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技术文章

循环流化床锅炉低氮燃烧改造技术节能工艺简介

时间:2015-3-30 9:15:18  作者:润州  来源:在线投稿  
内容摘要:循环流化床锅炉低氮燃烧改造技术工艺节能方法简介:针对循环流化床锅炉的燃烧特点,采用本公司开发的循环流化床低氮及燃烧优化技术,解决锅炉炉膛三维方向上氧含量和温度分布不均所造成NOx浓度偏高的缺点。在低氧含量的前提下,确保布风合理和二次风均匀穿透,使得炉内氧量分布达到...
循环流化床锅炉低氮燃烧改造技术工艺节能方法简介

本技术的简要工艺为:
针对循环流化床锅炉的燃烧特点,采用本公司开发的循环流化床低氮及燃烧优化技术,解决锅炉炉膛三维方向上氧含量和温度分布不均所造成NOx浓度偏高的缺点。在低氧含量的前提下,确保布风合理和二次风均匀穿透,使得炉内氧量分布达到均匀,从而在提高锅炉燃烧效率和增加锅炉出力的情况下,使锅炉出口的NOx浓度控制在200 mg/Nm3以下;在进行低氮改造的同时解决现有锅炉大多存在的返料量过少、温度场分布不均、高负荷运行时所需床压过高、磨损较严重且存在二次燃烧等一系列的问题,本公司改造锅炉的宗旨是尽可能用较小的投资在不大动锅炉设备的基础上解决所存在的问题,也就是说本公司最大的优点是能在进行低氮燃烧改造的同时对锅炉进行燃烧优化,为客户排忧解难。

如果当地环保要求NOx排放降至100mg/Nm3以下,且在煤质较差或锅炉燃烧不稳定而使NOx浓度无法通过低氮燃烧改造降到环保目标值以下时,可采用低氮燃烧改造+SNCR选择性非催化还原脱硝复合工艺,以确保NOx浓度降至100 mg/ Nm3以下。

技术优势
(1)  低氮燃烧工艺可以降低氮氧化物排放达50%以上,降低了后续脱硝的工作量、确保氮氧化物达到国家相关排放标准;
(2) 低氮燃烧改造降低后续脱硝的投资费用和后续运行成本,脱硝还原剂的消耗降低;
(3) 低氮燃烧工艺可以在任意负荷情况下运行工作和SNCR非催化还原脱硝相互辅助确保锅炉的标准排放;
(4) 节省能耗、对锅炉热效率有提高;
(5) 降低锅炉磨损,防止腐蚀和堵塞现象;
(6) 整个工程施工期短,单台炉施工工期为40天左右。
 
1工程概况
1.1项目概况及总则
苏州热电热电现有锅炉NOX初始排放浓度为550mg/Nm3,根据2011年发布的《GB13223-2011火电厂大气污染物排放国家标准》和市政环保政策,循环流化床锅炉NOX排放浓度必须≤100mg/Nm3。
75t/h锅炉烟气氮氧化物治理工程,采用循环流化床锅炉+选择性非催化还原烟气脱硝(SNCR)联合技术。本次设计增加循环流化床锅炉低氮优化燃烧改造系统的工艺流程、电气控制、平面布置、设备配置等进行设计、并进行投资分析、运行成本核算。

2技术方案
2.1总则
2.1.1本工程采用循环流化床锅炉低氮燃烧及燃烧优化工艺,降低烟气中氮氧化物的排放浓度。
2.1.2本烟气氮氧化物控制装置为75t/h循环流化床锅炉设备设计实施循环流化床锅炉的控制氮氧化物系统。
2.1.未治理前锅炉出口烟气中氮氧化物排量约550mg/ Nm3,通过低氮燃烧改造控制锅炉氮氧化物排放浓度降低到200mg/ Nm3www.china-heating.com以下, 后通过SNCR脱硝处理使后出口浓度不高于100mg/ Nm3(标态,干基,6%O2)。
具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:

2.2.2.1低过量空气燃烧
使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15~20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使锅炉燃烧效率下降。因此,在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数。

2.2.2.2空气分级燃烧
基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成,采用倒三角的配风方式,在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NO的还原反应,重新还原为N2。在第一阶段预燃阶段,将从上层二次风管以下供入炉膛的空气量减少(相当于理论空气量的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。此时上层二次风管以下过量空气系数α<1,因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。中国供热信息网了解到因此,不但延迟了燃烧过程,而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。第二阶段燃烬阶段,为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在上层二次风管喷口送入炉膛,与上层二次风管以下在“贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合,在α>1的条件下完成全部燃烧过程。这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。在上层二次风管以下的过量空气系数越小,抑制NOx的生成效果越好,但不完全燃烧产物越多,导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。因此,为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和可靠性,必须正确组织空气分级燃烧过程。

2.3循环流化床低氮燃烧改造
2.3.1现有循环流化床锅炉存在问题:
1、炉膛出口氧量大:为了控制床温而加大风量,造成锅炉在75t/h额定负荷运行时,烟气含氧量高达10%-12%,而设计炉膛出口最佳氧量仅为5%左右,由于炉膛出口氧量的增大,引起烟气流速的增加,造成锅炉炉膛水冷壁磨损严重。
2、飞灰含碳量高:锅炉正常运行时,飞灰含碳量高,远远高于设计值。
 3、炉膛内流化风速高,卫燃带以上受热面磨损严重,锅炉运行维护量大。
4、锅炉初始Nox排放浓度高。 
由此可见,锅炉现在普遍运行工况不佳,各项主要经济和环保指标均达不到设计要求,

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