双尺度燃烧器节能环保的优选

双尺度燃烧技术介绍烟台龙源电力技术股份有限公司北京分公司李明目录燃烧系统功能简介与炉内燃烧过程相关的问题结渣、腐蚀、高NOx、稳燃问题双尺度燃烧技术功用双尺度技术构成双尺度技术原理双尺度技术改造特点双尺度改造过程煤粉锅炉四角切圆燃烧系统燃烧器煤粉锅炉燃烧设备的组成炉膛+燃烧器+供风设备+制粉设备锅炉燃烧设备的发展方向高效、低污染、防渣、防高温腐蚀的燃烧技术和设备。燃烧器的作用及分类作用：将煤粉与空气混合气流按有利的方式送入炉膛，造成有利的空气动力场，保证煤粉气流及时着火、强烈燃烧、洁净燃烧、良好燃尽。分类：直流燃烧器旋流燃烧器直流燃烧器的类型1．均等配风一、二次风喷口间隔布置，混合较快，适用于挥发分较高的煤种。

分级配风(1)目的：在燃烧过程不同时期的各个阶段，按需要送入适量空气，保证煤粉既能稳定着火、又能完全燃烧。(2)特点使着火区保持比较高的煤粉浓度，以减少着火热；燃烧放热比较集中，使着火区保持高温燃烧状态，适用于难燃煤；煤粉气流刚性增强，不易偏斜贴墙。同时，卷吸高温烟气的能力加强。四角布置直流燃烧器的工作原理

(1)煤粉气流卷吸高温烟气而被加热的过程；(2)射流的相互撞击、射流两侧的补气及压力平衡过程；(3)煤粉气流的着火；(4)煤粉与二次风空气的混合过程；(5)四股气流形成的切圆旋转过程；(6)焦碳的燃尽过程。炉内过程是一个十分十分且相当复杂的过程！(1)炉膛水冷壁严重结渣；(2)受热面金属表面的高温腐蚀；(3)煤粉在炉内燃烧效率低；(4)较多的氮氧化物的生成；问题之间相互联系，相互影响；恰到好处的综合地解决问题。

与炉内燃烧过程相关的问题问题的原因燃烧器或锅炉设计错误；运行方式；设备损坏；煤质变化；新技术应用；环保压力；通过燃烧调整手段不能根本改变的问题，就需要进行燃烧器改造了。燃烧器改造目标稳燃、高效；防渣、安全；防高温腐蚀；低NOx、环保；多功能于一体稳燃、高效减少锅炉灭火次数；提高低负荷稳燃能力；减少助燃用油量；提高煤粉在炉内燃烧效率；降低发电煤耗。结渣的危害（1）使运行经济性下降

1）受热面结渣后，使传热恶化，排烟温度升高，锅炉热效率下降；

2）燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大；

3）使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升；

（2）影响锅炉出力

1）水冷壁结渣后，会使蒸发量下降；

2）炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。

（3）影响锅炉运行的安全性

1）结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；

2）结渣往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大；对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；

3）炉膛上部渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；

4）除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。

高温腐蚀的危害烧高硫煤，在还原性气氛下，局部水冷壁（受热面）管壁出现明显腐蚀并减薄；出现爆管的可能与机会；影响锅炉的安全与经济性。NOx对环境的影响温室气体；酸雨；光化学烟雾；对人体有害；影响电厂经济性及政策压力—排放罚款。双尺度燃烧技术的功用高效、稳燃；防渣、防高温腐蚀；低氮燃烧技术；多功能于一身的先进的具有自主知识产权的煤粉燃烧技术。双尺度燃烧技术构成改造技术+调试技术双尺度燃烧系列技术研发始于八十年代中期，先后历经五个阶段：

第一阶段：“风包粉”完成于1987年。

第二阶段：可调偏折二次风，贴壁热接力燃烬风，NOx削减率30%，完成于1993年。

第三阶段：全炉膛双区燃烧系统在靖电4×670T/h锅炉获全面成功，1997-2001。

第四阶段：新一代双区燃烧系统和“基于双区燃烧技术分区优化调试法”--公司防渣低NOx独特技术系统OTS系统。

第五阶段：双尺度燃烧技术系统—空间尺度和过程尺度复全，实现炉膛燃烧全方位优化。

双尺度燃烧技术发展历程双尺度燃烧技术特点及使用效果双尺度燃烧技术特点及使用效果燃烧器改造方案双尺度燃烧技术特点及使用效果改造后技术性能指标

改造后2000年~2001年由国电热工院两次进行了达产改造后的鉴定性性能试验（详见技术报告）。受热面金属壁温：全部在规程允许温度范围内。锅炉负荷由160MW稳定到200MW（汽温汽压正常），炉内基本无结渣，实现了长年不吹灰（原有水吹灰，汽吹灰已拆除）。

NOx排放浓度：4炉平均340mg/m3(O2≈6%)CO排放浓度：30ppm~50ppm

低负荷稳燃：70~80MW不投油稳燃锅炉效率：92.3%机组名称煤种NOx削减率结渣状况不投油低负荷率炉内吹灰状况锅炉效率鉴定与验收状况投运时间西固#8炉220T/H甘肃宁夏次烟煤51%结渣问题完全解决40%不吹灰92.23%已鉴定验收1999年投运西固#9炉220T/H甘肃宁夏次烟煤52%结渣问题完全解决40%不吹灰92.01%已鉴定验收2000年投运西固#10炉220T/H甘肃宁夏次烟煤48%结渣问题完全解决40%不吹灰92.31%已鉴定验收2001年投运靖电#1炉670T/HDG670/140—12靖远烟煤62%彻底解决结40%炉内吹灰器92.2鉴定并获省部级二等奖1997年投运靖电#2炉670T/HDG670/140—12靖远烟煤63%彻底解决结渣沾污40%炉内吹灰器已拆除92.36%鉴定并获省部级二等奖1998年投运靖电#3炉670T0/HDG670/140—12靖远烟煤62%彻底解决结渣沾污40%炉内吹灰器已拆除93.01%鉴定并获省部级二等奖1999年投运靖电#4炉670T/HDG670/140—12靖远烟煤63%彻底解决结渣沾污40%炉内吹灰器已拆除92.35%鉴定并获省部级二等奖2000年投运典型工程业绩（一）机组名称煤种NOx削减率结渣状况不投油低负荷率炉内吹灰状况锅炉效率鉴定与验收状况投运时间西固#8炉220T/H甘肃宁夏次烟煤51%结渣问题完全解决40%不吹灰92.23%已鉴定验收1999年投运大同二电厂#6炉DG670/140-8大同混煤及高灰份小窑煤57%彻底解决结渣沾污40%长年不吹灰92.15%已验收,获奖2004年5月投运大同二电厂#2炉DG670/140—5大同混煤及高灰份小窑煤58%彻底解决结渣沾污40%长年不吹灰92%已验收2005年5月投运大同二电厂#1炉DG670/140—5大同混煤及高灰份小窑煤59%彻底解决结渣沾污40%不吹灰92.1%已验收2006年5月投运大同二电厂#5炉DG670/140-8大同混煤及高灰份小窑煤59%彻底解决结渣沾污40%不吹灰92.1%已验收2006年5月投运大同二电厂#3、#4炉大同混煤及高灰份小窑煤59%彻底解决结渣沾污40%不吹灰92.1%已验收2006年10月08,6月投运永昌电厂410/TWG410/100—13宁夏贫煤50%不结渣40%一周一吹灰92%已验收典型工程业绩（二）京能1#炉HG670/140烟煤67%不结渣40%一周一吹灰92%已验收

新余电厂1#WG670/140无烟煤48%无渣50%不吹灰90%验收能源合同管理稳燃高效不再频发灭火新余电厂2#WG670/140无烟煤34%无渣55%不吹灰90.1验收能源合同管理稳燃高效不再频发灭火九江电厂3#DG670/140无烟煤39%无渣45%半月吹灰一次91%验收典型工程业绩（三）大同二电厂6×200MW锅炉防渣低NOx燃烧系统技改工程（2003~2007年）

改造前后对比表改造前存在的问题改造后解决的问题煤种适应性差，炉内有局部结渣现象，温度场存在一定的偏差。再热受热面超温.主汽温度因炉内结渣粘污而升高，因炉膛吹灰而降低，变化幅度较大。锅炉两侧烟温存在最高达100℃以上的偏差。采用均等布置的燃烧方式，NOx排放量较高，为1120mg/Nm3。锅炉效率率略高于设计值90.84%，为90.87％，但低于其平均运行水平91%。解决了结渣沾污问题。再过热器受热面汽温正常实现了炉膛不吹灰。大幅度地削减了NOx排放量NOx为300-340mg/Nm3，脱除率达到63.3%,CO为35ppm.，飞灰含炭量3.3%.炉侧厂用电量大幅度降低。锅炉效率为92.15%。煤种适应性明显增强。低负荷稳燃性能良好、接带负荷能力有所增强，低负荷可达50%以下。京能1#炉改造成果燃烧器改造后解决了炉膛严重结焦的问题.不投除焦剂,可一周不投吹灰器.减温水减少,过热器由80t/h减至25-50t/h,再热器减温水由20t/h减为2-4t/h.炉膛出口烟温降低50度,排烟温度降低约10-15度。满负荷时，在三台磨运行方式下，空预器出口NOx排放量约为270～400mg/Nm3（折算至NO2、6％O2），在四台磨运行方式下，空预器出口NOx排放量约为400mg/Nm3（折算至NO2、6％O2），氮氧化物排放量大幅度降低，NOx减排效果显著锅炉运行氧量降低，送、引风机电流明显下降，厂用电率降低。锅炉效率略有提升。妈湾300MW锅炉改造前后燃烧器布置力图以单一主燃烧器及区域控制全炉膛及全过程强防渣、高燃尽、低NOx一体化空间、过程双尺度优化达到目的双尺度（双区）燃烧技术介绍双尺度燃烧技术就是炉内大空间合理利用及煤粉燃烧过程合理组织复合。空间尺度是以独特的射流组合在炉膛断面上形成两个区域，即中心区和近壁区，这两个区域的温度、烟气成分以及流场特点鲜明。沿炉膛高度方向分为两个氧化还原区以及独特的空气分级技术。过程尺度强调的是燃烧过程关键节点的三场特性差异化，包括着火、火焰传播、燃尽等过程，煤粉火焰的边部可控。断面和垂直方向的双还原氧化区域，能够有效的抑制NOX的生成以及飞灰可燃物含碳量的上升。高效稳燃、低NOx、强防渣、煤种适应性好等特点双尺度（双区）燃烧技术基本概念双尺度（双区）燃烧技术介绍双尺度（双区）燃烧过程示意1双尺度燃烧技术特点及使用效果技术使用前后冷态动力场烟花示踪对比双尺度（双区）燃烧技术介绍双尺度（双区）燃烧过程示意3双尺度（双区）燃烧技术介绍防渣措施：在炉膛水平断面上形成一个中心区和靠近水冷壁的近壁区；沿炉膛高度方向形成两个双还原氧化区；强穿透力高位OFA，降低主燃烧区域火焰温度；燃烧器分组及贴壁射流的特殊贡献。提高燃烧稳定性的措施：接力式热烟气回流；一次风喷口的近距离布置；二次风的延迟混合。防渣和提高火焰稳定性的措施影响因素燃烧方式结渣沾污高温腐蚀飞灰可燃物汽温稳燃性能双尺度燃烧系统有强抗结渣沾污能力。13台锅炉业绩证明无任何加剧情况。可常年不吹灰。无任何高温腐蚀，最长已运行6年。壁区O2＞2%。基本不变，200MW机组锅炉约上升0.3~0.5%无升高现象,200MW机组锅炉有下降趋势,已能解决。燃用烟煤时40~50%负荷不投油稳燃常规低NOx燃烧技术结渣沾污在还原区加强，灰熔点在该区下降近100℃。水冷壁区CO含量高，已有多台炉发生高温腐蚀。飞灰可燃物升高2~3%，与OFA高度密切相关。汽温升高偏差有加大趋势。不加一次风稳燃器时，稳燃能力下降，与主燃区α有关。双尺度燃烧系统与常规低NOx燃烧技术对炉内工况和设备影响比较表影响因素燃烧方式火焰温度分布烟气停留时间混合速度α分布主燃区着火状况双尺度燃烧系统尖峰高温区消失各区较常规延长主燃区局部加快，燃尽区加快0.6～0.8有较大区域着火提前且稳定低NOx常规燃烧方式存在尖峰，高温区可达1600℃以上与常规燃烧方式相同无大提高小范围小于0.9左右与常规燃烧过程相同双尺度燃烧与常规燃烧影响抑制NOx生成因素对比表双尺度（双区）燃烧技术介绍双尺度（双区）燃烧技术沿炉膛高度方向的α分布双尺度（双区）燃烧技术介绍双尺度（双区）燃烧技术沿炉膛高度方向的温度分布双尺度（双区）燃烧技术介绍基于双尺度技术的炉内过程分区优化调试及OTS系统由于锅炉燃烧的特殊性，仅仅依靠燃烧方式的改变很难实现低NOX和燃烧稳定的双重目标，所谓OTS系统，就是一个目标，两种手段来实现；炉内燃烧过程具有很高的非线性、随机性和间歇性的特点；燃烧器结构参数决定线性系统稳定性对炉内过程不适应；燃烧器结构决定了炉内过程的大格局，“双尺度燃烧器结构”和“分区优化调试”的有机复合非常适合于炉内过程；依据炉内NOx形成过程、结渣沾污过程、燃烧失稳过程具有“阶段特性”和“区域特性”的特征，我们改变了传统常规以全炉膛为平衡体的调试方法，而以三场特性异常小区为调试平衡体，进行寻优调试，从而达到炉内形成双区燃烧过程的目的，提高了炉内抗结渣、稳燃、低NOx排放能力。基于双尺度技术的炉内过程分区优化调试及OTS系统双尺