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1、一低氮燃烧技术前言伴随着我国火力发电行业的快速发展，火电厂氮氧化物的排放量迅速增加。20032007年5年间，我国火电厂装机容量增长了 91.3%，煤耗量增长了65.6%，火电氮氧化物排放量增加了近40.6%，2007年火电氮氧货物排放量约占全国排放总量的35%40%。据预计，“十二五”期间火电厂氮氧化物的排放总量将由2010年的1050万吨增加到1200万吨。针对上述形式要求，北京哈宜节能环保科技开发有限公司研发的电站燃煤锅炉污染减排技术低氮燃烧技术，采用立体分级低氮燃烧，在使用一般煤质的情况下，可减少氮氧化物排放3555，达到国际先进水平，实现减排目标。1、降低NOx 排放量主要技术措施：
2、 选取合适比例（不同煤种）的SOFA风率高位偏异布置，实现双向分级燃烧； 浓淡燃烧技术，使燃烧器浓淡两相化学当量比都处于低NOx区域； 降低主燃烧器区域峰值温度；通过组织垂直与水平方向的空气分级和水平方向的燃料分级立体化燃烧技术系统，是解决我国电站锅炉节能减排的关键技术，尤其适合我国境内的煤质。这项技术对解决我国燃煤电站锅炉污染问题具有非常重大的意义。此技术系统在实现减排氮氧化物的同时，还具有提高燃烧效率、降低烟温偏差、减轻（或防止）结渣和高温腐蚀等作用，具有极强的操作性和现实应用性。（1）立体化燃烧技术（墙式切圆燃烧器）广泛的煤种适应性：褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤；技术特点：J 立体化燃烧技术
3、大幅降低NOx排放量和优化其他技术指标； 能最大限度地合理利用炉膛空间，有利于充分燃烧，降低未燃碳损失； 炉膛内温度场更加均匀，并且温度水平适中，能有效降低NOx的排放,同时使锅炉水循环更加可靠； 上炉膛水平烟道温度分配均匀，炉膛出口烟温偏差只有普通四角燃烧的75%，保护高温过热器和再热器； 燃烧器出口具有较大均等的空间,气流不易受到水冷壁的影响造成贴墙, 从而有利于防止水冷壁的结渣； 煤粉气流受水冷壁水冷程度要大大小于角式切圆燃烧,从而强化煤粉气流的着火特性、增加低负荷稳燃的能力； 着火点易于调节，煤种适应性强；（2）墙式燃尽风系统用 途：最大限度地降低NOx的排放量、最大限度地提高燃烧效率
4、；适用燃烧系统：正方形或准正方形的煤粉燃烧锅炉（所有切园燃烧锅炉和墙式燃烧锅炉；布 置 方 式：四面墙上（或角上）切圆（或对冲）布置；原 理：布置在墙上（或角上），提高了燃尽风的穿透深度和扰动，在燃烧的后期提高风粉的混合速度，在降低NOx排放量的同时提高燃烧效率；（3）同时水平、垂直方向摆动的二次风燃烧器普通燃烧器的二次风只能单独地水平摆动或垂直摆动，作用受限。摆动用途：在保证垂直摆动以满足锅炉调温特性要求的同时，增加水平摆动来调整切圆燃烧锅炉的燃烧火球位置以调节烟温偏差，保证锅炉的安全稳定运行；适用系统：正方形或准正方形的煤粉燃烧锅炉（所有切园燃烧锅炉和部分墙式燃烧锅炉）；技术优点：避免了采
5、用固定反切式二次风喷嘴调节烟温偏差而带来的不确定性和不可调节性，最大限度地提高锅炉的煤种适应性；（4）水平浓淡煤粉燃烧器原 理：利用百叶窗煤粉浓缩器，将一次风在水平方向分成浓度差异适当的浓淡两股；技 术 特 点：减少着火热，缩短着火时间，提高火焰传播速度，降低着火温度，提高着火及低负荷稳燃能力；煤种适应性：褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤；作 用：降低氮氧化物排放量、提高燃烧效率、提高着火稳定性、防止水冷壁结焦和高温腐蚀；适 用 系 统：墙式和四角切向布置的直流燃烧；J（5）百叶窗分离型浓淡煤粉燃烧器原理：利用百叶窗煤粉浓缩器，将一次风分成浓度差异适当的浓淡两股；适用系统：切圆燃烧系统；结构特点：形成
6、独立布置的浓煤粉喷嘴和淡煤粉喷嘴；技术特点：煤粉的浓淡比可以根据不同的煤质在线调节，具有极强的煤种适应性；分离布置的浓、淡煤粉分配比例达到最大限度的低氮氧化物排放能力；哈宜与三菱技术对比：煤粉管道的布置更加简单、合理；分离效果更佳；（6）新型WR 浓淡煤粉燃烧器+ 偏置周界风+SOFA燃烧器（专利技术）新型WR 浓淡煤粉燃烧器是在原有WR煤粉燃烧的基础上改进形成地，它保持了原有WR煤粉燃烧器的着火稳定的优点，同时借鉴了浓淡分离和浓相相对集中布置降低NOx的先进技术，形成了创新的新型煤粉浓淡燃烧系统。新型WR 浓淡煤粉燃烧系统避免了应用在四角切圆燃烧系统中WR燃烧器的局限性，不仅能够通过导流板实
7、现上淡下浓的浓淡分离技术，同时还可通过百叶窗形成上浓下淡的浓淡分离技术，实现了两项技术空间布置位置的完美结合。因此，该专利技术实现了炉膛内部真正的浓淡分离和浓相相对集中，达到炉内燃烧梯度分级要求，实现最初的降低NOx和着火稳定性目的。2. 新型WR浓淡煤粉燃烧器+偏置周界风+SOFA燃烧器的性能特点(1)降低炉膛出口烟温偏差和保证高温受热面壁温不超温；(2)有效防止两侧墙水冷壁因实现炉内空气分级后导致的主燃区过量空气系数降低而产生的结渣和高温腐蚀问题；(3)有效提高了锅炉的煤种适应性；(4)大幅度降低NOx排放量；J一次风气流经百叶窗煤粉喷嘴体后，被分离成浓淡两股气流，浓相煤粉相对集中，使煤粉
8、在还原性气氛中燃烧，延长在还原性气氛中的停留时间，可有效抑制NOx的形成。 浓相区域为低氧还原性气氛，有利于抑制燃料型NOx的形成； 拉大二次风同一次风混合点距离，通过调节风门挡板开度，可改变二次风分级燃烧的程度； 浓淡燃烧与二次风分级燃烧相结合，实现了最大限度地降低NOx排放量新型燃烧技术；更重要的是在主燃烧器上部增设SOFA喷口，实现了炉内空气分级燃烧，降低了主燃区过量空气系数，使主燃区还原性气氛进一步增强，可大幅度地降低烟气中NOx排放量。(5)降低未燃炭损失提高燃烧效率；3. NOx排放量指标烟煤 170300mg/Nm3（O2=6）。褐煤 170400mg/Nm3（O2=6）。贫煤
9、600mg/Nm3（O2=6 ）。无烟煤 800mg/Nm3（O2=6）。4 低氮燃烧技术优势低氮燃烧技术是根据氮氧化物的生成机理，主要通过采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量的技术。这类技术具有相对简单，投资、运行费用较低等特点，是经济、有效的技术措施，对部分煤种如果优化设计或改造效果良好，可以不用再上脱硝设备，节约了巨大的投资和运行成本，同时大幅度地降低二次循环污染。所以，从技术成熟性和成本节约性的角度来看，低氮燃烧技术更加适合我国电力行业的现状。J1 空气预热器排烟温度偏高原因分析1. 煤种的原因（热值、水分、灰分）2. 运行的原
10、因（炉膛漏风、制粉系统漏风、烟道漏风，传热元件堵灰）3. 设计、制造及安装的原因（设计偏差、制造质量问题、安装质量问题）4. 测量的原因（测点布置问题，测量元件问题）5. 其它。J 2 解决方案简述1选择合适的传热元件利用煤质灰份分析程序选择合适的传热元件板型、材质，配置合适的吹灰器及水清洗装置。使传热元件保持清洁，降低烟风阻力，减小漏风J哈宜公司为用户提供预热器冷端平均壁温的最佳运行曲线。根据燃料的含硫量选择正确的冷端平均壁温。即保证锅炉的热效率，又可减少预热器的冷端腐蚀。这样，可控制积灰的形成，延长冷端传热元件的使用寿命，减少烟风阻力，降低漏风。结焦产生的原因:在煤粉炉中，熔融和半熔融状态
11、的灰粒子撞击到水冷壁或其它辐射受热面上而形成结焦。因锅炉结焦机理J是十分复杂的物理化学过程，当炉膛内的温度较高时，一部分灰已呈熔融或半熔融状态，若这部分灰在到达受热面前未得到足够冷却成为凝固状态，而仍然具有较高粘结能力时，就容易粘附在受烟气（火焰）冲刷的受热面或炉墙上。因渣层热阻较高，外表面温度便升高，甚至达熔化状态。这样，容易粘附熔融或半熔融状态的灰粒和未燃尽的焦炭，使结焦不断发展。另外，在燃烧过程中，煤中所含的易熔或易气化的物质（多系碱金属化合物）迅速挥发，呈气态进入烟气中，当温度降低时即凝结；或者粘附在受烟气（火焰）冲刷的受热面或炉墙上，粘着其他颗粒；或者凝结在飞灰颗粒表面，成为熔融的碱
12、化物膜，然后粘附在受热面上形成初始结焦层，成为结焦继续发展的条件。结焦的内因是灰质成分和熔化温度。灰质中的酸性氧化物SiO2、AL2O3、TiO2虽然其熔融温度较高，都有增高灰熔点作用，但影响程度不同。SiO2含量过高会产生较多的无定型玻璃体，使灰提早软化，灰粘度也增高。且含硅的氧化矿物群和硅酸盐矿物群会与某些碱性氧化物形成低熔点共熔体，这有助于熔解难熔的复合化合物，使灰熔点降低。AL2O3起着阻碍熔体变形的支持性骨架作用，FT （t3 ）随AL2O3 含量增加而上升，而FT（t3）-ST（t2）却减小。碱性氧化物Fe2O3 、CaO 、MgO、Na2O 、K2O的含量在某一范围时，呈现出较强
13、的结焦性。Fe2O3 、CaO是组成低熔点共熔体的重要成分，二者的综合作用比单独作用更易形成低灰熔点的共熔体，且Fe2O3 、CaO含量较高的煤质，易在水冷壁处结焦。在灰渣熔融过程中某些组份形成低熔点共熔体时，由于这些物质的形成与灰渣中的氧化铁还原程度有关，因而周围介质的气氛条件对灰渣熔融性有很大影响。在达到同一粘度时氧化性气氛要比还原性气氛高一百度至二百度左右，可见灰中含铁量对结焦影响的重要性。碱金属氧化物与灰渣粘温特性有直接关系。酸性氧化物能够提高灰的熔点和粘度；而碱性氧化物在一定条件下有助于降低灰熔点并使熔体变得稀薄，且各组分的多少及相互比例对灰熔点亦有较大影响。因此低灰熔点的煤容易结焦
14、是客观存在的，除了其本身的特性外，还与其它因素有关，只要采取必要的措施就可避免结焦。通过对平圩锅炉日常燃煤结焦特性进行判别，设计煤种结渣轻微，只需采用必要的措施，即可确保锅炉燃用设计煤质不发生结焦。北京哈宜针对锅炉结焦的主要技术措施：1 选取合适的炉内热力参数2 正方形大切角炉膛为组织良好的空气动力场创造了基本条件3 较小的炉内假想切圆直径4 采用周界风5 选取合适的一次风速增加气流刚性6 保持水冷壁附近氧化性气氛7 较小的单只喷嘴热功率8 四角配风均匀。炉膛出口烟温偏差是指炉膛水平和垂直出口截面中热流分布的不均匀。这种烟气温度或速度的不均匀性可以导致位于出口截面附近受热面金属温度的不一致，一
15、般来说是指末级过热器和/或再热器受热面。在极端的情况下，位于高于平均金属温度区域的管子对过热爆管可能较为敏感。切圆燃烧往往表现出在水平烟道两侧存在烟气温度和速度的偏差，其来源于炉膛空气动力场的状态，与炉膛和燃烧器的相互匹配及燃烧器的空气动力特性参数有关。通过对目前运行的燃煤机组烟气温度和速度数据分析发现，在炉膛垂直出口断面处的烟气流速对烟温偏差的影响要比烟温的影响大得多。燃烧器的合理设计无疑会减轻锅炉的烟温偏差。通常认为造成炉膛出口烟温偏差原因如下：J1 炉膛出口烟气的残余旋转,是形成炉膛出口和水平烟道两侧烟温偏差的重要原因；2 四角动量（一次风、二次风）不平衡，造成燃烧火焰沿炉膛宽度方向偏斜；3 四角一次风管内风量不均，致使炉膛出口烟气稳定分布不均；4 受热面影响（挡板泄漏与不平、预热器一侧阻塞等）北京哈宜公司降低烟温偏差的具体措施手段：1 控制炉内旋流数在中偏弱水平；2 较小的假想切圆直径以减弱烟气残余旋转；3 OFA燃烧器反切，以减弱烟气残余旋转；4 对于烟温偏差较大的锅炉，可采用分步骤反向消旋。5 SOFA燃烧器水平摆动，高位布置的燃尽风在已经形成大量旋流的火焰上方，采用反切并水平摆动，最大限度的降低烟温偏差。1烟煤锅炉掺烧褐煤的意义1）褐煤与烟煤相比煤源充足、价格较低，因此掺烧褐煤后能够有效提高经济效益。2）烟煤市场波动较
