电厂低氮燃烧器改造工程设计技术交底

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大庆热电厂低氮燃烧器改造工程设计交底,2021年5月,烟台龙源电力技术股份,一、锅炉燃烧系统普遍存在的问题,二、双尺度燃烧技术简介,三、改造方案介绍,四、运行调节方法及本卷须知,内容简介,:,一、锅炉燃烧系统普遍存在的问题,二、双尺度燃烧技术简介,三、改造方案介绍,四、运行调节方法及本卷须知,内容简介,:,锅炉燃烧系统普遍存在问题介绍,1.1锅炉灭火危害,电站燃煤锅炉灭火是影响电厂平安经济运行的严重事故，重新点火造成的燃油损失，还可引发其它事故，可能导致锅炉甚至汽轮机损坏。,与燃烧系统相关的灭火原因主要有以下几个主要方面：,1、燃烧器设计不合理；,2、煤质变化的影响；,3、制粉系统的影响；,4、燃烧调整的影响；,5、炉膛温度水平；,6、炉膛大掉渣等；,燃烧系统在设计时要充分考虑诸多因素的不利影响，要有很好的煤种适应性，合理设计，稳燃能力强，炉内不结渣，燃烧器区域合理的温度水平。,1.2 锅炉结渣危害当锅炉燃用含灰份较大且灰熔点较低的煤质，以及锅炉热负荷较高时，特别是燃烧器设计不合理时，容易发生结渣。结渣一般发生在炉膛水冷壁、卫燃带、屏式过热器、凝渣管等辐射或半辐射受热面，以及靠近炉膛出口的局部对流受热面，在炉膛下部冷灰斗也可能发生结渣现象。这些部位的烟气温度较高，在燃烧过程中，软化或者熔融状的灰颗粒粘结在受热面上，在受热面上不断生长、积累，形成覆盖层。1使运行经济性下降(1)受热面结渣后，使传热恶化，排烟温度升高，锅炉热效率下降；(2)燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大；(3)使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升；2影响锅炉出力(1)水冷壁结渣后，会使蒸发量下降；(2)炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。3影响锅炉运行的平安性(1)结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；(2)结渣往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大；对自然循环锅炉的水循环平安性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；(3)炉膛上部渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；(4)除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。,1.3,飞灰可燃物升高,飞灰可燃物升高原因及采取的措施,1、选择最正确的过量空气系数，对固定碳含量较高的煤粉，在燃尽阶段保证充足的氧量。尽量增大煤粉在炉膛内燃烧时间，增大燃尽空间。,2、煤种的变化，使球磨机出力缺乏，被迫增大通风量，造成煤粉变粗，可通过燃烧调整试验，选择最正确煤粉细度。,3、在保证球磨机出力前提下，尽量关小三次风，以减弱三次风对燃烧的影响。,4、保证适宜的一次风速，并且一次风速调平，保证各粉管下粉均匀。,5、二次风配风合理，通过燃烧调整试验确定最正确配风方式，总结出燃烧卡片，燃尽风量和主燃烧区风量分配合理，一、二、三次风率符合设计值。,一、NOx排放的环保要求,二、双尺度燃烧技术简介,三、改造方案介绍,四、运行调节方法及本卷须知,内容简介,:,二、双尺度燃烧技术简介,NOx生成机理,NOx的生成主要有三种类型：,燃料型：是燃料中的氮化合物在燃烧过程中热分解之后又氧化而形成的NOx，占总量的8090%，燃料氮转化成NOx的量主要取决于空气燃料混合比空燃比，而较少依赖于反响温度；,热力型：是空气中的氮气在高温下氧化生成的NOx，占总量的1020%，其最为敏感的影响因素是温度，当温度高于1500时随着温度的提高，热力型NOx会急剧增加；,快速型：是燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢原子团反响而形成的NOx，其所占比例很小，一般不予考虑。,低氮燃烧器改造采取的相关措施主要为控制燃料型及热力型NOx的生成，基于NOx的生成特点，主要就是控制炉内局部区域的空燃比过剩空气系数和炉内燃烧的最高温度,二、双尺度燃烧技术简介,高温低氧浓煤粉还原燃烧区,中心,还原燃烧区,着火预燃区,次燃区,集中还原区,中心燃尽区,还原区,炉膛空间尺度优化,在,高度,和,截面,方向分为多个功能区域,防渣近壁区,双尺度低NOx燃烧技术以炉内影响燃烧的两大关键尺度(炉膛空间尺度和煤粉燃烧过程尺度)为重点关注对象,全面实施系统优化，到达防渣、燃尽、低NOx一体化的目的。,二、双尺度燃烧技术简介,煤粉燃烧过程尺度优化,在全炉内依据反应过程组成由不同功能,主反应,和,次反应,涡团相互链接形成涡环,C,CO,2,CO,NO,N,2,NO,N,2,HCN.CO,HCN.CO,HCN,N,2,C,CO,2,C,CO,2,CO+O,2,CO,2,C,CO,CO,2,NO,N,2,N,2,NOx,主燃区,集中还原区,燃尽区,主反应,强化,C,燃尽,附反应,抑制焦炭氮氧化,主反应,强化,HCN,生成,还原,NO,附反应,兼顾,C,燃尽,主反应,强化着火、挥发份热解、,C,燃烧,附反应,抑制,NO,生成、加强焰内,NO,还原,二、双尺度燃烧技术简介,双尺度实现低NOx燃烧优势之一-强防渣、防腐技术,炉膛中心形成了“中心区有较高煤粉浓度、较高温度、适宜氧浓度、较高燃烧强度，炉膛近壁区形成为较低温度、较低CO浓度、较高O2浓度沿程逐步掺入中心区和有利于阻止灰粒附壁，延长了冷却路径。,在煤粉燃烧过程尺度上优化了燃烧不同阶段三场特性(温度场、速度场及颗粒浓度场)差异，使火焰边部可控可调，保证近壁区三场特性利于防渣。,二、双尺度燃烧技术简介,c环涡稳燃技术示意图,b双复原氧化区,a双区燃烧示意图,c环涡稳燃技术示意图,双尺度实现低,NOx,燃烧优势之二,-,高效稳燃燃烧技术,采用低,NOx,燃烧器、一次风喷口集中且浓淡组合、接力热回流环涡稳燃等技术手段，环涡内碳粒有较高的内回流率延长了在环涡内停留时间，显著提高了环涡内碳燃烧发热量。环涡稳燃、着火、碳燃烧、碳燃尽全过程链环稳固，这是优于单纯喷口稳燃的原因所在。,一、NOx排放的环保要求,二、双尺度燃烧技术简介,三、改造方案介绍,四、运行调节方法及本卷须知,内容简介,:,三、改造方案介绍,1.纵向三区分布：,通过对主燃烧器改造，重新布置，增加了燃尽高度，同时在主燃烧器上方适宜位置引入适量的燃尽风，建立较大的复原区，燃尽风采用多喷口多角度射入。总体布置上沿高度方向从下至上形成三大区域，分别为氧化复原区总风量的70-80%、主复原区、燃尽区总风量的20-30%。,三、改造方案介绍,1,、燃烧器,分组后燃烧器区域热负荷降低，相应地可降低炉内火焰的峰值温度，使炉内温度场分布更加均匀化，可以进一步减轻炉内结渣。,2、,下组燃烧器下降后，整个燃烧器的中心与火焰中心随之下降，火焰在炉膛内被拉长，形成更加均匀的温度分布,；同时,煤粉颗粒在炉内的停留时间增加，可有效控制飞灰可燃物的含量，提高燃烧效率。,3,、增加的高位燃尽风,喷口设计为,手动,水平摆动的，可以有效消除气流旋转带来的烟温偏差，加强后期的混合。,三、改造方案介绍,2.横向双区分布：,燃烧器喷口调整布置时，主燃烧器DE、FF、OFA二次风喷口布置贴壁风喷口，可使沿炉膛截面形成中心区和近壁区两区分布，中心区较高的煤粉浓度、较高的温度水平；近壁区较低的颗粒浓度、较低的温度水平，近壁区可保存足够的氧的存在，向水冷壁外表补充适量的氧，防结渣防腐蚀。,三、改造方案介绍,3.一二次风射流角度：,燃烧器#1、#2、#4、#5角一次风射流统一调整为直径为1035mm的假想切圆，#3、#6角一次风射流统一调整为直径为1000mm的假想切圆。二次风与一次风小角度偏置只有5度角，保证炉内切圆方向不变，二次风初始偏离并能很快与一次风掺混并在炉内中心区域燃烧。,一次风逆切圆方向射入炉内，二次风正切射入炉内，二次风的引射作用，强化热烟气与一次风浓煤粉混合，,三、改造方案介绍,4.区域燃烧器浓淡组合：,采用低NOx一次风燃烧器及区域浓淡组合技术，形成初期NOx火焰内复原，进一步强化降低NOx的效果。最上两层一次风采用上下浓淡燃烧器，浓淡燃烧技术也是一种低NOx燃烧技术。,建立局部浓淡燃烧，在一次风首先完成挥发份析出、缺氧燃烧、NOx火焰内复原后，剩余焦碳与偏离的二次风气流混合，同时实现煤粉火焰内的低NOx燃烧，并强化后期碳粒子的燃尽。,三、改造方案介绍,5.燃烧器摆动机构,主燃烧器上组喷口由汽缸驱动可以整组摆动，二次风上下摆 30，一次风喷口上下 20 ，用来调节再热器汽温。,高位燃尽风上组SOFA、SOFA喷口上下摆30 ，水平摆动20；,三、检修本卷须知,6.,一次风喷口钝体结构,一次风喷口均采用波形钝体结构，强化煤粉稳燃及着火后碳颗粒的迅速弥散。,支撑,摆杆,喷口,喷嘴体,一、NOx排放的环保要求,二、双尺度燃烧技术简介,三、改造方案介绍,四、运行调节方法及本卷须知,内容简介,:,四、运行调节方法及本卷须知,启动,高位燃尽风风门关闭，按原来启动步骤操作,2.,正常运行,龙源公司提供配风卡作为参考,1.运行调节方法及本卷须知,1AA层二次风,AA层二次风的作用是托住炉膛内的煤粉，如果开度小，煤粉就会燃烧不尽落在排渣机内，增大了锅炉损失，所以AA层二次风保持较大开度。,2NOx和飞灰控制,NOx对氧量比较敏感，因此在运行中应严格控制氧量；风机，排渣机漏风,在适宜的氧量下，保证主燃烧器区缺氧燃烧；,低NOx燃烧方式使飞灰含碳量有所增加；,控制飞灰含碳量措施：增加主燃烧器区风量。,四、运行调节方法及本卷须知,3NOx与锅炉效率,随着NOx排放减少，锅炉效率由小变大再变小的趋势。,氧量较高时，NOx排放大，锅炉排烟损失大；氧量减少，NOx排放减少，锅炉排烟损失变小，锅炉效率增大；氧量再减少，NOx排放进一步减少，锅炉飞灰含碳量增大，化学不完全燃烧损失增大，锅炉效率降低。,4再热汽温的调整,摆动主燃烧器和燃尽风喷口：再热汽温低，向上摆动主燃烧器和燃尽风喷口，反之亦然。建议喷口摆角不超过10,二次风门控制：再热汽温低，开大燃尽风风门，关小主燃烧器二次风门，反之亦然。,氧量控制：再热汽温低，降低氧量，反之亦然。,四、运行调节方法及本卷须知,谢 谢,