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.
Key words：Boiler；United denitration；Low-NOx burner；SCR；Economy
中图分类号：TK227 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）05-0318-03
引言
在一定条件下NOx和碳氢化合物一起形成光化学烟雾破坏大气层，严重危害人类健康；另一方面NOx又是形成酸雨的主要因素之一，同时参与破坏臭氧层。因此降低NOx 的排放量是当前亟待解决的重要问题之一。国家环保部新修订的《火电厂大气污染物排放标准》对氮氧化物排放限值进行了从严规定，新标准要求2014年7月之前煤粉锅炉氮氧化物排放量小于100mg/Nm3，发电企业生产成本面临更严峻的考验。
机组尾部烟气脱硝方式SCR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，如何减少锅炉炉膛内NOx生成量，从而降低SCR脱硝运行成本成为研究的新课题。低氮燃烧器能大大降低炉内NOx的生成，燃烧器改造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”的联合脱硝方式必然是大势所趋。
一、改造前锅炉参数
张家口发电厂3号锅炉为东方锅炉厂设计制造的亚临
界、中间再热、燃煤自然循环汽包炉，锅炉型号为
DG1025/18.2-II4。制粉系统为正压直吹式制粉系统，每台炉配备6台HP803型磨煤机。燃烧器为东锅生产设计的四角切圆直流式，在炉膛中心形成700与500的两个假想切圆。燃烧器每角分上、中、下三组，上中下三组可同时摆动或单组摆动，每组由3层二次风喷口和2层一次风喷口组成。一次风和二次风间隔布置，每一组的中间层二次风喷口内装有一只油枪。第1层燃烧器改造为HRPFQK-159-Ⅰ型组合式油燃烧装置（小油枪）。
改造前锅炉省煤器出口处NOx含量为900 mg/Nm3左右，三个负荷工况（300MW、240MW、150MW）实测锅炉热效率分别为：91.93%、92.55%、92.04%；按设计进风温度对排烟温度进行修正后，计算得到修正后的锅炉热效率分别为：92.30%、92.96%、92.16%，总的来讲三个负荷工况锅炉热效率相差不大。修正后的排烟温度在三个负荷工况下实测数据为141.3℃、133.6℃和119.6℃。
根据张家口发电厂脱硝改造的可研数据分析，每年尿素、除盐水、脱硝系统用电投入的费用分别为1081.08万元、
3.6万元、495万元，合计每年运行成本为1579.68万元。
二、改造方案介绍
1.燃尽风燃烧器
在改造后主燃烧器上层一次风喷口上方约6米处布置4
层分离SOFA燃烧器，分配足量的燃尽风量（总风量的20%～30%），SOFA喷口可同时做上下左右摆动。燃尽风量的作用是将烟气中的可燃物（飞灰可燃物、CO等）完全燃尽。
2.一次风浓淡分离
一次风室主要由一次风喷嘴体、一次风喷嘴等组成，一次风喷嘴体安装在前后安装板上，一次风喷嘴安装在一次风喷嘴体上。除小油枪外，一次风喷口设计为上下浓淡分离形式，中间加装了较大的稳燃钝体，浓淡燃烧除可降低NOx 外，还可对煤粉稳燃、提前着火有积极作用，同时钝体能优先增加卷吸的高温烟气量，进一步强化稳燃。在主燃烧器区域形成多个节点功能区（如图1所示），作为节点功能区的将相邻两层一次风喷口下层一次风设计为上浓下淡燃烧器喷口，上层一次风布置为下浓上淡一次风喷口，两层一次风喷口中间的二次风小角度与一次风射流偏置，同时布置贴壁风喷口。这样的喷口组合，同时具有稳燃、降低NOx的双重作用，将中间二次风和贴壁风风门开大，可实现NOx和飞灰可燃物同时降低。
3.贴壁风
在节点二次风喷口增加双尺度燃烧技术特有的附壁射流的贴壁风喷口，向水冷壁表面补充氧气，能有效提高近壁区域的氧化性气氛，提高灰熔点，大大缓解炉膛的结渣。同时，作为水平断面分级燃烧中后期掺混的一部分，贴壁风可
作为控制炉内NOx的生成的有效手段。 4.降氮原理众所周知，NOx生成主要有三种类型，燃料型、热力型及快速型三种，燃料型NOx约占总NOx的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，降低燃料型NOx时，通过控制炉温水平加以控制，快速型NOx生成量很少。
燃烧器设计时，把原来的中、上两层燃烧器下移，在主燃烧器上方约6米处增加了4层燃尽风燃烧器，这样燃烧器改造后沿高度方向从下至上形成三大区域，分别为氧化还原区、主还原区、燃尽区。由于实现纵向空气分级，相对地燃烧器区域有所扩大，燃烧器区域热负荷降低，炉内温度峰值降低，可以减少或消除热力型NOx产生。
在锅炉运行过程中，主燃烧器区域输入的空气量占总风量的70%～80%，该区域处于缺氧燃烧状态，有效抑制了燃料型NOx的生成。
三、脱销改造简介
1.技术简介
我厂3号锅炉脱销改造工程于2011年3月份开工建设，现在主体工程已经完成。采用的脱销方式为选择性催化还原脱销（SCR），烟气在锅炉省煤器出口处被平均分为两路，每路烟气经过垂直上升的烟道后水平接入垂直布置的SCR反应器，经过均流器后进入催化剂层，每台锅炉配有二个SCR
反应器，经过脱硝以后的烟气经水平烟道接入空预器入口烟道，然后经空预器、除尘器、引风机和脱硫装置后，排入烟囱。在进入烟气催化剂前设有氨注入的系统，烟气与氨气充分混合后进入催化剂反应，脱去NOx。（见图2）
2.设计参数
脱硝装置进口烟气流量：2×650000Nm3/h
脱硝装置进口烟气温度：346℃（实际测量值）
脱硝装置入口灰分浓度：63g/Nm3（干标烟气量6%O2）脱硝效率：SCR脱硝效率不小于80%；（说明：原排放浓度900mg/Nm3，燃烧器改造后省煤器出口按照450
mg/Nm3，SCR脱硝效率2层80%，SCR出口到90 mg/Nm3，满足低于100 mg/Nm3的要求）
氨的逃逸率：小于2.5mg/m3（6%O2）
SO2/SO3转化率：小于1%
脱硝系统本体压降：不大于1000Pa
催化剂寿命：化学使用寿命≥24000h；机械使用寿命≥50000h
催化剂层数：共3层，其中1层作为备用
反应器中烟气流速：4～6m/s
SCR运行负荷范围：40%ECR～100%BMCR。
3.改造成本计算
张家口发电厂为降低NOx排放量，响应国家“十二五”
环保规划的号召，在2011年～2015年间将投资建设张家口发电厂1-8号共8台机组的烟气脱硝系统。本项目是改造工程，投资主要包括建设成本、运行成本、维护检修费用及一个大修周期内的检修费用。
3.1建设成本
单台炉脱硝系统建设成本单位：万元
3.2运行成本
张家口发电厂脱硝系统采用尿素作为脱硝还原剂。根据华北电力设计院的脱硝设计，低氮燃烧器改造后SCR入口NOx浓度为450mg/Nm3，SCR的脱硝效率为80%锅炉BMCR 工况下烟气量为1300000Nm3/h，每年运行时间为5500小时，消耗尿素与减少NOx的比例为0.7：1。经计算可以得出单台炉每年需要尿素的量约为1802吨。
除盐水与尿素制备成溶液的比例约为1：1，则每年需要除盐水的量约为1802吨。
脱硝系统的电气设备功率约为900kw，每年耗电量约为4950000kwh。
单位：万元
3.3未来5年的日常维护修理费用
主要是脱硝系统的人员维护费用和脱硝系统设备的易
损件更换等费用。
单位：万元
3.4未来5年的检修费用
根据脱硝催化剂的性质，为保证脱硝效率，运行2年半后，需起用反应器预留层，加装一层催化剂，加装量约为200m3。运行5年后，按要求，对第一层催化剂进行更换，更换量为200m3。另需部分费用对更换下的催化剂进行重生或丢弃处理。
5年运行随机组进行大修时，需对脱硝系统进行检修，同时部分设备进行更换，需检修设备主要有低氮燃烧器、燃尽风箱、SCR的烟道及壳体治漏、蒸汽吹灰器等，需更换的设备包括燃烧器一次风喷口、SCR烟道导流板、入口烟气挡板、蓄热元件、吸风机转子等，此外因反应器预留层的投运，还需加装6台声波吹灰器和4台蒸汽吹灰器。
单位：万元
根据以上成本核算，总计每台机组烟气脱硝系统改造在5年内的投资总金额如下：单位：万元
由此，可得出在5年内单台机组脱硝投资的总费用为18287万元，每千瓦投资为609.6元，即609.6元/kwh。
四、改造前后的运行效果对比分析
为验证是否已经达到本次燃烧器改造的目的，机组启动运行后，本厂对锅炉省煤器出口处NOx含量进行测试，测试结果如下：（标态、O2含量6%）
表1燃烧器改造后烟气NOx含量
根据表1，改造后SCR入口NOx浓度以230mg/Nm3计算。
T=A×β×B×t×γ
=230mg/Nm3×80%×1300000Nm3/h×5500h×0.7
=921.92吨
式中：T为每年需要尿素用量；A为SCR入口NOx浓度；β为SCR的脱硝效率；B为BMCR工况下的烟气量；t 为每年运行时间；γ为消耗尿素与减少NOx的比例。
经计算得出单台炉每年需要尿素的量约为921.92吨，尿素价格按0.3万元/吨计算。
S=921.92吨×0.3万元/吨
=276.6万元低氮燃烧器改造前每年使用尿素投入的费用为1081.1万元，改造后每年仅仅尿素一项就减少投入费用804.5万元。并且在低氮燃烧器改造前，脱销催化剂投入两层无法达到国家环保部对NOx排放量的要求，还需增加催化剂的投入数量，从而增加SCR的建设成本及催化剂的投入成本。
从大修后实验数据中可以看出，3号锅炉完成低氮燃烧器改造后，NOx的排放量由原来的900 mg/Nm3左右降低了60～70%；大修后修正后的锅炉热效率分别为92.47%、91.93%和92.46%，总体来说热效率略有提升，其中修正后的排烟温度分别由大修前的141.3℃、133.6℃和119.6℃降至大
修后的128.8℃、115.2℃和108.0℃。另外从机组其它各项的运行参数可以看出，机组运行的性能有所改善。
五、结论
通过采用低氮燃烧器与SCR联合脱硝方式，降低了SCR 的建设费用，并且在检修及维护方面减少了工作量。燃烧器改造后大大降低了NOx的生成量，减少了SCR运行成本，不但改善了张家口地区的空气质量，还节约了排污费用，实现了经济效益和环境效益的双丰收，同时为我国“十二五”期间节能减排目标的实现做出积极地贡献。
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作者简介：贾炳禄（1984-），男，工程师，大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂设备部锅炉专业点检员。
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。
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。
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。
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）：
低氮燃烧器改造安装 三措一案
精品文档 大唐鲁北电厂 2#炉低氮燃烧器改造安装三措一案 批准： 审核： 编制： 大唐鲁北电厂 烟台龙源电力技术股份有限公司 2011年11月
一、编制目的 二、为了加强大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程工作的管理，明确施工人员责任，规范施工程序和工作内容。保证施工过程的安全，提高施工工艺的质量，确保设备投运后的可靠运行，特编制#2锅炉燃烧器改造施工方案。 三、适用范围 仅适用于大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程。 四、改造范围 针对本次改造所要达到的目的，基本的改造范围如下： 1）主燃烧器（更换除小油枪以外所有一次风组件、二次风喷口）。 2）燃尽风四层（包括喷口、喷口摆动执行机构、燃尽风箱、挡板风箱、燃尽风道、保温、护板、吊挂装置及附件，控制系统等）。 3）喷口附近水冷壁改造，水冷壁管屏采用内螺纹管。 4）油枪、等离子与火检设备相关的改造，如施工过程中对设备造成损坏，由乙方在不影响工期的范围内负责修理。 5）电气、仪表及控制系统（执行器、电缆等）的相关改造。 6）附属系统（支吊架、楼梯平台、检修起吊设施、防腐、浇注料、保温和油漆等）的改造，燃烧器改造后的保温恢复。 7）所有涉及低氮燃烧器的相关改造，如输粉管道、吹灰器、看火孔修复等。 8）二次风箱及燃尽风箱改造及相关支吊架、保温恢复等。 9）配套设计并更换所有一次风、二次风、周界风执行机构（气缸采用FESTO，火嘴摆动执行器的气缸材质为铝合金）。 10）其它（整套工程的设计、设备制造(含现场制作)、设备及材料供货、运输、安装工程、指导监督、技术服务、人员培训、调试、试验及整套系统的性能保证和售后服务等，并保证该全套工程的安全实施和不会对环境造成不良影响）。 四、组织管理措施 施工项目经理：亓庆武 施工现场负责人：刘明现刘明喜 职责：1、全面负责对工程施工的组织领导。 2、协调施工过程中质量、进度、安全文明生产等各项工作。
XXXXXXX有限公司燃气锅炉低氮改造工程项目编号：XXXXXXXXXXXXX 施工方案 安装单位：XXXXXXXXXXX有限公司 2020年XX月XX日
供货安装（调试）方案 （1）概述 XX系列低NOx燃气燃烧器采用当今世界最先进的燃烧技术，参照EN676及《GBT36699-2018锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件》、《DB11-139-2015锅炉大气污染物排放标准》相关标准设计制造的新型机电一体化全自动低氮燃烧器，具有超低排放、燃烧效率高、运行平稳噪音低等特点。 要使燃烧器达到其最佳工作性能，安装符合要求至关重要。不合格的安装会导致燃烧器工作时火焰歪斜、燃烧震动、噪音大及排放不达标等后果，严重时还会影响锅炉及燃烧器的使用寿命。 燃烧器的安装主要包括：燃烧机本体(含风机)安装、燃气阀组安装、风道安装(如需要)、烟气管道安装、电气安装等，改造项目还需增加旧燃烧器的拆除、锅炉炉口改造、循环烟气取烟口设置及烟管走向等工作。施工工序如下： （2）燃烧器本体的安装 按照现场实际情况，结合燃烧器的外形尺寸，确定烟气管道、燃气管道及风道（分体机）的走向布置。根据锅炉的型式及燃烧方式确定燃烧器的安装方式（水平燃烧或垂直向下燃烧），一般水平燃烧较多。燃烧器在循环烟气管道安装时，管道应设置保温，同时在最低点设置排水口，以免长时间运行后冷凝水积聚在燃烧器机壳内(机壳设有排水口)，影响设备正常工作。 先把挂有吊链的龙门架立在锅炉前燃烧器安装的位置，用地牛把设备运至锅炉前，用钢丝绳把设备挂在的吊钩上，缓缓起吊，燃烧器火焰管的中心线与锅炉炉口的中心线重合时，慢慢将燃烧器推进锅炉炉口。对准锅炉前板上的螺栓孔与燃烧器安装法兰孔，用水平尺对燃烧器找平，找正，最后拧紧固定螺栓，将燃烧
低氮燃烧及改造 广东电网公司电力科学研究院 2009年9月
目录1 低氮燃烧的必要性 1.1 NOx生成类型 1.2 低NOx控制方法 1.3 低氮燃烧必要性 2 低氮燃烧的调整技术 2.1 基本原理 2.2 低氧燃烧技术 2.3 分级配风技术 2.4 配煤掺烧技术 3 低氮燃烧改造 3.1 低NOx燃烧器 3.2 空气分级的燃烧器布置 3.3 烟煤锅炉低氮燃烧系统改造实例3.4 无烟煤锅炉低氮燃烧改造要点
1.1 NOx生成类型 ?氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，包括NOx （一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2) )、氧化二氮(N2O)等。在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%。 ?NOX按生成机理的不同分为三类：热力型、快速型和燃料型，其中燃料型占60%～95%。 ?研究表明，煤中氮几乎全部以有机物的形式存在。形态主要 是吡咯型、吡啶型和季氮，其中吡咯型氮和吡啶型氮是煤中氮的主要存在形式。
1.1 NOx 生成类型 ?热力型氮：空气中氮在高温下氧化产生 O NO O N N NO N O N O N O +?++?++?+22222 2222 1 2NO O NO NO O N ?+?+在高温下总生成式为
1.1 NOx生成类型 ?快速型氮： 在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成。
1.1 NOx 生成类型 ?燃料型氮：由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。 煤燃烧中的氮化学 还原 挥发分氮 原煤氮 HCN 残余焦炭氮 N 2 NO 碳黑氮 NH 3 焦炭氮 N 2O 一次热解 二次热解 氧化 还原 煤氮的反应路线取决于氮的赋存形态及其所处的反应环境!
锅炉低氮燃烧器改造 作者：李伟刘帅点击：1399 浅论HG-1020/18.58-YM型自然循环锅炉 低氮燃烧器改造 1 概述 大唐鲁北发电有限责任公司 2×330MW机组分别与2009年9月、2009年12月投产运行，锅炉采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据美国ABB-CE燃烧工程公司技术设计制造的HG-1020/18.58-YM23型自然循环锅炉。锅炉燃烧系统采用水平浓淡煤粉燃烧技术，烟气中氮氧化物含量在600mg/Nm3左右。随着国家对火电厂节能减排高度重视，环保标准将越来越高。根据《火电大气污染排放标准》要求，2014年1月1日起现有发电厂锅炉NOx排放浓度限值不大于100mg/Nm3。本着对社会负责，对企业负责的态度，大唐鲁北发电有限责任公司决定对本工程配套建设脱硝装置，脱硝装置投产后机组NOx排放浓度将降至排放标准以下。 按照脱硝工程设计要求，需对我公司燃烧器系统进行改造，将锅炉出口NOx排放浓度降低至 200 mg/Nm3以下。本文列举了大唐鲁北发电有限责任公司针对以上问题做出的相对应改造以及取得的效果。 2 设备简介 2.1工作原理 大唐鲁北发电有限责任公司2×330MW机组锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司根据美国ABB-CE燃烧工程公司技术设计制造的，配330MW汽轮发电机组的亚临界、一次中间再热、燃煤自然循环汽包锅炉，型号为HG-1020/18.58-YM23。１号机组2009年9月投产，2号机组2009年12月投产。 锅炉燃烧系统采用摆动式燃烧器，燃烧器为四角布置，共5层分别对应5台磨煤机（由下往上依次是A、B、C、D、E）燃烧器四周通有周界风，在AB、BC、DE层布置由三层机械雾化油枪，燃用＃0轻柴油，按锅炉30％BMCR负荷设计，单支最大用油量1.68t/h。本燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术，以提高锅炉低负荷运行的能力，燃烧器可以上下摆动，其中一次风喷嘴可上下摆动20度，二次风喷嘴可上下摆动30度，顶部燃尽风喷嘴可向上摆动30度，向下摆动5度。正常运行时摆动燃烧器作为调整再热汽温的主要手段。 3 出现问题及原因分析 原燃烧器主要存在以下问题： 1) 原 SOFA 风量占总二次风量的 25%左右，占总风量的 20%左右，这样造成在主燃烧器区域的过量空气系数就已经达到了 1.0～1.05，这对于抑制 NOx的生成没有起到应有的效果。 2) 原 SOFA 与主燃烧器之间的还原区高度仅不到 4 米（喷嘴中心间隔 5 米），对于 NOx 还原所需的空间不够，没有实现较好的 NOx 还原作用。 3) 采用原水平浓淡分离装置以及浓淡喷嘴钝体设计存在结构问题，首先由于分离器问题，导致浓淡两侧风速偏差较大，淡侧出口风速远低于浓侧，浓侧虽然煤粉较多但风量同样较多，导致煤粉浓缩效果不明显，浓侧煤粉浓度较低；同时由于淡侧煤粉风速过低，易导致淡侧煤粉喷嘴附近结渣，不利于安全经济运行。其次由于在喷嘴出口采用钝体分离及导流煤粉，造成钝体运行环境恶劣，既要承受煤粉冲击磨损，同时又处于高温环境，容易造成钝体在一年左右时间损坏。 4) 在四角切圆燃烧燃烧中，由于主燃烧器区域的燃烧器设计中没有保护水冷壁壁面氧量控制的设计，容易造成炉膛水冷壁的结渣和高温腐蚀的发生。
低氮燃烧器改造安装三措 一案 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
大唐鲁北电厂 2#炉低氮燃烧器改造安装三措一案批准： 审核： 编制： 大唐鲁北电厂 烟台龙源电力技术股份有限公司 2011年11月
一、编制目的 二、为了加强大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程工作的管理，明确施工人员责任，规范施工程序和工作内容。保证施工过程的安全，提高施工工艺的质量，确保设备投运后的可靠运行，特编制#2锅炉燃烧器改造施工方案。 三、适用范围 仅适用于大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程。 四、改造范围 针对本次改造所要达到的目的，基本的改造范围如下： 1）主燃烧器（更换除小油枪以外所有一次风组件、二次风喷口）。 2）燃尽风四层（包括喷口、喷口摆动执行机构、燃尽风箱、挡板风箱、燃尽风道、保温、护板、吊挂装置及附件，控制系统等）。 3）喷口附近水冷壁改造，水冷壁管屏采用内螺纹管。 4）油枪、等离子与火检设备相关的改造，如施工过程中对设备造成损坏，由乙方在不影响工期的范围内负责修理。 5）电气、仪表及控制系统（执行器、电缆等）的相关改造。 6）附属系统（支吊架、楼梯平台、检修起吊设施、防腐、浇注料、保温和油漆等）的改造，燃烧器改造后的保温恢复。 7）所有涉及低氮燃烧器的相关改造，如输粉管道、吹灰器、看火孔修复等。
8）二次风箱及燃尽风箱改造及相关支吊架、保温恢复等。 9）配套设计并更换所有一次风、二次风、周界风执行机构（气缸采用FESTO，火嘴摆动执行器的气缸材质为铝合金）。 10）其它（整套工程的设计、设备制造(含现场制作)、设备及材料供货、运输、安装工程、指导监督、技术服务、人员培训、调试、试验及整套系统的性能保证和售后服务等，并保证该全套工程的安全实施和不会对环境造成不良影响）。 四、组织管理措施 施工项目经理：亓庆武 施工现场负责人：刘明现刘明喜 职责：1、全面负责对工程施工的组织领导。 2、协调施工过程中质量、进度、安全文明生产等各项工作。 3、抓好参与管理人员的责任制落实。 鲁北工地代表：张鹏彪 职责：1、组织进行施工中到厂材料、设备的验收。 2、审核施工单位编制的工序工艺卡。 3、对改造工程的施工工艺进行把关，对停工待检点进行验收。 4、深入现场检查施工质量，对发现的质量问题及时整改。
中石化湖北化肥厂资产公司宜昌分公司热电厂2×240t/h、1×220t/h燃煤锅炉烟气低氮改造方案 目录 前言 (2) 2设备概况 (2) 2.1 锅炉规范 (3) 2.2 燃煤特性 (3) 3 主要设计研究依据 (8) 4 NOx生成和低NOx控制技术 (8) 4.1 NOx生成机理 (8) 4.2 NOx的控制技术与分析 (11) 4.2.1 燃烧前NOx控制技术 (11) 4.2.2 燃烧中NOx控制技术 (11) 4.2.2.1 早期低NOx燃烧技术 (12) 4.2.2.2 水平空气分级低NOx燃烧技术 (13) 4.2.2.3 垂直空气分级低NOx燃烧技术 (13) 4.2.3 烟气脱硝技术 (13)
4.2.3.1 选择性催化还原技术SCR (14) 4.2.3.2 选择性非催化还原技术SNCR (14) 5 低NOx燃烧器的设计 (14) 5.1 3台锅炉低NOx燃烧技术改造项目燃煤特性评价 (14) 5.2 锅炉低氮改造改造技术方案 (15) 5.4 技术原理 (18) 5.4.1 垂直浓淡稳燃技术原理 (18) 5.4.2 水平浓淡煤粉燃烧器的热回流着火稳燃原理: (19) 5.4.3 浓淡煤粉燃烧器防止结渣和高温腐蚀原理 (20) 5.4.4 浓淡煤粉燃烧器降低NOx排放原理 (21) 5.4.5 偏置二次风降低NOx排放原理 (22) 5.4.6 空气分级燃烧(SOFA燃尽风)降低NOx排放原理 (23) 5.4.7灵活地调整汽温和保证安全受热面壁温 (25) 5.4.8燃尽风风量测量系统的说明 (25) 6 供货范围 (26) 前言
低氮燃烧器改造安装三 措一案 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
大唐鲁北电厂 2#炉低氮燃烧器改造安装三措一案 批准： 审核： 编制： 大唐鲁北电厂 烟台龙源电力技术股份有限公司 2011年11月
一、编制目的 二、为了加强大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程工作的管理，明确施工人员责任，规范施工程序和工作内容。保证施工过程的安全，提高施工工艺的质量，确保设备投运后的可靠运行，特编制#2锅炉燃烧器改造施工方案。 三、适用范围 仅适用于大唐国际鲁北发电厂#2炉低NOx燃烧器改造工程。 四、改造范围 针对本次改造所要达到的目的，基本的改造范围如下： 1）主燃烧器（更换除小油枪以外所有一次风组件、二次风喷口）。 2）燃尽风四层（包括喷口、喷口摆动执行机构、燃尽风箱、挡板风箱、燃尽风道、保温、护板、吊挂装置及附件，控制系统等）。 3）喷口附近水冷壁改造，水冷壁管屏采用内螺纹管。 4）油枪、等离子与火检设备相关的改造，如施工过程中对设备造成损坏，由乙方在不影响工期的范围内负责修理。 5）电气、仪表及控制系统（执行器、电缆等）的相关改造。 6）附属系统（支吊架、楼梯平台、检修起吊设施、防腐、浇注料、保温和油漆等）的改造，燃烧器改造后的保温恢复。 7）所有涉及低氮燃烧器的相关改造，如输粉管道、吹灰器、看火孔修复等。 8）二次风箱及燃尽风箱改造及相关支吊架、保温恢复等。 9）配套设计并更换所有一次风、二次风、周界风执行机构（气缸采用FESTO，火嘴摆动执行器的气缸材质为铝合金）。 10）其它（整套工程的设计、设备制造(含现场制作)、设备及材料供货、运输、安装工程、指导监督、技术服务、人员培训、调试、试验及整套系统的性能保证和售后服务等，并保证该全套工程的安全实施和不会对环境造成不良影响）。 四、组织管理措施 施工项目经理：亓庆武 施工现场负责人：刘明现刘明喜 职责：1、全面负责对工程施工的组织领导。 2、协调施工过程中质量、进度、安全文明生产等各项工作。