300MW机组锅炉低氮燃烧的改造.pdf

第21卷第3 期 2 0 8 年 3 月 广 东 电 力 Ct A NGD ONG E 】 J E C T RI C P O WE R Vo l . 2 1N0 . 3 Ma f . 2 ‘ 8 文章编号 1 jj7 一 2 9 X 2 8 川3 一 0 6 8 一 4 3 0 0 M W机组锅炉低氮燃烧的改造 伍昌鸿，李德暖，刘业雄，邱建平，杨顺强 广东粤华发电有限责任公司，广州5 10 731 摘要 针时广东 粤华 发电 有限责 任公司 以下简 称黄埔发电厂 30M W机组氮 氧化物排放浓度高的问题，采用 轴向空气分级和径向空气分级的空气分级燃烧技术对锅炉燃烧系统进行了改造。改造后，氮氧化物排放的质量 浓度由改造前的6to mg/ 耐降至4 37. s m g/耐 标准状态下 ，已达到G B1 3223 一Ztj3 火电 厂大气污染物排放 标准对该类型锅炉氮氧化物排放的要求。此外，改造对防止炉膛出口产生过大的扭转残余、防止锅炉水冷壁 结渣和高温腐蚀也有帮助。 关键词锅炉;低氮燃烧;改造;空气分级燃烧技术 中图分类号T K 223文献标志码B R eno v ati on o f L o w-oxy n i t r i d e C 0 mb ust i o nfor BOi l e r o f 3 0 0MW U n i t WUC h a n g 州 h o n g 。 L I D e 一 n u a n ， L I UY e 一 x i o n g ，QI UJ i a n 一 P i ng，Y A N GS h u n 一 q i a n g G u a n gdo n gy ueh u aP o w e r Co . ， L td. ， G uangz h o u 5 1 7 3 1 ， C h i n a A 加 t ra c t I n v i e wo f t h e e xccs s i v e oxy n i t r i d e N 认 e m i ss i o n o f a 3 ‘ ‘ MWu n i t i n G u a n gdo n g y u e h u a Pow e r 伪 . ， L t d . ， t he c o m b u s t i o n s y s t e mo ft h eboi l e r w a s r e n o v a t e db ya P P l y i n ga x i a l a n dr a d i a l a i r s t a g e dc o m b u s t i o nt e c h n i q u e .Aft e rt he r e n o v a t i o n 。 t h e massc onc e n t r a t i o n o f N O 、 e m is s io n w asr educedf r o m6 ， 卜 m g / nTlt o 朽7 . 5 毗/ 耐 i n nor m a l s t a te ， w h ic h sat i s f i e dt h e r e q u i rem e n t s i n E m i ss i o n S t a n d a r d o f Air Pol l u t a n t s f o r T h e r m a l POw e r P l a n t s G B1 3 2 2 3 一2 M 3 . F u r t h e r ， t h e re n o v a t i o n i s h e l P f u l t oP r e vcn t t o rs i o nre s i d u a l a t t h eo u t le t o f t he boi le r f u r n ace ， s l a g g i n go f t h ew a t e r w a l l a nd h igh 记mper a t u r cc o r r 眺l o n . 掀y w 朔 八 15 boi l e r ; l o w 一 N Ox c o m b us t i o n ; re l l o v a t i on; a i r s t a g e d com b ust i o nt ech n i q ue 氮氧化物 N O 二 是燃煤电厂排放的主要污染物 之一，2 3年 1 2月颁布的新的 G B1 3 2 2 3 2 3 火电厂大气污染物排放标准对我国火电厂机组 的N O 二 排放标准做出了新的规定对燃用挥发分 大于2煤种的固态排渣燃煤锅炉，要求其 N O 二 的 最高 允许排放的 质量浓度低于45 O m g / m 3 在标 准状态下，其氧的质量分数为6 。为响应国家 节能减排政策，适应今后日益严格的环保排放要 求，火电厂必须采取有效措施降低 N O 二 的排放 浓度。 2 7年4 一6 月， 利用黄埔发电厂6 号锅炉大 修机会，采用空气分级燃烧技术对燃烧系统进行了 改造。改造后N O 二 排放的质量浓度由 改造前的6 m g / m 3 降至4 3 7 . sm g / 耐 标准状态下 ，已达到 收稿日期2 硬 x ， 7 一 川一 1 2 G B1 3 2 2 3 一2 j 3 火电厂大气污染物排放标准 对该类型锅炉N O ， 排放的要求， 改造效果明显。 1 改造前的燃烧系统 黄埔发电厂6 号锅炉为上海锅炉厂生产的S G - 1 2 5 八67 一 M3 1 3U P型3 明 MW 直流燃煤锅炉， 采用钢球磨中间储仓式制粉系统，热风送粉。 燃烧 器为直流式四角布置切圆燃烧， 每组燃烧器设有五 层一次风和七层二次风，一次风、二次风间隔布 置，制粉乏气做为三次风在燃烧器上部从前后墙送 人炉膛 分两层，共八个喷口 。一次风、二次风切 圆采用双切圆布置，切圆直径为 11 82 m m和 731 m m 。 三次风切圆也为双切圆布置，切圆直径 为6 9 3 m m和7 49m m 。6 号锅炉改造前的燃烧器 喷口布置见图1 ，设计配风见表 1 。 万方数据 第 3 期 伍昌 鸿等 3 00 M W机组锅炉低氮燃烧的改造 、 一 召 于 土一 扫手 2 7 5侧X 、 7 we 上三次风 单位. m 下二次风 2 563 0 勺一一 2 49 5 0 24 2 7 0 弋厂一一 0009-0冈9 HG 王曰一 2 35 9 又 r一一 2 29 1 0 弋7es we 089-089 2 22 3 0 089一089 FE 王日一 20 8 1 0 戈 尸 . - 2 0l 9 弋7 一 089-089 DCDC 1 95 1 0 又尸一一 攀塑 1 81 5 0 弋 7 ee se 089-0009 图 1 6 号锅炉改造前的燃烧器喷口布里 表 1 6 号锅炉改造前的设计配风 名称 风率/ 风温/ ℃风速/m 5’ 氮中间产物 H C N ，N 凡等也会将 N O还原分解成 N ， 从而抑制燃料N O的生成。 b 在炉墙附近及炉膛 卜 部增大氧气浓度， 进行 过化学当量的富氧燃烧，以促进煤粉的完全燃烧。 空气分级燃烧分为轴向空气分级燃烧和径向空 气分级燃烧。 轴向空气分级燃烧沿炉膛垂直方向实 施分级送风，把一部分二次风由主燃烧区分流到炉 膛上方的燃尽区;径向空气分级燃烧是在与烟气垂 直的炉膛断面上组织分级燃烧， 通过二次风射流部 分偏向炉墙来实现〔 4 一 5 ] 。 黄埔发电厂6号 锅炉为固态排渣燃煤锅炉， 燃 用煤挥发分为26左右。改造前排放的 N O * 质量 浓度为 6 m g / 耐 标准状态下 ，远高于 G B 1 3 2 2 3 一2 3 火电厂大气污染物排放标准对该 类锅炉燃烧N o ， 排放的要求 小于4 5 m g / m 3 。 因此，为了有效降低 N O 二 的排放浓度，综合运用 了 轴向和径向空气分级燃烧技术进行改造。 1 . 2 轴向空气分级燃烧改造 1 2 . 1 燃烧器整体布局 下部主燃烧区基本格局不变，即各一次风标 高、二次风标高和三次风标高均不改变。为实现轴 向空气分级， 将部分二次风由主燃烧区分流到炉膛 上方的燃尽区，通过专门管路从水平二次风箱引 出，在三次风_ L 部区域形成分离布置燃尽风 S O F A 。S O F A采取三层布置，而最上层的 H H 层二次风 见图 1作为紧靠型燃尽风 C C O F A 。 1 . 2 . 2 燃烧系统设计配风 S O F A风量的选取占总风量的20;C C O F A 风量占总风量的5 . 5 ; 一次风采用小风率设计， 取22;三次风率维持不变，取 19。6 号锅炉 改造后配风设计见表2 ， 其中二次风的风量又分为 S O F A，C C O F A和周界风及其余二次风。 293842 l633360 2354194 一次风 二次风 共次风 炉膛漏风 1 . 1 空气分级燃烧技术 目 前，降低燃煤锅炉 N O 二 排放的燃烧技术主 要有低N O 、 燃烧、空气分级燃烧、 燃料分级燃烧 及尾部烟气再循环等，其中， 空气分级燃烧是一种 有效的低N O 二 燃烧技术。根据西安热工研究院对 中国2 1 个电厂的 51 台锅炉 N O ， 排放量的调查， 采用空气分级燃烧， 锅炉燃用烟煤、 褐煤时基本可 以 达到国 家排放标准「 ’ 飞 。 空气分级燃烧的基本思想〔 2 一 3 〕 a 降低主燃烧区域的氧气浓度，进行亚化学 当量的缺氧燃烧，以抑制煤粉燃烧过程N O ， 的形 成。因为燃料在缺氧条件下燃烧， 燃烧速度和燃烧 温度降低，热力 N O ， 就会减少，燃料中释放的含 表2 6 号炉低氮燃烧改造设计配风 名称风率/ 风温/ ℃风速/m 5 一 ’ 275040254042 1633333333333360 22205.57.522194 次风 以 F A 二次风 C C O F A 二次 周界风 二次风 其余二次风 二次风 炉膛漏风 万方数据 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 广 东 电 力第21卷 1 . 2 . 3 燃烧器设计计算 由于部分二次风被引出形成 S O F A，为了保证 二次风喷口的风速和二次风风箱压力，二次风喷口 面积需减少。新增的S O F A喷口及其它喷口面积 也需要确定。 经设计计算闹， 各燃烧器喷口 尺寸选 定见表 3 。 卜 “ 偏转_次风夹角 砂 姗烧器主灾角 、、、，月.、声沙--勺‘ 日||一卜|﹄户-圈 表 3 6号炉低氮嫩烧改造然烧器喷口尺寸 典型的偏转二次风系统炉内布t 喷口名称 原有单个喷 口面积/ mZ 新设计单个 喷U面积/ m Z 备注 一次风喷口 】1 6 33不变 0 . 1712 个，新增 A 人层二次风 H H层二次风 0 2 0 23 7 不变 0 . 1 93 7 54 个 余， H H层改为反切7 . 5 ’ 。 S O F A喷口 设计成具有 上下和水平摆动功能，从而可以调整燃尽风穿透深 度和混合效果，并有效防止炉膛出口过大的扭转 残余。 改造后燃烧器喷口布置见图3 。 0 . 2 0 23 7 聋 B，CD，E，R盖 ， 0 . 2 0 23 7 H层 二次风 01 320个， 需减小面积 3 l7 0 三次风 . 1 8 9 3 L S 0 1 认 中5 0 助 一次风周界风01 020 ， 084 52 8 个，不变 2 0 个.不变 1 . 2 . 4 s 0 F A喷口 高度方向的位置确定 S O F A喷口 高度方向的位置对N O 尤 的降低有 很大的影响，S O F A喷口高度方向的中心线距燃烧 器最上层喷口 上三次风 中心线高度 h的推荐值 由公式h 二 15Vr/1‘“ “ 确定[v]， 6 号锅炉燃用煤 的挥发分为26左右，因此 h为2 . 4 m， S O F A中 心线标高应取29. gm。但现场安装需绕开钢梁等 障碍物， 最终确定S O F A中 心线标高31. 7 m ， 整 个S O F A风箱布置在两层钢梁之间，即30。 8 一 犯 6 m， S O F A中心线距离最上层三次风中 心线为 4 . Zm。 1 . 3 径向空气分级燃烧改造 将部分二次风改造为偏转二次风，在径向形成 空气分级，以延缓煤粉与二次风的混合，抑制 N O 二 的生成，同时通过偏转二次风在水冷壁面附近 形成一层风膜，以防止水冷壁结渣和高温腐蚀的发 生〔 4 一 5 〕 。 典型的偏转二次风系统炉内布置见图2 。 从图2 可知，一次风切角不变，仍采用反切 逆时针方向 5 ‘ 。 A A层二次风仍维持不变，为直 吹风;B ，E ，H层二次风改为正切 3 ’ ;C D层、 F G层二次风改为正切90;为控制炉膛出口扭转残 、 一 查 土一注 王 } 上三次风 下三次风 单位m m 2 56 3 0 弋尸-一 2 49 5 0 弋尸-一 2 42 7 0 0009一OOeg H0 王曰一 2 35 9 0 芍尸一- 2 29 1 0 弋万-- 0的9一089 FGF 儿 2 3 0 戈产--- 2 15 5 0 芍尸- 0009-089 王习一 2 08 1 0 戈 7ee 2 01 9 0 0891089 DCDV 1 95 1 0 戈 7 ee 护巡 _ OaOg-089 - 毛 日 一 } } 1 81 5 0 又了- 圈3 低氮姚烧改造后燃烧器喷口布置简图 万方数据 第3 期 伍昌鸿等 3 川M W机组锅炉低氮 燃烧的改造 2 改造效果 为检验低氮燃烧改造后的 效果， 207年7 月2 日 进行了6 号锅炉 N O 二 排放浓度的检测。在空气 预 热器前水平烟道处抽取烟气， 送人K A N E94烟 气成分分析仪，测试烟气中q和 N O 的质量分 数。检测在3 台磨煤机运行的工况下进行。检测结 果 N O ， 的 排放浓度为4 3 7 . s m g / m 3 标准状态下， 其氧的质量分数为6 ，满足G B1 3 2 2 3 一2 阴3 火电厂大气污染物排放标准对该类锅炉N O 排 放要 求。 与改 造前N O ， 排放浓度60 m g/耐 标准 状态下 相比， 质量浓度降幅度超过 25，改造效 果明显。 3 结论 a 综合采用轴向空气分级和径向空气分级的 空气分级燃烧技术，对锅炉燃烧系统进行了改造。 改 造后N O x 排放的质量浓度由 改造前的以 川m g / 耐 下降至 43 7 . sin g / 耐 标准状态下 ，达到 G B 1 3 2 2 3 一203 火电厂大气污染 物排放标准对该 类型锅炉N O 二 排放的要求，改造效果明显。 b S O F A喷口 设计成具有上下和水平摆动功 能，因此，在降低 N O 二 排放的同时，能有效防止 炉膛出口产生过大的扭转残余。 c 采用偏转二次风，在抑制 N 仪 排放的同 时，对防止锅炉水冷壁结渣和高温腐蚀有帮助。 参考文献 【 1 」廖勇波.分级燃烧降低煤粉炉N Ox排放的化学机理及影响因 素[J 〕 . 四 川电力技术. 2 阴4 . 2 7 4 1 1 一 1 2 ， 朽. 【 2] 王红分级燃烧降低锅炉N Ox排放的控制技术〔 J 〕 . 环境技术， 2 0 0 2 ，2 5 2 3 一2 6 . 〔 3 」王方群， 杜云贵，刘艺，等. 国内 燃煤电厂烟气脱硝发展现状 及 建议[ J ] . 电 力环境 保护， 2 . 7 . 2 3 3 2 1 卜2 3 . 〔 4] 奄利. 李瑞扬炉内空气分级降低N ox燃烧技术[ J].电站系 统1程，2 ‘ 3 ，1 9 6 4 7 一 4 . [5〕邱广明煤粉炉的分级燃烧技术研究〔 J 〕 .热能动力工程， 2 砚 ，1 5 8 9 5 5 8 一5 5 9 民]冯俊凯，沈幼庭， 杨瑞昌. 锅炉原理及计算【 M」 . 北京 科学 出版社。Z f ，0 3 〔 7 」阎志勇，张慧娟，邱广明. 锅炉分级燃烧降低N 众 排放的技 术改造及分析[J] . 动力工程，2 000 ，24 7 64一 7 69 作者简介伍昌鸿 1 9 80一 ，男.湖南邵阳人。助理工程师，工 学硕士，从事锅炉设备管理工作。B m ailwncha ngh o n g h P P Pc o mc n 。 二0 。奋。.套.u今。 ，奋。 u今。。.00巾。0今0 0奋00. o 0中0 0今0 0令00.00.00今0 0币00币。 0诊。0奋00今0 0.o0.。。带勺.奋勺.奋。勺奋公甘奋勺甘奋Q。奋留Q.。 ，奋，二。J 今。少 今 J 勺今。 ‘ J 今 沪 ，今。，今。，今勺 ， 令。 币夕 。.，。.心0.0 上接第63 页 e 利用2 根小 1 m m锦纶 绳将s mx l m绝 缘网拉过跨越塔后，预留 1 根们om m锦纶绳引出 们l m m导引绳用来架线。 f 拆除时先拆除绝缘网， 用 2根 小 12 m m的 迪尼玛绳同时慢慢拖动网绳，施工人员同时卸 U 形环和连接网绳，让网绳在2 根们4 . s mm主绳上 平稳卸下。 9 拆除们4 . s m m封网主 绳时， 可利用本工 程已经安装好的的导线，将 小 14. sm m主绳引导为 拟Z m m过渡绳，再将争 12 m m过渡绳提升至本工 程的下导线上，每隔5 m挂1 只滑车， 将 小 12 m m过渡绳通过滑车加载小张力进行拆除。 搭设跨越架费用，体现了高科技跨越架线的水平。 采用此方法已成功地在士 5 k v三广线、5 k V 台香线等工程中 进行带电跨越和无通道 不允许砍 伐通道 施工， 取得了很好的效果。 参考文献 【 lj 姜伟. 动力伞在高压翰电线路架线施工中的应用[ J 〕 江西电 力，2 7 ，3 1 3 3 一 5 . 〔 2 〕杨怀伟，于海波，白华. 高压输电线路长距离全过程空中架线 1艺〔 J 〕 .占 林电力 2 0 7 ， 3 5 2 1 一 4 [ 3 ]汪胡根，梅生杰， 采用航空动力伞技术安全实施全过程不停电 跨越施工[ J 〕 . 电力建设， 2 硬 6 ， 2 7 6 1 1 一 1 4 ，1 7 . 〔 4 ] 王 管， 动 力 伞 展 放 导 引 绳 施工 工 艺 [ J] . 青 杨电 力， 2 ‘ 、 4 ， 23 2 5 7一6 1 ，6 7 4 结束语 采用动力伞跨越电力线路，实现不停电封网， 保障了施工顺利进行。同时不需搭设跨越架，节约 作者简介江辉 1 9 78一 ，男，上海人。助理工程师，工商管理 学士，从事送变电工程招标中的技术、经营及市场运作等工作。 Bm a i l j ia n g h u i e Ptt e . c om 。 万方数据 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载