燃煤电站锅炉先进低氮燃烧技术应用及运行方式的研究

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1、电站燃煤锅炉先进低氮燃烧技术的研究及应用华东电力试验研究院前言n国内外应用状况n目前引进技术存在的问题n技术的代表性n具有改造特征，设计环节技术验证程度不是很高n存在不完善n产业化存在的困难n设计/调试/运行环节割裂n缺乏长期数据（工程实际/实验室）支持n价格因素（综合成本核算问题）n试图解释的问题n基本知识介绍n存在问题的讨论n目前能做的工作2目前国内低氮燃烧技术应用现状n综合技术应用程度n设计领域的现状n模型完善程度n中间试验完备性n商业运行经验（模型验证过程）n制造厂标准3目录v第一章→环保问题现状v第二章→NOx的生成和抑制机理v第三章→低氮

2、燃烧技术发展历程和当前先进低NOx燃烧技术v第四章→当前国内外研究成果v第五章→技术应用及工程实践v第六章→测试技术简介4第一章环保问题现状←nNOx排放量（尤其是固定源）逐年增加n原排放标准宽松n2003版新标准出台了n新标准规定了三个时段使用不同燃料锅炉的排放标准n对燃料/容量等因素仍未考虑周全n对减排的实施方法未有具体方案n排放考核的最终趋势（火电厂污染物排放标准GPS----发电绩效标准GenerationPerformanceStandard）5第二章NOx的生成和抑制机理←2.1煤燃烧所生成的NOx的类型n热力型NO------由燃烧气体

3、中的氮在高温下与氧反应生产n燃料型NO------燃料本身固有氮化合物在燃烧时转化而成n瞬发型NO------分子氮在火焰前沿的早期阶段，在碳氢化合物的参与影响下，通过中间产物转换为NO72.2热力型NO的生成机理n空气中的氮在燃烧室的高温下被氧化成NO的机理是相当复杂的，一般认为按下列链锁反应（Zeldovich热力型NO机X理）进行：O2O，链的形成与中断；⑴2t>1538℃，N+ON+NO链的发展；⑵2t>816℃，N+ONO+O链的发展。⑶282.3燃料型NO的生成机理←9煤的初次和二次裂解10煤裂解时氮的分布11煤的初次/二次裂解示意

4、图12燃料氮的演化路径示意图（1）13燃料氮的演化路径示意图（2）14燃料氮的演化路径示意图（3）←COALNITROGENVOLATILE-NCHAR-N+Chi[Reburning]HeterogeneousTARNOxidation+O+O,OHHCNNCONO+H+NO+O2,O+O[Zekdivuch]+N,NHiNH3+NO,N+NON2ON2+H,O,OH+Chi[FenimorePromptNO]燃料氮的演化路径示意图15焦碳氮占燃料氮比例与炉膛温度关系（实验炉）16不同煤种（挥发份由低到高）焦碳氮残留量变化图（实验炉）172.4抑制

5、燃料氮生成NOx的关键因素抑制燃料氮生成NOx的关键是：①在还原气氛下，HCN对于促使氮生成N起重要作用，在N22的生成持续进行时，HCN不允许被耗尽；②HCN的一个来源是NO被CH还原，是主要破坏NO的再燃反i应；③均相/异相NO破坏原理：空气分级燃烧（燃尽区之前的长时间尺度过程）的异相反应中的NO的分解并非是NO还原的主要途径。对于几乎所有的煤种来说，燃料富集条件下均相反应中NO的分解速率将首先依赖于NH，以及更为上游处火焰中OH3的平衡浓度。18第2章小结n燃料氮是燃煤锅炉NOx的主要来源（生成容易）n燃料氮生成NOx的主要路径→n关于燃料氮的

6、主要结论→19第三章低氮燃烧技术发展历程和当前先进低NOx燃烧技术←20燃煤锅炉炉内脱硝技术发展21低氮燃烧技术发展史22低氮燃烧技术的发展历史（1）n第一代低NO燃烧技术措施X这一代措施不要求对燃烧系统做大的改动，只是对燃烧装置的运行方式或部分运行方式做调整或改进。因此简单易行，可方便地用于现役装置，但NO的降低幅度十分有限。Xv低过剩空气系数运行v降低助燃空气预热温度v浓淡燃烧技术v炉膛内烟气再循环v部分燃烧器退出运行23低氮燃烧技术的发展历史（2）n第二代低NOX燃烧技术措施这一代措施的特征是助燃空气分级送入燃烧装置，从而降低初始燃烧区（也称一

7、次区）的氧浓度，相应地也降低火焰的峰值温度。§典型产品：ABB-CE公司的整体炉膛空气分级直流燃烧器、同轴燃烧系统（CFSⅠ、CFSⅡ、CFSⅢ）、低NO同轴燃烧系统（LNCFSⅠ、Ⅱ、Ⅲ）及其种类繁多的X变异型式、TFS2000燃烧系统；B&W公司的双调风旋流燃烧器（DRB、DRB-XLC）；德国EVT公司、Steinmuller公司、Babcook公司（DS系列）的各种旋流燃烧器等等。24空气分级炉内NO的变化趋势25空气分级炉内过剩空气系数对NO和UBC的影响26第二代低NOx燃烧技术措施（1）27美国CE公司低氮燃烧系统系列1同轴燃烧系统（T

8、heConcentric次风FiringSystem）CFSⅠ、CFSⅡ煤粉分割燃尽风紧凑偏置二次风油二次风