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300MW机组通过优化运行方式降低NOx生成技术的探讨

时间:2015-12-1 11:18:51 点击:

随着我国人民生活水平的提高,消除环境的污染、保护环境已成为人类共同的呼声。氮氧化物(NOx)造成的大气污染越来越引起人们的重视。因此,电厂脱硝技术显得尤为重要。

1、概述

目前,燃煤锅炉控制NOx排放的主要实用措施分为两大类:低氮燃烧技术烟气脱硝技术。低氮燃烧技术主要是锅炉采用低NOx燃烧器等方法降低NOx排放;烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR),对烟气中已生成的NOx进行处理。在锅炉运行中氮氧化物(NOx)的生成也和运行调整有很大的关系,本文主要讨论从运行调整方面降低氮氧化物(NOx)生成的技术措施。

2、NOx排放标准

2012年1月1日起实施的《火电厂大气污染排放标准》规定自2014年7月1起,现有火力发电锅炉及燃气轮机机组氮氧化物(以NO2计)排放限值为100mg/m3。

3、NOx的生成机理

煤粉锅炉在运行中生成的NOx有三部分,即燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx。

燃料型NOx约占NOx总量的50%~75%左右,它是燃料中的氮与空气中的氧在燃烧的初始阶段(着火区)发生反应而生成的。对于同一种燃料,它的生成量与过量空气系数和煤粉在着火区停留的时间成正比。

热力型NOx约占NOx总量的20%左右,它是空气中的氮在高温下与氧反应生成的,它的生成量与炉内温度、氧浓度和反应时间成正比,且炉内温度对其生成有较大影响。

快速型NOx约占NOx总量的5%左右,它也是空气中的氮在高温下与氧反应生成的,它的生成量与炉内压力的0.5次方成正比,而与炉内温度的关系不大。

4、降低NOx生成的调整手段

我公司#1、2机组锅炉为亚临界压力、四角切圆燃烧,自然循环汽包炉,单炉膛,一次中间再热,平衡通风,固态排渣,全钢架悬吊结构,“∏”型半露天岛式布置。锅炉以B-ECR工况为设计参数,机组电负荷为300MW时,锅炉额定蒸发量为900t/h。在机组电负荷为330MW的情况下,锅炉最大连续蒸发量为1025t/h,锅炉型号:DG1025/18.2—II12。锅炉配有四套钢球磨、中储式制粉系统,五层20台给粉机。2013年3月我公司#2炉进行了脱硝改造:采用新型水平浓淡煤粉燃烧器+燃尽风技术对原有设备进行了炉内低氮燃烧改造,如图

针对改造后锅炉的特性,通过长时间的观察、试验、总结,得出一些行之有效的调整方法,希望对降低NOx的运行调整有些帮助。

4.1减小送风量

减少锅炉送风量的目的在于降低过量空气系数和燃烧区的氧浓度,以控制燃料NOx和热力NOx的生成量;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,在实际的运行调整中效果非常明显,一般可降低NOx排放15-20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会造成浓度急剧增加,增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,燃烧效率下降,对燃烧的稳定性有很大的威胁。因此在锅炉运行时,应选取最合理的过量空气系数,综合考虑负荷、汽温、汽压,通过对燃烧的观察、对飞灰含碳量的监视,确定最佳的风量大小。

4.2降低二次风箱与炉膛差压

降低二次风箱与炉膛差压,即降低了辅助二次风速,使二次风混入一次风的时间滞后,从而使燃烧过程推后,降低了火焰温度(炉内温度),同时缩短了煤粉在着火区停留的时间,这也就达到了抑制热力NOx和燃料NOx生成的效果。

4.3调整二次风挡板

在燃烧稳定情况下,将OFAC、OFAB层燃尽风适当开大,OFA、OFAA层配合开关,以降炉膛出口烟气温度,降低NOX产生。适当关小燃烧区辅助风、周界风开度。关小靠近燃烧区的辅助二次风挡板是为了减少燃烧区的氧浓度,适当缩短燃烧区的反应时间,将部分反应推迟到燃尽区,从而达到抑制热力NOx生成的目的。但过量空气系数的减小、炉内温度的降低和煤粉在燃烧区域停留时间的缩短都将造成锅炉机械不完全燃烧热损失的增加。因此,采取开大顶层消旋二次风挡板的方法来增加煤粉在燃尽区的停留时间,以减少锅炉机械不完全燃烧热损失。

4.4调整给粉结构

在保证燃烧稳定、汽温合格的情况下,尽量减少上层给粉,条件允许时可以停运上层给粉机,从实际调整情况看停止1~2只给粉机NOX值降低10~30mg以上。

4.5制粉系统运行调整

尽量运行B/C制粉系统,并将再循环挡板开至50%左右。B/C制粉系统三次风相较靠下,利于燃烧的稳定,并且可以减少NOx的生成;开再循环挡板可以减少三次风的带粉量。在粉仓粉位可以保证的情况下尽量少转制粉系统。从实际运行情况来看对于降低NOx的生成有明显效果。

结束语:

目前,环境问题越来越引起人们的重视,我们周围的环境越来越差,综合治理环境已到了刻不容缓的地步。国家也明确规定电厂必须脱硝。除了锅炉进行脱硝改造,作为一名电厂运行人员必须具备一些行之有效的调整手段,希望以上方法能对运行的同事们有所帮助。

作者:不详 来源:清洁高效燃煤发电微信
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