低氮燃烧器改造后的运行调整

1、低氮燃烧改造后的运行调整运行管理室 锅炉运行主管锅炉运行主管 目录1234低氮燃烧改造简介低氮燃烧器改造后的效果运行调整的注意事项现存在的主要问题一、低氮燃烧改造简介1NOx的形成机制2主要低NOx燃烧技术3低NOx燃烧器4空气分级燃烧技术一、低氮燃烧改造简介-燃烧过程中燃烧过程中NOx的形成机制的形成机制燃烧过程中NOx的形成机制煤粉燃烧过程中，氮氧化物生成途径主要有以下3种：热力型NOx，它是指空气中的氮气被高温氧化而生成的NOx。燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生的。当T1500时,T每增加100,反应速率增大6-7倍。燃料型NOx，它是指燃料中的含氮化合物在燃烧过程中进行热分解继而进一步

2、氧化而成NOx。快速型NOx，它是燃料对空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成的NOx。燃料型NOx是NOx的主要组成部分，约占75%90%.一、低氮燃烧改造简介-低氮燃烧主要是降低燃料型NOx 燃料中含有的氮氧化物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成的燃料中含有的氮氧化物在燃烧过程中热分解而又接着氧化而成的NOxNOx。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型NOxNOx的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中固相氮的氧化（焦炭的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中固相氮的氧化（焦炭）两部分组成，前者大

3、，后者小。）两部分组成，前者大，后者小。 挥发份氮转化成挥发份氮转化成NOxNOx的生成率又与燃烧器区域和炉膛平均氧浓度关系很大，当过量空气系数的生成率又与燃烧器区域和炉膛平均氧浓度关系很大，当过量空气系数在在0.60.60.70.7时，燃料型时，燃料型NOxNOx的生成率最低。的生成率最低。一、低氮燃烧改造简介-主要低主要低NOxNOx燃烧技术燃烧技术用改变燃烧条件的方法来降低NOx的排放，统称为低NOx燃烧技术。在各种降低NOx排放的技术中，低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济并且有效。 目前主要有以下几种：1 低过量空气燃烧 2 空气分级燃烧 3 燃料分级燃烧 4 烟气再循环 5 低

4、NOx燃烧器一、低氮燃烧改造简介-低NOx燃烧器 低NOx燃烧器 煤粉燃烧器是锅炉燃烧系统中的关键设备。不但煤粉是通过燃烧器送入炉膛，而且煤粉燃烧所需的空气也是通过燃烧器进入炉膛的。从燃烧的角度看，燃烧器的性能对煤粉燃烧设备的可靠性和经济性起着主要作用。从NOx的生成机理看，占NOx绝大部分的燃料型NOx是在煤粉的着火阶段生成的，因此，通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例，可将空气分级、燃料分级和烟气再循环降低NOx浓度的大批量用于燃烧器，以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制NOx生成的目的，这就是低NOx燃烧器。低NOx燃烧器得到了广泛的开发和应用

5、，世界各国的大锅炉公司，为使其锅炉产品满足日益严格的NOx排放标准，分别开发了不同类型的低NOx燃烧器，可达到NOx降低率一般在30-60%。 煤粉炉的低NOx燃烧系统 为更好地降低NOx的排放量和减少飞灰含碳量，很多公司将低NOx燃烧器和炉膛低NOx燃烧（空气分级、燃料分级和烟气再循环）等组合在一起，构成一个低低NOx燃烧系统。. 燃烧器改造-新型的APM燃烧器 新型低新型低NOxNOx煤粉喷嘴能使火焰稳定在喷嘴出口一定距离内煤粉喷嘴能使火焰稳定在喷嘴出口一定距离内，使挥发份在富燃料的气氛下快速着火，保持火焰稳定，从而，使挥发份在富燃料的气氛下快速着火，保持火焰稳定，从而有效降低有效降低NO

6、xNOx的生成，延长焦碳的燃烧时间，具有良好的煤种的生成，延长焦碳的燃烧时间，具有良好的煤种适应性。适应性。1.1 燃烧器改造-新型的APM燃烧器的性能1.1 燃烧器改造-新型的APM燃烧器照片1.2 炉内空气分级燃烧改造-基本原理 炉内空气分级燃烧的基本原理炉内空气分级燃烧的基本原理燃料型NOx的快速形成主要集中于燃料的着火阶段，这时煤粉热解产生大量的挥发分。如果氧气充足，它们将迅速生成NO；如果氧气不足，则氮气的形成得到强化，NO的形成受到抑制。炉内空气分级燃烧就是根据这一原理，通过改变送风方式，控制炉内空气的分布，使煤在着火阶段缺氧，即在燃烧器出口和燃烧中心区域造成还原性气氛，从而降低N

7、Ox的生成量，未燃尽的炭粒将在炉膛上部的燃尽区与燃尽风混合并完全燃烧。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。由于煤粉炉燃烧温度不超过1500 ，热力型NOx的生成量很少，所以可以忽略氮气的氧化。1.2 炉内空气分级燃烧改造-基本原则 （方法）为控制燃烧过程中为控制燃烧过程中NOx的生成量所采用的降低原则为：的生成量所采用的降低原则为：降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；烧；降低燃烧温度，防止产生局部高温区；降低燃烧温度，防止产生局部高温区；缩短烟气在高温区的停留时间；缩短烟气在高温区的停留时间；采用低采用

8、低NOx燃烧器。燃烧器。由于上述几点与煤粉炉降低飞灰含炭量，提高燃尽率的由于上述几点与煤粉炉降低飞灰含炭量，提高燃尽率的原则相矛盾，所以在对锅炉设计，改造和运行时，应综合全原则相矛盾，所以在对锅炉设计，改造和运行时，应综合全面考虑。面考虑。1.2 本厂的炉内空气分级燃烧改造Before modification : AA 0%, OFA 15-25%, Main Burner 85-75%After modification : AA 25-35%, OFA 15%, Main Burner 60-50%1.2 本厂的炉内空气分级燃烧改造 当前，空气分级低当前，空气分级低NOXNOX燃烧技术把

9、炉膛沿其高燃烧技术把炉膛沿其高度分成了三个燃烧反应的三个功能区，在兼顾煤度分成了三个燃烧反应的三个功能区，在兼顾煤粉燃尽的情况下能实现粉燃尽的情况下能实现NOxNOx大幅度减排：大幅度减排： 主燃区：主燃烧器所在炉膛区域主燃区：主燃烧器所在炉膛区域 还原区：主燃烧器上部到燃尽风喷口之间的还原区：主燃烧器上部到燃尽风喷口之间的 区域，实现主燃区已生成的区域，实现主燃区已生成的NONO和和HCNHCN、CHiCHi和和NH3NH3及及未燃烧煤焦等还原介质的还原，未燃烧煤焦等还原介质的还原， 燃尽区：燃尽风喷口到炉膛上部屏底区域，燃尽区：燃尽风喷口到炉膛上部屏底区域，由燃尽风实现分级燃烧，使主燃烧区

10、未完全燃烧由燃尽风实现分级燃烧，使主燃烧区未完全燃烧产物实现燃尽。产物实现燃尽。1.2 炉内空气分级燃烧改造1.2 炉内空气分级燃烧改造二、低氮燃烧器改造后的效果主蒸汽参数主蒸汽温度高负荷时较改造前有所提高高负荷时烟气NOX的含量显著降低烟气锅炉结焦燃用神混煤有所改善温度偏差左右侧主再热汽温度偏差大幅缩小锅炉效率比改造前还略有升高较好的效果1 1、炉膛火焰中心上移，高负荷时、炉膛火焰中心上移，高负荷时主汽温有所提高主汽温有所提高2 2、再热器左右两侧汽温偏差基本、再热器左右两侧汽温偏差基本消除消除3 3、烟气、烟气NOXNOX降低达到预期的成果降低达到预期的成果550mg/m3 200mg/m

11、3550mg/m3 200mg/m34 4、锅炉效率略有提高、锅炉效率略有提高二、低氮燃烧器改造后的效果-主蒸汽温度主蒸汽参数主蒸汽温度高负荷时较改造前有所提高锅炉效率比改造前还略有升高效果1 1、炉膛火焰中心上移，高负荷时、炉膛火焰中心上移，高负荷时主汽温有所提高主汽温有所提高二、低氮燃烧器改造后的效果-左右侧再热蒸汽温度偏差温度偏差左右侧再热汽温度偏差大幅缩小效果2 2、再热器左右两侧汽温偏差基本、再热器左右两侧汽温偏差基本消除，改造前两侧温度偏差达消除，改造前两侧温度偏差达3030多度多度二、低氮燃烧器改造后的效果-烟气NOX高负荷时烟气NOX的含量显著降低烟气效果3 3、烟气、烟气NO

12、XNOX降低达到预期的成果降低达到预期的成果550mg/Nm3 200mg/Nm3550mg/Nm3 200mg/Nm3三、现存在的主要问题煤种适应性差烟气高负荷时烟气含量高，化学不完全燃烧损失大飞灰含碳量煤种变化时飞灰可燃物容易增加，燃烧效率降低理论上容易出现的问题较低的氧量和温度，将会造成燃烧效率的下降在不提高煤粉细度的情况下，飞灰可燃物可能会增加燃烧区域欠氧，炉壁附近含量增加，容易造成金属腐蚀着火稳定性下降，锅炉低负荷燃烧稳定性下降现存在的问题三、现存在的主要问题-烟气CO烟气特别是在加减负荷或煤种变化时，烟气CO偏高烟气CO含量偏高CO含量偏高，增加锅炉化学不完全燃烧损失四、改造后主要

13、控制方式的变化炉膛风箱挡板的控制1、风箱挡板控制在30%负荷以上是负荷控制，30%负荷以下是炉膛风箱差压控制2、煤种燃烧方式的切换分三重基本煤种燃烧方式Less than 30% load : Contolled in order to keepWindbox differential pressure 50mmAq四、运行注意事项金属温度烟气锅炉燃烧效果-经济飞灰可燃物锅炉燃烧安全炉膛结焦排烟损失四、运行注意事项保证锅炉燃烧效果主要措施、对进行监视及时调整风量2、对炉膛风箱挡板实际开度和飞灰可燃物进行检查3、做好燃煤掺烧为了提高锅炉的燃烧效率,值班员应及时了解机组上煤情况，并根据燃烧煤种的变

14、化及时进行煤种燃烧方式切换。为了减少切换时的扰动，1号机组的煤种燃烧方式切换须在525以下稳定负荷进行。 、煤种说明： 煤种：（神混）；煤种：（神混：印尼煤3：2）；煤种：（神混：石炭煤（山西）3：2） 或 （汇能混：石炭煤（山西）3：2） 或 （神混：蒙煤3：2）5、保持磨煤机旋转分离器在正常转速以保证煤粉细度4、及时跟踪煤种的变化进行煤种燃烧方式的切换煤粉细度的影响-旋转分离器在此录入综合分析在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论煤粉细度对飞灰和的影响输入数据名目1814人数拆分在此录入综合分析在此录入上述图

15、表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论在此录入上述图表的综合分析结论AA风控制磨煤机旋转分离器转速控制特别提示为了保证锅炉的燃烧效率为了保证锅炉的燃烧效率, ,磨煤机的旋转分离器尽量不要调整，燃烧器摆磨煤机的旋转分离器尽量不要调整，燃烧器摆角在参数稳定时尽量投自动控制。角在参数稳定时尽量投自动控制。燃烧器摆角禁止为了调整磨碗差压而人为降低调磨煤机旋转分离器转速禁止为了调整磨碗差压而人为降低调磨煤机旋转分离器转速建议AAAA风挡板开度和摆角对燃烧效果影风挡板开度和摆角对燃烧效果影响较大，一般情况尽量不要调整响较大，一般情况尽量不要调整AA风控制OFA风控制O

16、FAOFA风挡板在风挡板在350MW350MW负荷以上基本没变化负荷以上基本没变化, ,对对锅炉燃烧效果影响较大的是锅炉燃烧效果影响较大的是AAAA风和二次风的风和二次风的挡板开度挡板开度总风量的控制-NOX CO 的负荷特性绿绿 色色-NOX-NOX红红 色色- CO- CO灰灰 色色-RATIO-RATIO蓝蓝 色色- 负荷负荷防止高负荷时的燃烧不完全锅炉燃烧效果的最终体现为-锅炉效率锅炉效率“CO-化学不完全燃烧损失烟气量和烟温排烟损失飞灰含碳量-机械不完全燃烧损失总风量的控制, CO 、 NOX 、 飞灰 、 排烟损失的平衡与取舍。四、运行注意事项-过热器汽温和金属温度特性绿绿 色色-过热器一级减温水量过热器一级减温水量紫紫 色色-过热器金属温度过热器金属温度红红 色色-过热器二级减温水量过热器二级减温水量蓝蓝 色色-机组负荷机组负荷防止低负荷时的金属超温，特别是加减负荷和吹灰时四、运行