氮燃烧改造发布时间：2023-07-25T02:59:11.383Z 来源：《新型城镇化》2023年16期作者：姜耀方[导读] 低氮燃烧改造通常包括以下措施：燃烧调整：通过调整煤粉的供给方式、燃烧室结构和空气分布，优化燃烧过程，使燃烧温度均匀分布，减少煤粉的过剩空气系数，降低燃烧温度，从而减少NOx的生成。

徐州华鑫发电有限公司江苏省徐州市 221000摘要：燃煤锅炉的低氮燃烧改造是一种旨在减少燃煤锅炉排放的氮氧化物（NOx）的技术措施。

燃煤锅炉是传统的能源供热设备，但其燃烧过程会产生大量的NOx，这对环境和人体健康都带来了负面影响。

低氮燃烧改造旨在通过改变燃烧过程，降低燃烧温度和延长燃烧时间，从而减少NOx的生成和排放。

关键词：燃煤锅炉低氮燃烧燃烧器氮氧化物热力性能引言低氮燃烧改造通常包括以下措施：燃烧调整：通过调整煤粉的供给方式、燃烧室结构和空气分布，优化燃烧过程，使燃烧温度均匀分布，减少煤粉的过剩空气系数，降低燃烧温度，从而减少NOx的生成。

燃烧器改造：采用低氮燃烧器替代传统燃烧器，低氮燃烧器具有良好的混合性和燃烧稳定性，能够有效控制燃烧过程中的温度和氧浓度，降低NOx的生成。

排烟氮氧化物减排技术：采用氮氧化物减排技术，如选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR），通过添加氨水或尿素等还原剂，在高温下将NOx还原为氮气和水蒸气，从而降低排放浓度。

本文将结合低氮燃烧技术在燃煤锅炉的应用现状进行分析，并针对性的提出改造措施，并对改造效果进行验证。

1工程概况本文所研究燃煤锅炉为330MW，在实际生产中配置了6套直吹制粉系统和30只旋流燃烧器；该型燃煤锅炉采用对冲燃烧方式应用。

本文所研究燃煤锅炉的主要技术参数，如表1所示。

表1 燃煤锅炉主要技术指标图1 燃煤锅炉燃烧器基本结构示意图如图1所示，燃煤锅炉燃烧器主要包括有旋流控制机构、一次风挡板、二次风挡板控制机构、二次风旋流叶片、三次风旋流叶片等组成[2]。

低NOx燃烧技术在我国燃煤电站锅炉中的应用

低NOx燃烧技术在我国燃煤电站锅炉中的应用

低NOx燃烧技术在我国燃煤电站锅炉中的应用摘要本文对电站锅炉中常用的低NOX燃烧器的结构特点、降低NOX排放的原理以及应用情况进行了介绍。

通过对我国燃煤电站锅炉NOX生成机理及影响因素的研究，提出了相应燃烧或烟气净化等综合治理措施，达到降低NOX 排放的目的。

关键词低NOX燃烧方式；NOX排放；电站锅炉中图分类号TK229 文献标识码 A 文章编号1673-9671-（2012）112-0200-011 燃煤电站锅炉低NOX燃烧技术对燃煤电站锅炉，只要降低燃料型NOX的生成，就可控制总的NOX排放水平。

采用低过量空气系数使炉内呈低氧燃烧状态，在煤粉燃烧过程中建立过量空气系数小于1的富燃料区，使燃料氮在其中尽可能多地转化成挥发份N，并在还原性气氛下促使燃料氮转变为分子氮的空气分级燃烧技术，及利用再燃燃料喷入炉膛的某一部位以还原已生成NOX的燃料分级技术，都可降低燃煤电站锅炉NOX的排放量。

其原理如图1、图2所示。

图1 空气分级原理图?? ?图2 燃料分级原理图电站锅炉是用能大户，也是污染大户，燃煤电站锅炉的NOX排放浓度普遍超过国家标准，因此，降低电站锅炉的NOX排放对于保护环境是非常重要的。

2 低NOX燃烧技术在我国燃煤电站锅炉中的应用我国燃煤电厂在氮氧化物排放控制方面起步相对较晚，国家排放标准于1997年1月才对新建大型燃煤电厂NOX排放提出限值要求。

国内目前的低NOX 燃烧技术主要有低过量空气系数、空气分级燃烧、煤粉浓淡燃烧技术及三次风细粉再燃技术。

在燃用烟煤、褐煤的300 MW机组在采用降低NOX措施后，其NOX排放量为460 mg/Nm3～800 mg/Nm，基本上可达到国家标准，其中吴泾电厂11号600 MW机组四角同心反切燃烧锅炉，由于在设计中采用了诸如低氧燃烧、空气分级燃烧和低NOX燃烧器技术，NOX排放量之低，已达到国际排放先进水平。

但燃用低挥发份无烟煤、贫煤和劣质烟煤时还远不能达到国家标准，燃用贫煤锅炉的NOX排放量为750 mg/Nm3～1000 mg/Nm3。