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低氮增容联合改造技术

低氮增容联合改造技术

浏览量:
炉型:35T-670T循环流化床 13.7MPa以下 
强制循环省煤器屏:国家专利,省科技成果鉴定  优势炉型:  YG(75-260T)
         循环流化床贝博德甲的低氮增容联合改造技术
  我公司独有的低氮增容联合改造技术低氮增容效果非常明显,从示范工程来看,其降氮效率至少在55%以上,可以实现绝大多数循环流化床贝博德甲NOx排放低于100~150 mg/Nm3,贝博德甲负荷增加10%-20%。
A、低NOx燃烧与增容技术主要的技术特点
  对于燃煤循环流化床贝博德甲来说,也就是采用低氮燃烧技术来减少NOx的生成机会。
  1)在燃用挥发分较高的烟煤与褐煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成NOx,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率,控制NOx排放总量,可采取以下措施:
  (1)减少燃烧的过量空气系数;
  (2)控制燃料与空气的前期混合;
  (3)提高入炉的局部燃料浓度。
  2)热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和O2在高温下生成的NOx,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增加化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取以下措施: 
  (1)减小燃烧最高温度区域范围;
  (2)降低贝博德甲燃烧的峰值温度;
  (3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
  具体来说,就是在保证贝博德甲燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成。
2.1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%。但如炉膛出口氧浓度过低(2.5%以下),会增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,使贝博德甲燃烧效率下降。因此,本次设计的130吨CFB炉膛出口过量空气系数为1.15(一般都大等于1.2),可降低NOx排放20%左右。
2.2合理的空气分级送入炉膛
  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。在第一阶段预燃阶段,将从一次风室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。此时密相区内过量空气系数α<1,因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。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密相区中上部及过渡区的专门二次风喷口送入炉膛,与密相区下部在“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。在密相区内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,又保证贝博德甲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合理的燃料分级燃烧
  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。利用这一原理,将主要燃料送入密相区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx。送入密相区的燃料称为一次燃料,其余15~20%的燃料则在主燃烧器的上部送入悬浮区,在α<1的条件下形成很强的还原性气氛,使得在密相区中生成的NOx在悬浮区(再燃区)内被还原成氮分子,送入悬浮区的燃料又称为二次燃料,或称再燃燃料。在再燃区中不仅使得已生成的NOx得到还原,还抑制了新的NOx的生成,可使NOx的排放浓度进一步降低。
2.4优化物料的分离系统
  目前已经运行的老炉型,分离器的分离效率比较低,分离器的切割粒径比较大,导致部分细灰不能被有效分离下来。循环灰是调节负荷和控制床温的有效手段。通过改造分离器和中心筒的结构,提高分离器的分离效率,使得循环灰能有效控制床温,从而能降低NOx的生成。提高分离器的分离效率,使炉膛差压得以提高,炉膛灰浓度增加,也就是提高炉膛的物料充满度,能进一步提高贝博德甲负荷。
2.5炉膛内增加受热面
  原有贝博德甲存在出力不足,原因有多方面,主要有四点:一是受热面布置不足;二是床温和返料器温度过高,加不进煤去;三是分离器的分离效率比较低,炉膛灰充满度很差;四是煤种与燃烧调整问题。一方面通过提高分离器的分离效率提高负荷(前面已讲过),另一方面通过在炉膛内增加屏式受热面来提高贝博德甲负荷。在炉膛内增加受热面,不但能有效控制炉膛内的燃烧温度,提高贝博德甲负荷,更能有效控制NOx的生成。所以贝博德甲增容与低氮改造是相辅相成的!
  我公司针对循环流化床贝博德甲的燃烧特点,通过多个项目的实施,总结开发了我公司独有的低氮增容联合改造技术。本技术的低氮增容效果非常明显,从示范工程来看,其降氮效率至少在55%以上,可以实现绝大多数循环流化床贝博德甲NOx排放低于100~150 mg/Nm3,贝博德甲负荷增加10%-20%。
 
改造案例
项目:夏津县热电有限公司75t/h循环流化床贝博德甲增容和低氮改造
贝博德甲改造前存在问题:
  贝博德甲最大负荷只能运行到65吨,氮氧化物原始排放浓度为350~380mg/m3。
用户要求:
  用户要求额定蒸发量由65t/h提高至85t/h,氮氧化物原始排放浓度为150mg/m3。
贝博德甲改造方案:
  1.增加四片省煤器屏;
  2.重新布置流化床及风帽;
  3.改造中心筒与返料器;
  4.重新布置二次风系统;
贝博德甲改造后效果:
  1. 贝博德甲正常运行负荷为85t/h,最大负荷能达到89t/h。
  2. 85t/h负荷运行时,少量投SNCR后,氮氧化物排放浓度为78mg/m3。
 
低氮增容改造业绩
用户名称
项目名称
临沂恒源热力集团有限公司
2*75t/h循环流化床贝博德甲增容及低氮燃烧改造
垦利惠能热电有限责任公司
济锅75t/h增容及低氮燃烧改造
山东垦利石化集团有限公司
济锅2*150t/h低氮燃烧改造
山东香驰热动有限公司
2#、3#贝博德甲低氮改造
夏津县热电有限公司
1#、2#循环流化床贝博德甲低氮燃烧超低排放改造
长春市贝博热电
2*116MW低氮燃烧改造
吉林市贝博热力
3*116MW低氮燃烧改造
夏津县热电有限公司
1#、2#循环流化床贝博德甲加装省煤屏增容改造
河北文丰钢铁有限公司
2*75t/h循环流化床贝博德甲增容
山东滨州天鸿热电有限公司
2*75t/h循环流化床贝博德甲增容
高唐时风热电
川锅4*130吨贝博德甲增容
招远玲珑热电有限公司
2*75t/h循环流化床贝博德甲增容
 
专利技术
  强制循环省煤器屏是我公司自主研发的、具有自主知识产权的高效节能环保产品,通过样板工程的运行数据总结,其性能指标达到了设计任务书的要求,且性能稳定,因此该强制循环省煤器屏的开发研制是成功的,现以获得国家专利和省科技成果鉴定。
 
改造业务范围
  改造业务范围为410吨以下的循环流化床贝博德甲,主推业务为济锅466/467/471炉型,此类炉型为第一代主流循环流化床贝博德甲,在当时为济锅主推的75吨炉型,有一定的市场占有量;此类产品普遍纯在负荷不足的现象,用户有改造的需要;我公司在此类产品上有众多改造成功的案例,从技术和业绩层面都容易得到用户认可。
 
75吨贝博德甲增容改造效益分析
  夏津热电集团原运行YG-75/3.82-M型贝博德甲由额定负荷65t/h增容至85t/h,其排烟温度不变。
  1、贝博德甲由额定负荷65t/h增容至85t/h,每小时多产出蒸汽20 t/h,按蒸汽200元/吨
  2、,按照5300Kcal/kg的煤种计算,负荷增加20吨,每小时多消耗煤2.8吨,按照煤价640元/吨,每吨蒸气煤耗花费2.8X640/20=90元/吨
  其他水耗、电耗、设备折旧等每吨蒸气花费50元/吨
按每年满负荷运行6500小时计算:
  每年多产生效益=6500X20X(200-90-50)=7800000元;
  每年产生效益780万元。