燃煤锅炉的低氮燃烧改造

0引言

某厂机组投运以来，锅炉总体上运行平稳，

但也存在高负荷运时锅炉局部床温较高、床温偏

差较大，燃烧时NOx排放较高，脱硝剂氨水耗量

偏大等问题，在通过加强燃煤粒度控制与优化燃

烧调整[1,2]等措施后，上述问题仍未得到很好的

解决。因此，如何降低燃烧时NOx原始排放，在

保证环保排放的基础上减少脱硝剂氨水耗量，已

成为该厂面临的重要课题。

1设备概况

某厂建设有2台330MW循环流化床锅炉发

电机组，锅炉为DG1165/17.5-II1型亚临界参数

国产化循环流化床汽包炉、自然循环、单炉膛、

一次中间再热、汽冷式旋风分离器、平衡通风、

露天布置、燃煤、固态排渣、受热面采用全悬吊

方式，刚架为双排柱钢结构。机组环保工艺中脱硝采用选择性非催化还原SNCR(selectivenon-catalyticreduction）脱硝技术，在锅炉分离器入口

烟道喷入氨水，利用氨水与炉内生成的氮氧化物

反应从而实现脱硝[3]。

某厂投产以来，锅炉整体运行平稳，氮氧化

物排放满足《火电厂大气污染物排放标准》GB13223—2011要求(NOx排放臆100mg/Nm3)[4]。2016年山西省开始推行火电机组超低排放改造，

公司积极响应政府文件精神[5]，进行了超低排放

改造，并开始超低排放试运行(NOx排放臆50mg/Nm3)。

2氨水耗量偏大原因分析[5]

从NOx生成机理上分析，造成氨水耗量大的

根本原因在于NOx原始排放量偏高，再加上超低

排放运行，使氨水用量增加，其次SNCR脱硝存

在最佳反应窗口温度，脱离窗口温度后SNCR脱

硝效率下降，氨水耗量将增加。循环流化床CFB

（circulatingfluidizedbed）锅炉NOx原始排放主要

受燃料中氮元素含量、锅炉运行床温及床温均匀

性、密相区氧量等因素影响，而SNCR脱硝效率

主要取决于分离器入口烟温。目前该厂煤种较稳

定，燃料中氮元素含量不高，而锅炉布风板宽深

比较大，整体运行床温偏高（尤其高负荷段），床330MW循环流化床锅炉低氮燃烧改造

超低烟气分析仪在工业燃煤锅炉低氮燃烧中的应用

锅炉作为我国工业生产中的重要能量转换设备，其在运行的过程中需要消耗大量的燃料，而随着燃料的加热

燃烧会释放大量的氮氧化物，如果不经过处理直接排放到外界，将会对环境造成严重的污染。在节能环保政策号

召下，燃煤锅炉逐渐向低氮燃烧技术发展，采用各种先进的技术降低氮氧化物的生成或者排放，不仅能够提高锅

炉的燃烧效率，同时还能够降低对环境的污染。本文对燃煤锅炉低氮燃烧技术进行介绍分析，为推进我国燃煤锅

炉低氮燃烧改造提供一定的参考。

NOx的产生途径

燃料在燃烧过程中，生成NOx的有三个途径：燃料型NOx、热力型NOx和快速性NOx，三种NOx在燃料燃烧

过程中的情况很不相同。

热力型NOx，是由空气中氮气在高温下氧化而生成的NOx。在燃烧温度小于1350℃时，几乎没有热力型

NOx，只有当燃烧温度超过1500℃，热力型NOx才可能占到15%~25%。

快速性NOx，是空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等在燃烧时发生反应而产生的NOx，快速型NOx所占

比例一般不到5%。

燃料型NOx，是燃料中含有的氮化合物在燃烧过程中先热解接着又氧化而产生的NOx，占NOx总生成量的绝

大部分。

根据NOx生成机理，燃煤过程主要控制热力型NOx和燃料型NOx。低氮燃烧技术是通过降低燃烧反应温度，

减少过量空气系数，缩短烟气在高温区的停留时间等手段达到空气NOx的目的，它是现阶段降低燃煤锅炉NOx排

放最主要也比较经济地方法。由于低氮燃烧技术工艺成熟，投资及运行费用相对较低，已在火电厂的NOx排放控

制中得到了较多应用，常用的低氮燃烧技术有燃料分级燃烧、空气分级燃烧、低氮燃烧器等。

1、燃烧分级技术 燃料分级技术是把燃烧分成两股或多股，创造三个燃烧区域：富氧区域、缺氧区域、燃尽区域。在富氧区

域，供入分解炉用煤的70-90%，此处空气过剩系数a约1.2，NOx成。在缺氧区供入10-30%的分解炉用煤量，此

工业技术　２０１６￣Ｊ　３４　ｌ科技创新与应用　

循环流化床锅炉低氮燃烧改造　

黑君　

（神华宁夏煤业集团有限责任公司甲醇分公司，宁夏灵武７５０４１１）　

摘要：３台２４０ｆｉｂ锅炉是年产８５万吨甲醇装置的动力源输出设备，为单汽包、自然循环、循环流化床燃烧方式　为满足锅炉现　

有ＳＣＲ烟气脱硝装置后烟气使用条件，同时提高锅炉出力负荷，降低锅炉炉膛出口氮氧化物排放量，文章介绍甲醇分公司已实　

施的２台２４０ｔ／ｈ锅炉本体改造过程及达到的改造效果。　关键词：循环流化床锅炉；低氮燃烧；改造　

ｌ　３台锅炉运行现状介绍　

（１）锅炉带负荷阑难，２４０ｔ／ｈ的循环流化床锅炉最高能带至　２２０ｆｆｈ负荷，有时只能带ｌ８０ｆｆｈ负荷，影响对化　Ｔ艺主装置的供　

汽及供电。　

（２）锅炉床温偏高（９７５℃），偏离设计值（７９０℃一９２０℃），炉内整　

个温度场分布不均匀，炉膛底部床层温度和炉膛出口烟气温度相差　较大，炉膛出口水平炯道温度较低。锅炉稀相区压差小，锅炉风帽、　

分离器结构及回料器风系统设计不合理，锅炉主循环回路运行不正　

常．．　

（３）氮氧化物生成量高，最高达到６５０ｍ￣Ｎｍ　，　炉膛出口水平　烟道（脱硝喷枪位置）温度较低，影响ＳＮＣＲ炯气脱硝效率。锅炉各　

主要运行风量测点设置空气预热器入口，屏幕显示的锅炉风量受空　

气预热器漏风影响，不能准确反映锅炉运行状况。　（４）为了使锅炉能带较大负荷必须高炉温运行，炉膛供风量偏　

大，导致锅炉磨损严重，能耗较高。　

２项目实施内容　２．１锅炉布风装置改造　改造方案选取了较低的风帽外罩小孔速度以降低外罩磨损，通　

过芯管小孑Ｌ调节布风板阻力以保证布风板具有良好的阻力特性。针　

对甲醇分公司循环流化床锅炉风帽磨损严重的问题，对风帽外罩小　孑Ｌ区域进行了加厚，以提高其耐磨性和使用寿命。将风帽外罩风孔　

向下倾斜２０ｏ．减少相邻风帽风孑Ｌ的扰动，减少床料反窜；风帽芯管　

上端部利用端板焊死，防止风帽脱落从芯管漏渣，便于安装施丁。材　质方面采用铸造方式进行加Ｔ，风帽外罩及　管材质统一采用　ＺＧ４０Ｃｒ２５Ｎｉ２０。改造后的风帽阻力从２．３ｋＰａ提升至４．３ｋＰａ，由于目　

个人总结，仅供交流学习，精品资料

锅炉低氮燃烧改造

使用单位（业主单位）承诺书

（建议模板）

为了做好锅炉低氮燃烧改造工作，确保低氮燃烧改造后

的锅炉安全、稳定、无故障运行，本单位向 （区质

监局）质量技术监督局承诺如下：

一、严格遵守《中华人民共和国特种设备安全法》、《特

种设备安全监察条例》等法律法规规定，负责组织做好本单

位锅炉等特种设备安全管理工作。组织、协调、督促相关单

位按要求开展改造工作，并承担改造项目的安全责任。

二、落实安全主体责任，建立健全特种设备安全技术档

案、使用安全管理制度和岗位安全责任制度，明确特种设备

安全保障负责人,使用符合安全技术规范要求的特种设备，保

证在用特种设备依法登记、检验合格。

三、已核实锅炉燃烧器的更换、改造和调试由燃烧器制

造商或其授权的单位进行,已核实燃烧器制造商或其授权的

单位出具安全确认书，已核实燃烧器型式试验报告、证书及

其备案证明中，燃烧器型号及其主要配件的型号、参数、制

造单位与配置的燃烧器一致。

四、保证在对锅炉燃烧器进行调试时，无关人员不在锅

炉附近聚集。

使用单位： 法定代表人或主要负责人签字 （公章）

年 月 日

注：使用单位签字盖章后，此表由区质监局、分局收回留存。