低氮燃燒改造方案案例

下面以典型的300MW四角切圓燃燒鍋爐為例介紹基于分級燃燒技術的CEE低氮燃燒技術：

首先，采用在各煤粉管道中布置的的旋風分離器對一次風煤粉進行濃淡分離，兩個濃濃、淡淡的一次風煤粉進入一個一次風室，構成一個一室兩層的煤粉燃燒器。從下往上，一次風煤粉噴嘴依次為：兩室四層濃濃一次風、一層濃淡一次風、兩層淡淡一次風。

第二，將燃燒區域分成上下三個區域，下部為由兩層四室濃一次風構成的主燃燒穩燃區，中部為兩層四室的淡一次風構成的NOx還原區，頂部為由在主燃燒區上部布置的兩層分離SOFA構成的燃盡區。
第三，在爐膛燃燒區域的水平截面，一次風噴嘴射流反切，在每層濃一次風噴嘴上部布置一層剛性的偏置二次風，這樣構成了在爐膛中央的高濃度煤粉、高溫、低氧的主燃燒區，在爐膛壁面附近構成了低煤粉濃度、低溫、高過量空氣系數的氧化區；同時SOFA燃盡風噴嘴反切，并可水平、上下擺動，調節爐膛出口火焰溫度和避免爐膛出口兩側煙溫偏差。

第四，一次風煤粉燃燒器采用齒形低NOx煤粉噴嘴。該結構類似于WR寬調節比燃燒器，但采用了本公司的擺動配合結構，減少了煤粉噴嘴的周界風設計，而在煤粉噴嘴上下兩側各增加了一層二次風。

第五，在最下層的濃一次風和淡一次風燃燒器布置小油點火裝置，以保證冷熱態鍋爐啟動的少油點火啟動，以及實現鍋爐非正常的超低負荷（低于的30%MCR）的節油穩燃。它包含了兩大核心技術特點：

（一）、縱向空間的三區分布
在距主燃燒器區頂部約3米以上，布布置了3~4層SOFA燃盡風，約占總風量的25%左右，它首先保證了主燃燒器區與高位燃盡風之間有足夠的還原高度，是降低燃料型及熱力型NOx的主要手段；同時，所有燃盡風噴口均設計為可上下左右擺動噴口，實現按需靶向送風及調整鍋爐出口煙溫偏差。
將主燃燒區分成上下兩個濃淡燃燒空間，對于300MW鍋爐的五層煤粉燃燒器，下部布置兩室四層的濃一次風煤粉低NOx齒形燃燒器，中間為第三室的濃淡上下分離低NOx齒形煤粉燃燒器，上部為兩室四層的淡一次風煤粉低NOx齒形燃燒器，上下四室八層的濃、淡煤粉噴嘴都可以分層獨立調節。一次風煤粉全部采用公司開發的管道型高效低阻力旋風分離器，分離后濃淡比為8：2（質量濃度比），阻力約200Pa左右。
這樣在主燃燒區域，構成的下部四層濃煤粉燃燒器組成具有高著火穩燃特性的主燃燒區，保證占鍋爐80%左右的煤粉的下部整體集中布置，對著火燃盡有利，運行時通過調整可以適當降低此區域的過量空氣系數，此區域爐溫達到較高水平，在缺氧的狀態下，NOx還原物大量析出，進入主燃燒區上部，還原已生成的NOx，運行時此區域過量空氣系數在1.0左右，保證鍋爐爐膛主燃燒區足夠高的溫度水平。
該技術在爐膛縱向空間上構成了大空間尺度的燃料上下濃淡分級燃燒、空氣分級燃燒特性，對于降低煤粉燃燒的燃料型NOx形成和熱力型NOx形成具有極其明顯的效果。

（二）、燃燒區域水平截面的兩區分布
在主燃燒區域，本技術將所有濃、淡一次風射流采用反切布置，同時在兩層一次風之間，布置一層剛性偏置二次風射流，其余主燃燒器二次風維持原切圓射流角度不變。
該設計，在爐膛水平截面上形成了特性截然不同的中心區與近壁區燃燒空間分布。濃、淡一次風反切使一次風煤粉氣流逆向沖進上游來的高溫煙氣，使煤粉在此區域著火燃燒，對穩燃及燃盡相當有利。有利于在爐膛主燃燒器區域組織一個高煤粉濃度、高溫、低氧的燃燒核心區。同時，在較低的過量空氣系數下，燃料型NOx的生成會得到有效抑制，較低的燃燒溫度可在根本上抑制溫度型NOx的產生，從而達到爐內燃燒低NOx的目標。

低氮燃燒改造指標
以CEE超低NOx燃燒系統技術為例。
鍋爐額定負荷下，鍋爐的效率大于94%，飛灰含碳量小于2%；
2.鍋爐額定負荷下，鍋爐NOx排放量為150～180mg/Nm；在BMCR負荷下，NOx排放量低于180mg/Nm；
3.相比于改造前，鍋爐啟動的節油率達到80%以上；
4.爐膛不結渣，無高溫腐蝕情況發生；
5.鍋爐最低不投油穩燃負荷為35%MCR；
6.爐膛出口兩側煙溫偏差減小15℃，各受熱面受熱均勻，受熱面壁溫正常；
7.一次風煤粉燃燒器更換壽命4年以上。

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