煤粉炉低氮燃烧器技改失败原因分析

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1、锅炉热效率低原分析煤贫煤无烟煤煤粉炉低氮燃烧器改造专题一、逆时针旋转假想切圆示意图煤粉锅炉典型浓淡直流燃烧假想切圆示意图逆时针的龙卷风，中心风速为0，四边风速为0。缺点，浓侧小部分煤粉进入燃烧中心，直接落入冷灰斗内。二、全国大多数煤粉炉低氮燃烧技改失败原因分析：1.采用空气分级燃烧技术可以有效的降低NOx排放。改造方案为：深度空气分级、一次风顺时针小切圆燃烧、二次风逆时针大切圆燃烧，并在一次风中采用新型煤粉浓缩器。具体方案如下：1）增加2层高位燃尽风喷嘴；2）对各次风喷嘴进行风量重新分配；3）按现有煤种和深

2、度空气分级条件对各次风射流设计不等直径的假想切圆；4）一次风采用水平浓淡煤粉燃烧技术和低氮燃烧器。本技术立足于把初始燃烧区域内的空气过剩系数调整至浓淡燃烧技术所要求的合适范围，抑制燃烧初期生成的大量挥发性氮氧化成燃料型NOx，在适当的上面位置将燃尽风（OFA）加入燃烧过程，通过降低燃烧区域氧浓度和温度的方法抑制热力型NOx的大量生成。在1250°C以下时，热力型NOx的生成量是很少的，但随着温度的升高，NOx生成量迅速增加。当温度迗到1600°C时，热力型NOx的生成量可占炉内NOx的生成总量的25%—30

3、%，甚至更高，正常煤粉锅炉，理论空气量燃烧温度约1900—2000°C，实际空气量时燃烧温度在1600°C左右。正反切圆设计，相当于设计燃烧器假想切圆直径较小，也导致锅炉热态空气动力场工况差，煤粉和空气流扩散补风不正常。炉内主旋流动动力由二次风提供，所有二次风都采用正向旋转切圆布置，而所有一次风采用小切圆的逆向旋转切圆布置，实现一次风射流在炉内与二次风“相对分离”，一次风逆向射入炉内一定深度后在主旋气流带动下反转正旋，必然实现一次风被二次风包裹在炉膛中央向火侧区域。低氮燃烧一次风反切圆设计，使大量煤粉进入无

4、风区燃烧中心。理论上：为了确保“风包粉”的效果，以及在壁面形成较高的氧浓度存在的氧化气氛条件，在主燃区中部还采用两层二次风正向旋转大切圆布置，即这两层二次风比其它二次风切圆更大，它们射入炉内后根据射流分解理论，一份作为主旋组织气流混入主旋流动中，一部分形成类似贴壁风的效果，可以保证壁面有足够的氧气存在，防止结渣及高温腐蚀，又不改变主射流方向，同时贴壁风与对应的一次风喷口初始煤粉形成一个壁区和中心区的空气分级，利于降低NOx,贴壁风沿壁区向上不断掺混到中心区，利于煤粉燃尽。但实际上由于主燃烧区补气条件较差，空

5、气和氧气扩散速度慢，煤粉燃烧速度慢，燃烬度较差，即使是高挥发份烟煤，有时飞灰含碳量高迗15%。（改造前正常2-3%）。贫煤和无烟煤更为严重。1.部分煤粉进入燃烧中心，没有完全燃烧直接落入冷灰斗内典型浓淡分离器直流燃烧器，浓侧部分煤粉，因燃烧切圆太小旋转动力不足，煤粉进入中心后没有完全燃烧直接落入冷灰斗内。低氮燃烧器，此种情况更为严重，在冷灰斗内粉状可燃物含量高迗20-35%,最差时高迗40%以上，这是燃烧效率低的直接原因。1.贫煤无烟煤，为降低氧化氮的生成，降低燃烧区温度，大多数没有设计卫燃带，导致燃烧区温

6、度下降，炉膛出口温度上升，飞灰含礎量上升。以上三条是低氮燃烧器燃烧热效率低的主要原因。2.热风温度下降。低氮燃烧器+SCR催化除硝，国内大多数SCR催化装置保温较差，热风温度下降燃烧区温度下降是必然的，同时排烟温度也有较大的下降。