循环流化床锅炉低氮燃烧改造
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度等进行更改。
对一二次风的比例进行合理分配,使得一次风压头下降,二次风压头提升,大幅提高二次风的穿透力,达到分级燃烧的目的,使得燃料能够燃尽。
(2)烟气再循环系统优化改造前为降低成本,原有流化床四台锅炉燃煤主要为灰分低、碱金属含量高的准东煤,并且原设计分离器效率低,而燃煤本身含灰量较低,即使燃煤掺烧电石渣,灰分也无法有效提升。
分离器效率低、灰分差导致灰循环倍率明显不足,炉内热负荷分配不均,造成锅炉8个床温测点温度偏差大,有时候偏差可以达到60℃,造成燃烧极为不稳定。
本次烟再系统的优化就是把锅炉产生的含氧量低的一部分烟气在烟囱前引出一支,通过新增加的烟再风机送到一次风的入口再次利用。
通过烟气的再次利用,使得原有一次风量有所降低,同时密相区的低氧可以抑制床温,通过二次风量的适当增加,补充被替代的一次风量。
通过烟再的低氧烟气再次利用,在降低床温的同时,可以有效控制锅炉空预器进出口的氧含量,大幅降低NO x 排放。
由于烟气中存在一定的粉尘颗粒,可能对一次风机叶轮产生磨损。
针对此项问题,对磨损的原理展开分析,具体如式(1):W ∝V d 2.5×D d 3×ρd ×f (1)式中:W 为磨损量;V d 为粉尘速度;D d 为粉尘颗粒度;ρd 为粉尘浓度;f 为粉尘与金属表面冲击角度。
由公式(1)看出,气流速度的2.5次方、粉尘粒径的3次方与磨损成正比,是影响磨损的关键因素。
当采用烟气再循环后,一次风总量并不产生明显的变化,仅在一次风中增加一部分烟气量,由于锅炉目前除尘效率很高,除尘器后粉尘浓度极低,粉尘粒径小,且烟气量仅为一次风量的20%~35%左右(设计值留有较大裕量,实际运行值更低),混合后的气体含尘量进一步降低,磨损能力很弱,可以忽略不计。
按照设计值,除尘后烟气中的烟气中含尘量≤10mg/m 3,再和空气混合后其浓度不大于5mg/m 3,而在常规工业中的通风通道来说,一般将100mg/m 3以下含尘量的气体划归为洁净气体。
循环流化床锅炉低氮燃烧改造3台240t/h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。
标签:循环流化床锅炉;低氮燃烧;改造1 3台锅炉运行现状介绍(1)锅炉带负荷困难,240t/h的循环流化床锅炉最高能带至220t/h负荷,有时只能带180t/h负荷,影响对化工工艺主装置的供汽及供电。
(2)锅炉床温偏高(975℃),偏离设计值(790℃-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,炉膛出口水平烟道温度较低。
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650mg/Nm3,而炉膛出口水平烟道(脱硝喷枪位置)温度较低,影响SNCR烟气脱硝效率。
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,通过芯管小孔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,对风帽外罩小孔区域进行了加厚,以提高其耐磨性和使用寿命。
将风帽外罩风孔向下倾斜20°,减少相邻风帽风孔的扰动,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,便于安装施工。
材质方面采用铸造方式进行加工,风帽外罩及芯管材质统一采用ZG40Cr25Ni20。
改造后的风帽阻力从2.3kPa提升至4.3kPa,由于目前风机余量较大,加之改造后可以降低一部分一次风量,因此风帽阻力可以满足运行需要。
循环流化床锅炉低氮改造方案1目录1.NOx生成机理及影响因素2.脱硝改造方案33.杭锅烟气清洁排放技术2CFB 锅炉NOx 来源——燃烧温度影响Nox 生成机理及影响因素¾燃烧最高温度Tmax <1500K(1267℃ ),燃料型NOx为主¾燃烧最高温度Tmax >1900K(1627℃ ),燃料型NOx所占比例减少¾燃烧最高温度Tmax >2200K(1927℃ ),热力型NOx为主CFB锅炉炉膛温度在850~950℃,热力型NOx占总排放10%以下,以燃料型NOx为主。
NOx浓度理论计算公式——泽利多维奇公式C NOx =K(C N2C O2)1/2exp(-21500/RT T ) g/m 3;3NOx 生成与燃烧温度关系——摘自《CFB 锅炉NOx 的生成机理与计算》CFB锅炉NOx来源——物料粒径影响Nox生成机理及影响因素¾细颗粒可加强炉膛传热,使得炉膛内燃烧热量分配更趋合理,保证炉膛温度场均匀,避免密相区出现局部超温。
¾物料越细,燃烧速率提高,O2加速消耗,利于CO生成,炭粒表面还原气氛增强,抑制NOx生成。
制成¾细颗粒反应表面积增大,焦炭对NOx还原能力增强。
¾细颗粒着火提前,相应延长NOx分解还原时间。
物料粒径对NOx生成的影响——摘自《不同煤种高温燃烧时NOx和SO2生成影响因素的实验》4Nox生成机理及影响因素CFB锅炉NOx来源——过量空气系数影响过量空气系数增加,NOx生成增加¾贫氧燃烧条件下,燃烧中间产物易向N2转化,同时未燃尽C与还原气体抑制NOx生成¾富氧燃烧条件下,燃烧中间产物易向NOx转化转化。
煤过量空气系数与NO浓度关系——《不同种类煤粉燃烧NOx排放特性试验研究》5¾减小次风率使密相区为还原性气氛抑制NO 生成密相区流化风速CFB 锅炉NOx 来源——一、二次风率影响Nox 生成机理及影响因素减小一次风率,使密相区为还原性气氛,抑制NOx生成;密相区流化风速减小,气体及煤颗粒停留时间增加,抑制NOx生成.提高二次风率,增强二次风穿透能力,加强稀相区的气固混合降低飞¾提高二次风率,增强二次风穿透能力,加强稀相区的气固混合, 降低飞灰含碳量。
关于低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究一、低氮燃烧技术的概念和特点低氮燃烧技术是指一种在燃烧过程中通过优化燃烧工艺和系统设计,降低燃烧产物中氮氧化物的产生量的技术。
其主要特点是在燃烧过程中通过调节燃料和空气的混合比例,控制燃烧温度和延长燃烧时间等手段,有效降低燃烧产物中NOx的含量,达到减少大气污染的目的。
二、循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉是一种采用流化床技术的燃煤锅炉,其燃烧时燃料在空气的作用下形成气固两相流态化状态,具有燃烧温度低、燃烧效率高、燃烧产物中NOx和SOx的排放量较低等特点,被广泛应用于工业锅炉和发电厂。
三、低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究1. 燃料优化研究表明,选择合适的燃料对降低NOx排放量具有重要意义。
丰富的氢含量和低的灰分含量的煤对降低NOx排放量具有积极作用。
在燃烧过程中对燃料进行预处理,如添加氢气或氨气等还原剂,能够有效减少NOx的生成。
2. 空气分配优化在循环流化床锅炉的燃烧中,通过合理控制空气分配,使其与燃料充分混合,可以有效降低NOx的排放量。
采用二次空气等技术进行空气分配优化,能够有效提高燃烧效率和降低NOx排放。
3. 燃烧温度控制研究表明,降低燃烧温度是降低NOx排放的有效手段之一。
通过优化燃烧过程中的温度分布,使燃烧温度保持在适当范围内,能够有效减少燃烧产物中NOx的含量。
4. 燃烧时间延长通过延长燃烧时间,使燃料在燃烧过程中充分燃烧和混合,可以降低燃烧产物中NOx 的含量。
采用再循环燃气等技术,能够有效延长燃烧时间,减少NOx的生成。
四、低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用前景低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究具有广阔的应用前景。
随着环保政策的不断加大力度,对排放标准的要求也日益提高,低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用将会越来越受到重视。
随着相关技术的不断进步和成熟,低氮燃烧技术将会在循环流化床锅炉领域得到广泛应用,为环保和节能做出更大的贡献。
关于低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究一、低氮燃烧技术的原理和特点低氮燃烧技术是指通过优化燃烧过程和燃烧设备结构,减少燃料氮化合物在燃烧过程中与氧气发生反应生成氮氧化物的过程,从而减少氮氧化物的排放。
低氮燃烧技术主要包括燃烧温度控制、燃烧空气分配、燃烧稳定性控制、燃烧过程的优化等多方面的措施。
低氮燃烧技术的特点主要包括:一是降低氮氧化物排放;二是提高燃烧效率和设备运行稳定性;三是减少燃料消耗和污染物排放。
二、循环流化床锅炉的特点和优势循环流化床锅炉是一种利用流化床技术进行燃烧的锅炉,具有燃烧效率高、烟尘排放少、废气含氧量低、灰渣脱除效果好等优点。
循环流化床锅炉的主要特点包括:一是在燃烧过程中,固体颗粒与气体的混合均匀,具有良好的传热和传质性能;二是炉内温度分布均匀,燃烧温度高,有利于提高燃烧效率和降低污染物排放;三是燃烧床温度和气体速度可调节范围广,适应性强,能够燃烧各种燃料。
1. 燃烧过程优化:通过优化燃烧过程,控制燃烧温度和氧量,采用先进的燃烧控制技术,降低氮氧化物的生成和排放。
2. 烟气再循环技术:通过对烟气进行再循环,降低燃烧温度,减少氮氧化物的生成。
3. 燃烧空气分布优化:采用先进的空气分布技术,实现燃烧过程中氧气的均匀分布,避免局部过量氧气导致氮氧化物的生成。
4. 推进技术创新:通过不断推进技术创新,改进循环流化床锅炉的燃烧系统和控制系统,提高燃烧效率和降低氮氧化物排放。
通过以上研究,可以实现低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用,降低氮氧化物排放,提高燃烧效率和设备运行稳定性。
低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用具有广阔的发展前景。
一方面,随着环保政策的不断加强,对大气污染排放的限制将会越来越严格,对清洁能源和清洁燃烧技术的需求也将不断增加。
循环流化床锅炉本身具有燃烧效率高、烟尘排放少等优点,与低氮燃烧技术的结合将能够进一步降低氮氧化物排放,提高燃烧效率,符合环保要求,具有广泛的应用前景。
[键入文字]循环流化床锅炉低NOx 燃烧环保改造:自目前,对循环流化床运行优化和改造已有一些研究,多数为燃烧配风的控制,虽然有一定的效果,但对现场的运行人员操作要求较高,无法保证长期稳定的达标排放。
本研究针对某循环流化床锅炉改造实例进行探讨并提出有效降低NOₓ 的思路,即CFB 锅炉炉内低NOₓ 燃烧技术一体化改造方案,通过对二次风、水冷屏、过热器、返料系统、布风板、风帽、给煤口的优化,以及采用烟气再循环、SNCR 等烟气脱硝技术大幅度地降低NOₓ 的排放浓度。
采用该方案后,炉膛出口NOₓ 排放浓度应不高于50 mg/m3。
而考虑到暂无NOₓ 的超低排放需求,对于NOₓ 浓度无超低排放改造要求的锅炉,可不考虑增加SNCR 脱硝装置。
只需进行炉内燃烧改造,NOₓ 排放浓度低于150 mg/m3 即可。
1 实施方案1.1 工程概况某厂锅炉型号为YG-75/3.82-M1,蒸发量为75 t/h,由济南锅炉厂制造;该厂采用自然循环、中温中压双旋风分离的循环流化床锅炉。
3 台锅炉均为室内布置,钢结构形式,采用由旋风分离器组成的循环燃烧系统,炉膛为膜式水冷壁结构,过热器分高、低二级过热,中间设喷水减温器,尾部设三级省煤器和一、二次风预热器。
入炉煤磨煤机主要包括HSZ-50 型环锤式破碎机与KBC 型细粒破碎机,入厂煤经环锤式破碎机破碎后送入细粒破碎机磨制,合格煤粉送入锅炉炉膛。
对该锅炉污染物排放情况进行测试,在蒸发量分别为64 t/h 和34 t/h 工况下,锅炉NOₓ 排放浓度为596 mg/m3 和516 mg/m3。
锅炉NOₓ 排放情况浓度偏高,存在的主要问题如下。
1)锅炉炉膛出口NOₓ 原始排放浓度偏高,可达500~600 mg/m3。
循环流化床锅炉低氮燃烧的技术改造实践发布时间:2022-08-31T03:18:58.308Z 来源:《当代电力文化》2022年第8期作者:刘鑫东[导读] 循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能炉型。
自问世以来,在国内外得到了迅速的推广与发展刘鑫东国家电投集团内蒙古能源有限公司赤峰热电厂内蒙古赤峰市 024000摘要:循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能炉型。
自问世以来,在国内外得到了迅速的推广与发展,也是作为我国推广的洁净煤燃烧技术发展方向之一。
为了改善人们的生活环境,我国对环境保护提出了更高的强制性要求,要求企业的各项污染物排放必须达到环境质量标准和污染物排放标准。
为了符合可持续发展的要求,减少环境污染,有必要对锅炉烟气净化系统进行改造,减少锅炉烟气排放。
其中低氮燃烧技术在减低循环流化床锅炉烟气的方面表现突出,研究其技术应用的途径可以实现减少烟气排放的目标。
针对流化床锅炉的燃烧特点,低氮燃烧技术被开发出来,并得到很好的实际运用。
关键词:超低排放;燃煤锅炉;节能环保随着经济的快速发展,对能源和环境的压力逐渐增大。
因此,中国提出了可持续发展的战略目标。
社会和经济发展的同时,我们还必须注意环境的保护,为了适应时代发展的新要求工业企业污染物排放要求严格按照有关标准,并继续研究新型燃烧技术从根本上减少污染物的产生。
在研究过程中,通过实验得出氮氧化物是工业排放污染物的主要物质之一,必须采取措施减少氮氧化物的排放,才能有效实现工业生产节能减排的目标。
循环流化床是一种高效、洁净的燃烧技术。
已广泛应用于多家发电企业,并采用SNCR 脱硝系统与低氮燃烧技术相结合,有效地达到了减少污染物排放的目的。
一、锅炉低氮燃烧技术改造方案根据该公司的锅炉运行特点,制定了锅炉的低氮燃烧技术改造方案。
方案主体:锅炉烟气脱硝以SNCR 为主,低氮改造为辅,方案的优点就是锅炉的改造工程量不会很大,主要包含部分:1、二次风系统改造。
CFB锅炉的低氮燃烧技术改造研究随着环保意识的日益增强和国家对大气污染治理的严格要求,工业领域的排放标准也在不断提高。
作为工业生产中常用的一种锅炉,CFB锅炉在低氮燃烧技术改造方面备受关注。
本文将从CFB锅炉的基本原理和低氮燃烧技术的基本概念入手,探讨CFB锅炉低氮燃烧技术改造的研究现状和发展趋势,以期为相关行业提供一些参考和借鉴。
一、CFB锅炉的基本原理CFB锅炉是一种循环流化床锅炉,其基本原理是在锅炉燃烧室内通过喷嘴喷射燃料和空气,使其在适当的比例下混合燃烧,产生高温烟气。
在床料的作用下,燃料在流态化条件下进行燃烧,产生的烟气与固体颗粒物一起送入锅炉后部的循环流化床,经过循环后再次进入燃烧室参与燃烧,形成了一种循环燃烧模式。
CFB锅炉在燃烧过程中有以下几个特点:1. 温度均匀:由于燃烧床内颗粒物的循环,使得温度分布比较均匀,有利于降低热能损失和烟气中NOx的生成。
2. 燃烧效率高:由于床内颗粒物在循环中可以多次参与燃烧,使得原料充分利用,燃烧效率高。
3. 排放颗粒物少:由于床内颗粒物在循环中可以多次参与燃烧,减少了颗粒物的产生。
二、低氮燃烧技术的基本概念低氮燃烧技术是指通过调整燃料和空气的混合比例,控制燃烧温度和燃烧时间,减少燃烧过程中生成的一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的产生,在一定范围内将燃烧产物中的氮氧化物浓度降至较低水平,以达到减少大气污染物排放的目的。
低氮燃烧技术的常见手段包括:1. 调整燃料和空气的混合比例:通过合理的设计燃烧系统和调整燃料喷射和空气量,使得燃烧过程中的氧气和燃料的混合更加充分,降低高温燃烧区域内的氮氧化物产生。
2. 优化燃烧系统结构:通过改变燃烧室结构和布置,改变燃烧动力学参数,提高燃烧效率,减少烟气排放中的氮氧化物。
3. 使用低氮燃烧技术改造设备:通过使用一些低氮燃烧技术改造设备,如低氮燃烧器、SCR(选择性催化剂还原)装置等,来减少NOx的排放。
目前,CFB锅炉的低氮燃烧技术改造研究已经取得了一定的成果,主要表现在以下几个方面:1. 低氮燃烧器的研发:针对CFB锅炉的特点,一些研发机构和企业专门开发了适用于CFB锅炉的低氮燃烧器,通过改变燃烧器的结构和工作原理,有效降低了燃烧过程中的NOx 排放。
关于低氮燃烧技术在循环流化床锅炉上的应用研究
循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保的锅炉设备,广泛应用于化工、电力、冶金、建材等行业。
然而,传统的循环流化床锅炉存在着燃烧效率低、污染物排放多等问题,这
些问题严重制约了循环流化床锅炉的发展。
低氮燃烧技术是一种有效的降低燃烧产生氮氧化物排放的技术。
利用低氮燃烧技术可
以降低循环流化床锅炉的氮氧化物排放,提高燃烧效率,从而减少环境污染,降低能源消耗。
在循环流化床锅炉上采用低氮燃烧技术,可以通过以下几个方面进行改善:
1. 燃烧器优化:优化循环流化床锅炉的燃烧器,采用先进的低氮燃烧技术,可以降
低燃烧产生的氮氧化物排放量。
2. 调整氧浓度:适当调整循环流化床锅炉中的氧浓度,可以提高燃烧效率,减少排放。
3. 控制燃烧温度:控制循环流化床锅炉的燃烧温度,可以减少氮氧化物的生成量。
4. 推广高效燃料:推广高效的燃料,如天然气、液化气等,可以减少燃烧产生的污
染物排放。
在实际应用中,我们需要根据循环流化床锅炉的实际情况进行相应的改进和优化,实
现低氮燃烧技术的有效应用。
具体来说,需要关注以下几个问题:
1. 燃烧器的选择:选择合适的低氮燃烧器,根据循环流化床锅炉的工作条件,提高
燃烧效率。
总之,循环流化床锅炉的低氮燃烧技术应用研究,是当前环保、节能、减排的趋势。
通过对循环流化床锅炉的优化设计、燃烧器优化、燃料选择等方面的改进,可以实现循环
流化床锅炉的高效、低排放、低能耗的运行。
这不仅可以有效改善环境,保障人民健康,
也有利于提高企业的经济效益。
75t/h循环流化床锅炉超低排放技术改造工程总承包项目技术协议甲方:热电厂乙方:==----日期:二〇一八年十二月技术协议一、总则1.1、本协议适用于热电厂2台75t/h循环流化床锅炉超低排放工程(含锅炉低氮燃烧改造及炉本体漏风处理),对设备的功能、设计、结构、性能、安装和试验等方面提出技术要求。
改造后指标具体要求以环保部门检测指标为准:SO2:小于 35 mg/Nm3;NOx:小于 50 mg/Nm3。
颗粒物:小于10mg/Nm3。
工期:签订合同后110天,竣工验收合格交付业主。
1.2、超低排放工艺:乙方根据甲方公司锅炉及现有环保设施情况,选择最优的、最合理的方案完成超低排放改造。
本次改造采用锅炉低氮燃烧改造及炉本体漏风处理,脱硝设施采用原锅炉SNCR尿素法+新增SCR,脱硫设施采用原CFB 锅炉炉内喷钙脱硫+新增半干法脱硫吸收塔脱硫,除尘设施采用原电袋除尘器+新增布袋除尘器,使烟气排放指标满足超低排放要求。
1.3、本协议提出了最低限度的技术要求,并未规定所有的技术要求和适用的标准,乙方应提供满足本协议和有关最新标准要求的高质量产品及其服务。
对国家有关安全、环保等强制性标准,必须满足其要求。
签订协议后,乙方还要及时跟踪执行建设项目所在地相关强制性标准的要求。
1.4、乙方须执行本协议所列标准及相应的国家和行业相关技术要求和适用的标准。
有矛盾时,按较高标准执行。
1.5、合同签订后10天,乙方提出设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、试验、运行和维护等标准清单给甲方,乙方应选择性价比较高的优质产品,且企业信誉良好、资信等级较高、用户评价优良。
系统扩容而新增的设备、部件等,尽量保持与原设备、部件一致,保证其接口、备件等的通用性。
1.6、其它未尽事宜,甲、乙双方友好协商解决。
二、建设目标及工程范围2.1、工程概况2.1.1、本工程拟在现有装置的基础上,对2台循环流化床锅炉进行超低排放技术改造。
循环流化床锅炉炉内低氮改造方法摘要:由于国家超低排放政策要求愈加严格,循环流化床(CFB)锅炉实施炉内低氮改造势在必行。
本文总结了国内CFB锅炉目前主要采用的低氮改造方法,提出其关键在于实现炉内“低温、低氧、低钙”。
随着CFB锅炉技术的不断发展,低氮改造方法将会不断进行完善,将更加高效、环保和可靠。
关键词:CFB;低氮;改造1引言循环流化床(CFB)燃烧技术自20世纪70年代问世以来,经过近40余年的发展,已经成为目前商业化程度最好的洁净煤燃烧技术[1,2]。
CFB锅炉最大的优势在于其广泛的煤种适应性和较低的污染物排放。
在国内较长一段时间里,CFB锅炉无需设置脱硝设备,NOx排放仅通过炉内空气分级燃烧即可满足当时的环保法规要求。
但我国于2015年出台了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,明确要求全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现污染物超低排放[3]。
对于CFB锅炉,尤其燃用较高挥发分的煤种时,大批电厂的NOx原始排放均在200~300mg/Nm3以上,锅炉需设置相应的脱硝装置才能满足超低排放的要求[4]。
国内大量CFB锅炉运行表明,若不采取手段控制炉内原始排放,仅通过设置炉外脱硝装置来降低NOx的排放,会导致还原剂耗量的大大增加,随之而来的氨逃逸量也大大增加,导致大量硫酸氢氨的生成,直接导致尾部空预器发生堵塞和腐蚀。
因此,从根本上减少炉膛出口NOx的原始排放,才是最经济的脱硝方法。
2循环流化床锅炉炉内低氮改造方法国内外大量理论研究和运行实践表明,控制NOx排放的关键在于实现炉内“低温、低氧、低钙”。
因此,目前国内CFB锅炉低氮改造主要手段为降低床温、提高床温均匀性、空气深度分级和高效脱硫等。
2.1“低温”改造目前国内大量CFB锅炉普遍存在床温偏高的问题。
高床温导致石灰石利用率低,钙硫比增大,NOx原始排放升高。
因此,降低床温、提高床温均匀性是降低锅炉NOx排放的关键技术之一。
目前国内CFB机组“低温”改造主要分为以下几方面:(1)炉膛内增加水冷受热面改造。
循环流化床锅炉低氮燃烧改造浅析一、循环流化床的优点(1)燃料适应范围广。
这是循环流化床锅炉的重要优点,几乎可以燃用各种优劣质煤。
常见劣质煤如高灰煤、高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥、油页岩等均可进行掺烧。
(2)燃烧效率高。
目前国内自行设计的循环流化床燃烧效率高达95%-99%,对无烟煤可达97%,对其他劣质煤时,燃烧效率比煤粉炉高出约5%左右。
(3)脱硫效率高。
可直接向循环流化床内加入石灰石、白云石等脱硫剂,脱去燃料燃烧生成的SO2,并可根据燃料中所含的硫量大小确定加入脱硫剂量。
(4)氮氧化物(NOX)排放低。
在标准状态下,NOX的排量可以控制在300PPM以下,利用两段低温燃烧技术,可控制在100 -200PPM以下。
(5)负荷调节范围大,负荷调节快。
通过调节给煤量、空气量及物料循环量,可实现负荷25%-100%之间的快速调整,调整速度一般可达每分钟4%。
(6)灰渣含碳量低,易于实现综合利用。
循环流化床燃烧过程属于低温燃烧,灰渣含碳量低(含碳量一般小于5%),属于低温透烧,灰渣可直接进行综合利用,如作为水泥掺和料或做建筑材料等。
(7)循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面,因而不存在其他锅炉的受热面易磨损的问题。
此外,由于床内没有埋管受热面,启动、停炉、结焦处理时间短,可以长时间压火,压火时间可达8小时,方便故障的临时处理。
(8)燃料预处理系统简单。
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于13mm,因此与煤粉锅炉相比,燃料的制备破碎系统大为简化,仅需简易破碎便可达到燃烧要求。
(9)给煤点少。
循环流化床锅炉的炉膛截面积小,同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少。
既有利于燃烧,也简化了给煤系统。
二、影响循环流化床氮氧化物排放的因素在循环流化床锅炉中,产生氮氧化物的主要来源是燃料中的N,因此,从总体上看,燃料N含量越高,则氮氧化物的排放量也越高。
当空气不分级或者分级不明显的时候,降低过量空气系数,在一定程度上可限制反应区的氧浓度,可控制氮氧化物的生成。
循环流化床锅炉低氮燃烧改造及运行优化随着空气速度的进一步增加,床内有气泡。
气泡的形成和固体颗粒的床层表现出沸腾液体的特性,在这一阶段,床层被称为“鼓泡流化床”。
由于较高的速度,气泡形成和消失很快,导致颗粒从流化床中吹出,一些颗粒必须重新循环以保持稳定的系统,称为“循环流化床”。
流化床技术有鼓泡流化床、循环流化床和加压流化床技术,加压流化床正处于发展阶段,世界范围内循环流化床的应用日益增多。
鉴于此,文章结合笔者二十几年的从业经验,对循环流化床锅炉低氮燃烧改造及运行优化提出了一些建议,仅供参考。
标签:循环流化床锅炉;低氮燃烧改造;运行优化措施引言循环流化床锅炉技术是在鼓泡床锅炉的基础上发展出来的较为先进的技术,在这之前,旧锅炉的改造和新锅炉的研发为此提供了数据和丰富的经验。
此次超低排放改造不但有效降低了我公司1#、2#CFB锅炉多污染物的排放浓度,使得NOx、SO2和烟尘排放可以满足国家超低排放标准,而且增加了锅炉效率。
1、锅炉基本特性1#、2#锅炉型号为:NG-90/9.8-M,高温高压,单锅筒横置式,单炉膛,自然循环,全悬吊结构,全钢架π型布置。
炉膛采用膜式水冷壁,两个蜗壳式绝热旋风分离器,在炉膛内布置三片屏式过热器受热面。
两侧旋风分离器入口水平烟道分别布置3支脱硝喷枪及分离器顶部1支脱硝喷枪,喷入适量的氨水来去除烟气中的NOX,脱硝后的烟气依次经过尾部竖井烟道布置的两级四组对流过热器、过热器下方布置的二组光管省煤器及一、二次风空气预热器,由尾部烟道进入布袋除尘器、半干法脱硫经除尘后进入引风机,后经煙囱排出。
2、循环流化床锅炉低氮燃烧改造根据当时环保指标控制设计,氮氧化物原始浓度300mg/m3左右,无法满足日益严峻的环保要求,必须要对其进行炉内低氮改造。
锅炉目前运行的现状:(1)运行床温偏高,明显高于设计值,远高于对降低NOX和SO2原始排放有利的床温890℃。
为降低床温,运行中保持较高的一次风量,一、二次风量比达55:45,不符合设计要求。
循环流化床锅炉NOx超低排放改造在化石能源的利用中,矿物燃料的燃烧排放出大量污染物。
我国每年排入大气中的87%的SO2,68%的NOx和60%的粉尘均来自于煤的直接燃烧。
因此,文明用能、合理用能,发展高效、低污染的清洁煤燃烧技术,降低NOx和SO2的排放量是当前亟待解决的问题。
循环流化床锅炉是最近20年里发展起来的一种新型燃烧技术,其主要特点是燃料及脱硫剂经多次循环、反复进行低温燃烧和脱硫反应,炉内湍流运动强烈。
它不但能达到90%的脱硫效率和与煤粉炉相近的燃烧效率,而且具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。
目前循环流化床技术经过几十年的发展,在燃烧控制,炉内脱硫,低氮燃烧技术上有了很大的改进。
一、燃煤锅炉NOx的产生机理煤燃烧过程中产生的NOx主要是NO和二氧化氮,这两者统称为NOx,此外还有少量的氧化二氮。
在煤燃烧过程中NOx的生成量和排放量与煤的燃烧方式有关,特别是燃烧温度和空气过量系数等燃烧条件关系密切,在煤燃烧过程中,生成的NOx途径有:(1)热力型NOx,它是空气中氮气在高温下氧化而成的,温度足够高时,可占20%。
(2)燃料型NOx,它是燃料中含有的氮化物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成的。
在燃烧过程中,一部分含氮的有机化合物挥发并受热裂解生成N、CN、HCN和NHi等中间产物,随后再氧化生成NOx,另一部分焦炭中的剩余氮在焦炭燃烧过程中被氧化成NOx,因此燃料型NOx又分为挥发分NOx和焦炭NOx。
实验表明,在通常的燃烧条件下,燃煤锅炉中大约只有20%-25%的燃料氮转化为NOx,而且受燃烧过程空气量影响很大,常用过量空气系数来表示,燃烧过程空气量的多少,一般定义在化学当量比下的过量空气系数为1,大于1表示空气过量,小于1表示空气量不足,当过量空气系数为0.7时,燃料型NOx的生成量接近于零,然后随过量空气系数的增加而增加。
同时进一步研究表明,焦炭氮向NOx的转化率很低,大多数燃料型NOx属于挥发分NOx,以上知识对研究和开发燃料型NOx有重要帮助。
[键入文字]330MW 循环流化床锅炉低氮燃烧改造: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330 MW 循环流化床锅炉发电机组,锅炉为DG1165/17.5-II 1 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 (ive non-catalytic reduction)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。
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≤100mg/Nm3)。
2 氨水耗量偏大原因分析从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(circulating fluidized bed)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),床温均匀性也较差,床温偏高运行人员不得不增加一次风量1。
CFB锅炉的低氮燃烧技术改造研究CFB锅炉是一种循环流化床锅炉,由于其独特的结构和特点,具有燃烧效率高、污染物排放少等优点,因此被广泛应用于工业生产中。
由于其燃烧过程中的高温和高压环境,产生的氮氧化物(NOx)排放量较大,对环境造成了一定的危害。
对CFB锅炉进行低氮燃烧技术改造具有重要的研究意义。
CFB锅炉燃烧过程中的NOx主要来源于燃烧产生的氮气和空气中的氧气。
降低燃料中的氮含量是降低NOx排放的有效手段之一。
传统的低氮燃烧技术主要包括燃料预处理和燃烧器调整两个方面。
燃料预处理主要是通过增加还原剂来降低燃料中的氮含量。
常用的还原剂有氢气、煤炭表面活化剂等。
煤炭表面活化剂可以提高煤炭表面的反应活性,使其更容易于与还原剂发生反应,从而降低氮含量。
还可以通过选择低氮煤种来减少燃料中的氮含量。
燃烧器调整主要是通过调整燃烧器的结构和工作参数来改善燃烧质量和降低NOx排放。
常见的燃烧器调整方法包括风量调节、燃料分布调节、温度调节等。
风量调节可以通过调整燃烧器的进风量来改变燃料和空气的混合程度,从而降低NOx排放。
燃料分布调节可以通过调整燃烧器的结构和工作参数来改变燃料在燃烧过程中的分布情况,从而优化燃烧过程,减少NOx生成。
温度调节可以通过调整燃烧器的工作温度来改变燃烧过程中产生NOx的热力学条件,从而降低NOx排放。
除了上述传统的低氮燃烧技术,还可以通过使用新型低氮燃烧器来改善CFB锅炉的低氮燃烧性能。
新型低氮燃烧器可以通过改变燃气和空气的混合方式、增加反应时间等来改善燃烧过程中的燃料混合和燃烧效果,从而达到减少NOx排放的目的。
新型低氮燃烧器还可以通过增加一些辅助设备,如缓冲装置、旋流器等,来改善燃烧过程中的流态特性,从而减少NOx的生成。
CFB锅炉的低氮燃烧技术改造研究具有重要的实际应用意义。
通过燃料预处理和燃烧器调整等方法可以有效降低锅炉燃烧过程中产生的NOx排放。
而采用新型低氮燃烧器可以进一步改善燃烧过程的燃料混合和燃烧效果,从而最大限度地减少NOx的生成。
循环流化床锅炉低氮燃烧改造及效果分析引言随着环保意识的提高,能源利用的效率和清洁度越来越受到关注。
循环流化床锅炉作为一种新型锅炉炉型,由于其独特的流化床燃烧特性以及高效节能的特点,近年来得到了广泛的应用。
然而,由于传统循环流化床锅炉燃烧方式存在着一定的氮氧化物排放问题,因此需要进行低氮燃烧改造,以满足环保要求。
本文将会对循环流化床锅炉低氮燃烧改造及其效果进行分析。
循环流化床锅炉简介循环流化床锅炉(简称CFB)是一种新型的煤粉锅炉,其燃烧室内的燃料在高速气流的作用下从床下通过,经过受加热的循环材料床层携带气体一起燃烧,实现了高效稳定的燃烧过程,其基本结构如图1所示。
循环流化床锅炉的结构循环流化床锅炉的结构图1 循环流化床锅炉的结构CFB锅炉采用循环流化床燃烧的方式,能够在床层内实现良好的混合、均热和分布,从而使燃料的有效燃烧率得到了提高。
此外,CFB锅炉还具有以下几个优点:•燃烧过程稳定•燃烧效率高•灰渣熔融得到充分利用•燃煤适应性强由于其优良的性能,CFB锅炉被广泛应用于化工、电力等领域。
CFB锅炉低氮燃烧改造低氮燃烧技术原理CFB锅炉在燃烧过程中会产生大量的氮氧化物(NOx),这是由于燃料中的氮和氧在高温下结合产生的。
为了减少NOx的排放,可以采用低氮燃烧技术。
低氮燃烧技术原理如下:•采用低氮燃料,该燃料不含氮或含氮量低。
•降低燃烧区温度,减少NOx的生成。
•在燃烧过程中加入还原剂,如NH3、尿素等,将NOx还原为N2和H2O。
低氮燃烧改造方法对于已经安装的CFB锅炉,需要进行低氮燃烧改造。
一般可以采用以下几种方法:•调整燃烧操作参数,如燃烧温度、过量空气系数等。
•安装选用低氮燃烧器,或改进原有燃烧器。
•在燃烧过程中加入还原剂。
低氮燃烧改造的效果分析对于CFB锅炉进行低氮燃烧改造,其对NOx排放量的减少达到了一定的效果。
据统计,低氮燃烧技术能够将排放的NOx降低30%~40%。
此外,低氮燃料的使用、燃烧过程中的还原剂投加等方法也可以对降低NOx排放量产生一定的效果。
循环流化床锅炉低氮燃烧改造
3台240t/h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。
标签:循环流化床锅炉;低氮燃烧;改造
1 3台锅炉运行现状介绍
(1)锅炉带负荷困难,240t/h的循环流化床锅炉最高能带至
220t/h负荷,有时只能带180t/h负荷,影响对化工工艺主装置的供汽及供电。
(2)锅炉床温偏高(975℃),偏离设计值(790℃-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,炉膛出口水平烟道温度较低。
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650mg/Nm3,而炉膛出口水平烟道(脱硝喷枪位置)温度较低,影响SNCR烟气脱硝效率。
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,通过芯管小孔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,对风帽外罩小孔区域进行了加厚,以提高其耐磨性和使用寿命。
将风帽外罩风孔向下倾斜20°,减少相邻风帽风孔的扰动,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,便于安装施工。
材质方面采用铸造方式进行加工,风帽外罩及芯管材质统一采用ZG40Cr25Ni20。
改造后的风帽阻力从2.3kPa提升至4.3kPa,由于目前风机余量较大,加之改造后可以降低一部分一次风量,因此风帽阻力可以满足运行需要。
2.2 旋风分离器中心筒改造
改造方案采用Cr25Ni20MoMnSiNRe材料铸造中心筒,内径缩至2.016m,高度减少为3200mm(插入深度缩减300mm,),内径适当收缩能适当提高分离效率,筒体厚度δ=16mm。
这种中心筒耐高温达1150-1200℃,完全可以满足中心筒工作环境的温度要求,耐高温程度接近Cr25Ni20,而耐磨性远高于Cr25Ni20材料,并且铸造中心筒厚度增加,能有效避免钢板卷制中心筒在运行中易受胀缩应力而变形成椭圆,分离效率下降,燃烧工况恶化的后果;铸造中心筒增厚后强度远高于钢板卷制的筒体,不会产生变形现象。
3 改造后的效果
3.1 锅炉布风装置改造效果
3.1.1 由于采用良好结构的风帽结构,锅炉主床的流化特性增加,改造后一次风风量降低10%,锅炉床温下降15℃。
3.1.2 改造后额定负荷下布风板阻力4000Pa。
3.1.3 由于分级燃烧效果加强,床温下降,使得锅炉的原始NOx排放下降10%。
3.2 旋风分离器中心筒改造效果
3.2.1 通过中心筒和分离器入口截面改造,分离器效率提高,循环灰量增加,有利于锅炉运行床温的降低、污染物排放的减少并节约炉内干法脱硫用石灰石耗量。
改造后分离器的阻力提高约150Pa,现有引风机满足改造后阻力增量的要求。
3.2.2 锅炉运行床温下降30-50℃。
3.2.3 NOx原始排放浓度降低10%;
3.2.4 稀相区压力增加至1.0kPa以上。
3.3 总体指标
2台锅炉出力不低于240t/h;240t/h负荷运行时,床层温度低于950℃,床层温度与炉膛出口温差小于50℃;炉膛出口氮氧化物降至<350mg/Nm3;出口烟气氧含量不大于6%;空预器漏风率不大于2%;锅炉炉膛差压介于 1.5-2.5kPa 之间;锅炉出口排烟温度低于140℃。
4 结束语
此次锅炉本体改造不仅解决了甲醇分公司锅炉长期出力不足问题,同时解决了SCR脱硝改造后锅炉本体设备部件腐蚀等瓶颈问题,为甲醇分公司年产85万吨甲醇装置奠定了良好的基础。
参考文献
[1]DL/T5047-95.电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)[S].
[2]ASME PTC4-1-1998.锅炉性能试验规程[S].
[3]GB 9222-2008.水管锅炉受压组件强度计算[Z].
[4]GB 13223-2011.火电厂大气污染物排放标准[S].。