200MW机组锅炉低氮燃烧系统改造.docx

200MW机组锅炉低氮燃烧系统改造摘要为满足环保排放要求改善锅炉性能提高社会及经济效益沙角A电厂200MW机组#1锅炉2011年进行了低氮燃烧系统改造新增了SOFA风喷口改变了各层二次风喷口的尺寸改造了燃烧器及D磨煤机分离器的结构。关键词锅炉；低氮燃烧器；SOFA风；氮氧化物中图分类号TK22文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0135-020引言随着国家对发电企业节能减排的门槛不断提高火电厂面临的经营压力和环保压力日趋严重。氮氧化物是燃煤火电厂烟气排放的污染物之一其所含成份能形成酸雨的原因之一能引起温室效应破坏臭氮层；同时对人体的心、肝、肾和造血组织会有损害。到2020年我国的氮氧化物排放量按现今增长速度将达到2363～2914万吨。因此控制氮氧化物排放已刻不容缓。沙角A电厂200MW机组的氮氧化物排放均保持在500mg/m3～750mg/m3。#1锅炉在2011年A级检修中进行了低氮燃烧系统的相关改造成功将氮氧化物排放量降至200mg/m3～450mg/m3降幅约为40%～60%。1设备概述2低氮燃烧系统改造2.1改造前存在的问题正常运行负荷下炉膛出口烟温偏差大为80℃～180℃；排烟温度高为155℃～172℃；氮氧化物排放量偏高为500mg/m3～750mg/m3；炉膛温度高再热器管壁超温严重。2.2氮氧化物的生成机理与降低原理根据燃煤机组锅炉燃烧过程中氮氧化物的生成机理其可分为燃料型即燃料中含氮化合物在燃烧中氧化生成占总量的60%～80%；热力型空气中氮在高温下氧化产生；快速型即燃料碳氢化合物高温分解生成的CH自由基和空气中氮气反应生成HCN和N再进一步与氧气作用以极快的速度生成。采用低氮燃烧器减少氮氧化物生成的原理：减少进入主燃烧区的空气量造成缺氧环境降低燃烧温度和速度从而减少氮氧化物的生成；主燃烧区产生的烟气与燃尽风充分混合形成二次燃烧；分离式燃尽风与主燃烧区距离远降低烟气温度减少高温条件下氮氧化物的生成。2.3改造后的低氮燃烧系统2.3.1SOFA风SOFA风原理：二次风分级送入炉膛形成富燃料欠氧主燃烧区和富氧低温燃尽区。欠氧区产生CH根等还原物质抑制与还原NO富氧区燃尽未燃尽碳和CO。改造后在锅炉标高28.4m位置的4侧水冷壁上各增设2个分离式燃尽风喷口（即8个SOFA风喷口）。2.3.2一次风原一次风喷口更换为浓淡燃烧器：更换燃烧器一次风管及喷口底层微油点火燃烧器保持原样仅对上方4层燃烧器进行更换共计16根（如图1）。2.3.3二次风二次风喷口面积作了相应改变以建立合适的风箱、炉膛差压并将一部分所需的二次风转移至燃尽区。具体改动如下（如图1）：二次风喷口最下层尺寸未变最上层缩减50%中间各层缩减30%。新的二次喷口设置专门的偏转二次风仓室以在炉膛四周水冷壁建立富氧环境防止水冷壁的结渣和腐蚀。对于双叶片风门拆除两叶片转轴之间的连杆固定其中一个从动轴并保持该叶片完全闭合仅保留主动轴叶片动作对于单叶片风门现场对称割除风门左右两侧挡板（不含转轴）使有效流通面积减少50%然后分别焊在风门口两侧壁板上。2.3.5S静态型分离器为了配合低氮燃烧系统改造让进入炉膛的煤粉细度达到要求本次改造对制粉系统的D磨煤机分离器改为S静态型分离器。改造中保持磨煤机原有分离器外壳不变移除内部叶片及回粉锥筒等同时安装了出粉口锥筒、叶片装配体、挡粉锥、回粉锥、回粉挡板门等新的内部结构。3改造后的投运情况3.1D磨煤机分离器改造后的效果D磨煤机分离器改造后煤粉细度未有改善煤粉细度R90仍处较高水平这让煤粉仍显过粗。但是磨煤机出口各粉管煤粉分配均匀性得到较大改善。3.2改造后机组相关参数变化沙角A电厂200MW机组#1锅炉改造后一些机组参数改善明显从而提升了锅炉效率（如表3）：NOx排放量降低40%～60%左右改造效果良好；在其他参数不变的情况下锅炉效率因排烟温度降低提升0.7%～1.0%因减温水量的减少提升约0.15%；改造后炉膛出口温度偏差减小使得后屏过热器A～B侧烟温差减小了50℃～60℃改善了炉膛燃烧环境（如表3）。另外改造后炉膛温度的降低也造成了一些不良的影响如再热蒸汽温度偏低飞灰可燃物增多等。4结论1）经过低氮燃烧系统改造#1锅炉NOx排放量降至200mg/m3～450mg/m3降低了40%～60%左右。且在机组满负荷时能够控制在300mg/m3以内；在80%ECR负荷时能够控制在400mg/m3以