循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫技术的应用
【摘 要】介绍了炉内喷钙干法脱硫工艺和反应原理，总结了改造后的主要成果，对产生的社会和环境效益进行了分析。炉内喷钙脱硫技术在循环流化床锅炉上的应用效果良好。
【关键词】炉内喷钙;循环流化床;干法
山东兖矿国际焦化有限公司地处国家二氧化硫两控区，随着国家、地方环保政策的逐步调控，对二氧化硫排放指标要求越来越严，浓度、总量双达标已事关企业的生存与发展。公司锅炉系统原配套脱硫装置设计简单，为在皮带上添加碎石硝，脱硫成本高、效率低、操控难度大。为降低锅炉烟气二氧化硫排放浓度，保证锅炉烟气稳定达标排放，结合公司循环流化床锅炉的特点，公司采用炉内喷钙干法脱硫技术对锅炉脱硫系统进行了改造。本文介绍了该技术在循环流化床锅炉上的应用和实践。
1.原脱硫设计工艺
在锅炉的动力煤存放地共有两个下料口，一个用来下煤，另一个用来下细石灰石（石硝）。当锅炉上煤时，同时开启两个下料口的振动给料机，煤和细石灰石落在同一条皮带上---1#皮带，根据细石灰石含钙量，人工控制按钙硫比4左右比例添加。经1#皮带后，煤与细石灰石依次经过自冷除铁器、振动筛、破碎机充分混合后再依次经过2#皮带、3#皮带、煤仓，然后经给煤机进入锅炉燃烧。公司锅炉为3台UG-75-3.82-450-41M型号的循环流化床锅炉，运行方式为两开一备。
工艺主要缺陷：
１．１脱硫效率低。脱硫剂为细石灰石，颗粒大（1-3mm），混合不均，造成脱硫效果不稳，超标现象时有发生(二氧化硫浓度指标为900mg/Nm3)。
１．２脱硫剂添加人工控制，易造成脱硫剂的浪费，为保证排放不超标，钙硫比通常保持较高水平（4左右），甚至更高。
１．３煤和脱硫剂下料口各只有一个，断煤或脱硫剂添加不及时出现问题后会影响锅炉运行和排烟浓度控制。
２．炉内喷钙脱硫工艺
２．１系统基本组成包括：石灰石钢粉仓系统、石灰石输送系统、辅助设备及程控系统等。石灰石粉（细度要求250目）由罐车运至钢粉仓附近，钢粉仓附带的快换接头与罐车连接，完毕后打开手动蝶阀，石灰石粉由罐车气源送至钢粉仓。卸料时先打开炉前快关阀，进气阀组。启动给料阀，通过PLC来控制旋转
“W”型火焰锅炉燃烧调整技术探讨
我厂两台锅炉为国内引进美国巴威公司技术生产的“W”型火焰锅炉，于2009年7月投入运行。该炉设计煤种为云南地区无烟煤，而实际燃煤为混合煤种，主要特点是发热量低，硫份高，挥发分高，灰熔点低，煤的低位热值从14MJ／kg到21 MJ／kg，灰份从34％（应用基）到49％，挥发份从7％（应用基）到20％不等,实际运行中，锅炉燃烧稳定性较脆弱，炉膛负压波动大，结焦较为严重，飞灰和炉渣含碳量高。这种情形对实际燃烧调整提出了较高要求：既要保证锅炉的稳定燃烧，又要从多变的煤质中寻找出影响锅炉结焦、飞灰和炉渣含碳量高的主要因素，采取相应的措施，以提高锅炉经济性。
关键词：“W”型火焰 锅炉 燃烧技术 巴威
一 燃烧调整的探讨与分析（一） 燃烧稳定性
我厂两台W型火焰锅炉均配置24只双调风旋流燃烧器，虽然理论上W型火焰炉单只火嘴火焰气流相对比较独立，彼此之间影响较小，但实际上由于各一次风管风速及煤粉浓度存在一定偏差，再加上各个燃烧器制造质量不可能完全一样，当煤粉在炉内发生剧烈燃烧时，很难保证各个火嘴火焰不偏斜且长度一致，若仅是四角火嘴燃烧不稳波动大，仅表现在火焰电视暗淡闪烁发黑，主汽压力、汽包水位及负压不会有太大波动；若炉膛中间区域火嘴不稳定则容易引起炉内整体火焰气流扰动，从而导致负压与汽包水位大幅度波动，严重时可能导致灭火。
（二） 结焦的因素及控制手段
煤种的变化是导致结焦的最主要的原因，特别是燃用灰熔点低、挥发份相对较高的煤种，其在下部炉膛燃烧时着火点早，火焰相对密集，造成扩散性燃烧，下部炉膛容积热负荷较大，从而造成局部高温区水冷壁面结焦。
1、影响结焦的因素有以下几点：
（1）燃煤灰分特性 煤在燃烧后残存的灰分是由各种矿物成分组成的混合物。它没有固定的由固相转为液相的熔融温度。煤灰在高温灼烧时，某些低熔点组分发生反应形成熔融，并与另外一些组分反应形成复合晶体，此时它们的熔融温度将更低。在一定的温度下，这些组分还会形成熔融温度更低的某种共熔体。当燃用灰熔点较低的煤种时，应在保证锅炉燃烧稳定的前提下尽量降低炉膛温度，避免受热面大面积结焦。
巴威W火焰锅炉的燃烧及污染物数值模拟及试验研究
田德建;何屏;石践;罗小鹏;董委
【摘 要】为了研究某电厂一台巴威公司300 MW的W火焰锅炉在不同内二次风比例下,锅炉热效率变化规律及污染物排放的变化规律.借助数值模拟软件Fluent,通过改变内二次风比例,得到在不同内二次风比例下炉内温度场,速度场,污染物浓度场.通过温度场分析得出改变内二次风比例后,煤粉颗粒停留时间增加,锅炉燃烧得到改善,温度场也可以反映出火焰中心在下炉膛上部,通过速度场可以看出减小内二次风比例时,煤粉下冲行程变短,通过分析污染物浓度场,可以发现内二次风比例减小后,污染物总排放增加.并通过现场试验数据对比,证明模拟结果是具有工程应用价值的,为电厂运行提供了依据.
【期刊名称】《节能技术》
【年(卷),期】2015(033)005
【总页数】6页(P392-397)
【关键词】W火焰锅炉;数值模拟;工程应用;温度场;速度场
【作 者】田德建;何屏;石践;罗小鹏;董委
【作者单位】昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明650093;贵州省贵州电力试验研究院,贵州贵阳550002;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明650093;贵州省贵州电力试验研究院,贵州贵阳550002;贵州省贵州电力试验研究院,贵州贵阳550002;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明650093
【正文语种】中 文 【中图分类】TK229.6
Key words：numerical simulation;W-flame;engineering
applications;temperature field;velocity field
中国电力的70%左右是由火电站提供的，大多数电站使用W火焰锅炉。中国科学院工程热物理研究所的郭建民
[1]等对一台300 MW的北京巴威公司生产的旋流对冲锅炉在不同工况下进行了数值模拟，模拟结果与锅炉热态试验数据进行了对比，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口形成了高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度。浙江大学的吴猛等
W型火焰锅炉低氮燃烧技术改造研究进展
一、W型火焰锅炉的现状
W型火焰锅炉是一种燃煤锅炉，其特点是采用左右对称的双螺旋煤粉喷嘴，使得锅炉内部的煤粉燃烧更加充分、稳定，热效率高。W型火焰锅炉在燃烧过程中产生的氮氧化物排放较多，严重影响了大气环境质量。如何将W型火焰锅炉改造为低氮燃烧技术成为当前行业迫切需要解决的问题。
二、改造技术的研究进展
1. 燃烧器结构优化
燃烧器是影响火焰锅炉燃烧效率和低氮排放的关键设备。研究人员通过结构优化，改良了燃烧器的内部构造，使得煤粉燃烧更加均匀充分，减少了氮氧化物的生成。采用先进的喷嘴和风道设计，实现更加精细的燃烧控制，降低了NOx的排放量。
2. 空气预热技术应用
通过对W型火焰锅炉进行空气预热技术改造，可以有效提高锅炉的热效率，减少氮氧化物的生成。利用余热回收装置，将烟气中的热能传递给新鲜空气，提高了燃烧温度，降低了NOx的排放量。
3. 燃烧控制技术升级
对W型火焰锅炉进行燃烧控制技术升级，可以实现燃烧参数的自动调节和监控。采用先进的燃烧控制系统，实现煤粉喷射量、空气流量、燃烧温度等参数的精准控制，最大程度地降低了NOx的排放。
4. SNCR（选择性非催化还原）技术的引入
SNCR技术是一种通过在燃烧过程中向烟道内喷射还原剂，将NOx还原为无害的氮气和水蒸气的技术。该技术在W型火焰锅炉低氮燃烧技术改造中得到了广泛应用，通过优化还原剂的喷射位置和喷射量，实现了NOx的高效减排。
三、面临的挑战与未来展望
W型火焰锅炉低氮燃烧技术改造虽然取得了一定的进展，但在实际应用中仍然面临一些挑战。改造成本较高，需要对设备进行较大规模的改造，增加了投资成本。针对不同型号的W型火焰锅炉，需要开展相应的技术改造研究，技术路线相对较为复杂。改造后的锅炉设备还需要经过严格的排放监测和检验，确保达到环保标准。 随着国家对大气污染治理的力度不断加大，W型火焰锅炉低氮燃烧技术改造具有巨大的潜在市场。未来，通过不断的技术创新和成本降低，相信W型火焰锅炉的低氮燃烧技术改造将会得到更广泛的应用。燃煤火力发电行业也将迎来新的发展机遇。
