一种循环流化床锅炉的高效脱销改进装置

应用与实践一种循环流化床锅炉的高效脱销改进装置刘建俊江苏汇能重工有限公司摘要：随着环保要求的不断提高，治理大气污染成为十分迫切的任务，研究适应我国国情的低成本的节能降排装置是大势所趋，也是我们锅炉制造行业的宗旨。关键词：流化床锅炉高效脱销改进1引言采用低NOx（NO和NO2，统称为NOx）燃烧技术进行循环流化床锅炉炉内脱销改进装置，最终目标排放可达国家标准GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求，具体指标。（1）锅炉额定负荷下，锅炉炉内NOx排放量为150mg/Nm3~180mg/Nm3；（2）锅炉额定负荷下，锅炉炉外NOx排放量小3于100mg/Nm；（3）锅炉额定出力在原基础上提高10%~20%；（4）炉膛不结渣，无高温腐蚀情况发生。（SNCR或SCR等），通过在炉膛内增加过热屏（水冷屏）的方式，增加锅炉受热面，降低炉床燃烧温度（针对NOx产生的原因），达到炉内部分脱硝的目的。公司在该项目相关方面还申请了多项发明专利和实用新型专利。4项目实施的技术方案2项目提出的技术和行业发展背景和必要性相关机构统计数据表明，2000年，我国国内含氮化合物的排放总量大约为1177万吨，含氮化合物的来源较为复杂，但是有百分之六十三来源于煤炭燃烧。近几年，随着我国经济的高速发展以及对环保的重视，含氮化合物排放量增长趋势逐渐平缓，但是其总量依然呈现出上升态势，预计到2020年，我国含氮化合物排放量将超过美国。因此，对含氮化合物排放进行控制已经成为一项非常重要的工作。根据国家标准GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》要求，自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组执行规定的排放限值。为了进一步提升煤炭燃烧的清洁度，在工业生产中通常采用下面两种措施来对含氮化合物的排放进行控制，即炉内脱氮和尾部脱氮。所谓尾部脱氮指的是在燃烧过程中，增加对尾部烟气的处理措施，采用吸附或者还原的方式对含氮化合物进行处理，以此来降低燃烧过程中含氮化合物的排放总量。目前工业生产中常见的尾部脱氮处理技术为催化还原、液体吸收以及吸附法。催化还原法指的是选择使用合适的催化剂，将尾部烟气中的NOx转变化N2，采用这种方式对于NOx的转化效率非常高，但是投入成本和运行成本比较高。液体吸收法指的是利用水以及其他溶液对尾部烟气中的NOx进行吸收，这种方式虽然工艺较为简单，但是吸收率相对较差，目前在工业生产中应用范围还不广泛。吸附法指的是运用吸附剂来吸附尾部烟气中的NOx，同时在一定的条件下被吸附的NOx还能够实现脱附回收，吸附剂可以再生。目前，绿色环保发展已经成为我国的一项重要国策，因此，发展投资少、效果好的脱氮技术非常必要。工业生产中，抑制锅炉燃烧中NOx生成的措施主要有以下几种：（1）优化锅炉峰值温度，降低燃烧区的煤粉量；（2）适当降低氧浓度；（3）可以采用从上部投入煤粉的方式，来有效控制燃烧火焰中心区的温度以及助燃空气总量，使得燃烧产物在高温区的停滞时间缩减，这样就能够避免高温以及高氧浓度的同时存在，降低氮氧化合物的生成量；（4）在炉膛中设立再燃区，利用在主燃区中燃烧生成的烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm等，将NO的还原成N2。在锅炉运行过程中，把80%~85%的燃料送入主燃区,然后在主燃烧区，这些燃料会生成一定量的NOx；把15%~20%的染料送入再燃区，需要注意的是，再燃区的空气系数小于1，该环境中，主燃区生成的NOx经过后会发生还原反应。这样，再燃区不但可以对主燃区生成的NOx进行还原，同时还在一定程度上抑制了新NOx的形成。燃尽区会确保从再燃区流出的产物完全燃尽。依据相关研究结果表明，在锅炉系统中，如果将其燃烧区划分为主燃区、再燃区和燃尽区，那么各个区域出口过量空气系数目标值为：主燃区出口α=0.9~1.0,再燃区出口α=0.8~0.9,燃尽区出口α=1.167。在主燃区、再燃区以煤粉为燃料，主燃区的煤粉浓度通常为80%~90%，再燃区的煤粉浓度通常为10%~20%，且再燃区的染料为超细化煤粉（煤粉粒径＜43μm），超细化煤粉能够提升再燃区对NOx的还原效率。5技能项目对本单位及行业的影响3项目主要技能攻关的内容在生产中，选择使用低NOx燃烧技术，不会增加实际运行成本。这样，在锅炉运行过程中，NOx的排放量会大大减少，同时还能够避免燃烧过程中的结渣，保持燃烧的稳定性，在实际工业生产中具有非常良好的使用前景。我公司最近几年采用该低NOx燃烧技术进行循环流化床锅炉炉内脱销改进装置运行，技术改造各项指标均优于国家相关标准：（1）在额定的负荷下，锅炉的运行效率高于94%，但是飞灰含碳量能够低于2%；（2）额定负荷下，NOx排放量能够33控制在150mg/Nm~180mg/Nm范围内；（3）和技改之前比较，锅炉启动的节油率达到80%；（4）锅炉炉膛不会出现结渣现象，同时也不会发生高温腐蚀现象；（5）锅炉最低不投油稳燃负荷为35%MCR；（6）锅炉运行中，各个受热面能够实现均匀受热；（7）一次风煤粉燃烧器更换寿命4年以上。（1）炉内炉床温度的控制，针对NPx产生的原因，适当控制炉床燃烧温度，使NPx不易产生，从而达到炉内脱硝的目的；（2）改进送风系统，使燃料充分燃烧，降低燃烧中NOx的产生；（3）增加锅炉受热面，使工质充分吸收燃烧产生的热量，提高锅炉出力。炉内低NOx燃烧器（LNB）技术+尾部二次烟气净化处理法6结束语在国内多家火电厂广泛使用，取得了可观的经济效益和社会效益，在市场竞争中具备了一定的优势。随着国家对环保要求的不断提高，我公司研发的低NOx燃烧技术具有良好的市场前景。278

2019.09