低氮燃烧改造方案的实际应用与分析

2017-05-19彭宇琼刘岸彬杨洋

资源节约与环保 2017年3期

关键词：喷口磨煤机煤粉

彭宇琼刘岸彬杨洋

（河源市环境监测站广东河源517000）

低氮燃烧改造方案的实际应用与分析

彭宇琼刘岸彬杨洋

（河源市环境监测站广东河源517000）

本文介绍了某燃煤电厂600MW机组锅炉烟气进行低氮燃烧改造方案；并对低氮燃烧改造后的实际应用效果进行分析。

低氮燃烧；脱硝；NOx排放

1 机组设备概况

某电厂机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂设计制造，三菱重工业株式会社提供技术支持，选用了超超临界变压运行支流锅炉，型号为HG-1795/26.15-YMI，Π型布置、单炉膛、改进型低NOxPM主燃烧器和MACT型低NOx分级送风燃烧系统、墙式切圆燃烧方式，一次中间再热。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构。锅炉采用中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系统，磨煤机选用ZGM95N型中速磨煤机，燃烧器为PM燃烧器，在煤粉管道上布置有煤粉分离器，每台磨煤机对应一层燃烧器，布置在炉膛四角。锅炉设计煤种为烟煤。

现电厂机组锅炉已采用了排放低于450mg/m3的低氮燃烧系统，脱硝系统采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，布置在锅炉尾部省煤器和空气预热器之间，未设置SCR和省煤器烟气旁路装置。催化剂层数按2+1模式布置，初装2层预留1层，脱硝还原剂选用液氨。

由于电厂需进行烟气超净排放改造，改造后NOx排放要满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）燃气锅炉排放标准，即NOx低于50mg/m3。在设计工况下，电厂机组锅炉NOx排放浓度见表-1，为了达到NOx排放浓度低于50mg/m3的要求，必须对其进行低氮燃烧改造。

表-1 NOx排放浓度现状

2 改造方案

2.1 将PM燃烧器（不含节油设备层）更换为M-PM燃烧器

M-PM燃烧器为三菱公司在PM燃烧器的基础上发展出来的，针对现有国内及国际市场对于低NOx排放及高锅炉效率需求的一种新型燃烧器。M-PM燃烧器运行时，浓侧煤粉位于喷口中心，使燃烧器富燃料燃烧，氧含量少，抑制NOx生成。同时M-PM燃烧器独特的中心着火特性，使得主燃烧区域温度维持在一个相对较低的水平，减少了热力NOx的生成。由于燃烧器出口多级扩散器的存在，较大幅度的推迟了二次风的混合，增大了烟气在挥发份燃烧区的停留时间，也就是增加了还原反应时间，使更多的燃料N被还原成N2。在燃烧器出口附近形成了局部分级燃烧，NOx的生产量也会减少，浓淡燃烧器使浓淡两侧化学当量比都处于低NOx区域，其最终效果降低了NOx的生产。

2.2 选取适当的SOFA风率，实现分级燃烧

燃烧器采用四层SOFA，约30-35%的风从SOFA喷嘴送入，实现分级燃烧，在燃烧区形成低过剩空气系数，造成弱还原性气氛，从而使NO还原成为N2，减少“燃料型”氮氧化物。通过采取SOFA拉开方式，使SOFA风量距离燃烧器的燃烧区有一定距离，确保形成真正的分级燃烧。

2.3 二次风喷口的调整

二次风喷口根据风量调整喷口尺寸；合理的二次风及时混入一次风中，确保了煤粉的稳燃。二次风喷口采用耐热耐磨铸钢，耐热耐磨等级相对提高。

2.4 燃烧器配风

由于设置了SOFA喷嘴，将部分二次风在燃烧后期送入炉膛，剩余的空气采用一次风相对集中，二次风分级送入的布置形式。