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低氮燃烧技术介绍 徐州燃烧控制研究院有限公司 2 * 徐州燃烧控制研究院有限公司是燃烧技术 研究开发、产品设计、技术咨询、技术服 务及工程总包于一体的工程技术公司，主 要从事大中型锅炉点火及燃烧成套设备、 相关控制控制系统、烟气净化系统等产品 的技术研究、设计、制造及技术服务。 三梯度低氮燃烧技术介绍 公司简介 3 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 公司简介 4 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 公司简介 5 * 公司业绩摘要 三梯度低氮燃烧技术介绍 3mw富氧燃烧 试验系统 节能环保项目 锅炉设计及改造 生物质项目 科研项目 2330mw 微油点火 135t/h 旋风炉改造 2200mw锅炉 低氮燃烧器改造 200mw锅炉 低氮提效改造 100mw 锅炉提效改造 3220t/h 脱硝尾部改造 200mw水煤浆 锅炉改造 2330mw 微油点火 200mw 低氮燃烧器改造 越南75t/h 甘蔗渣锅炉 95t/h 甘蔗渣锅炉改造 100t/h 甘蔗渣锅炉设计 220 t/h 生物质改造 375 t/h 提锗旋涡炉 300mw 再热器改造 6 * 内 容 1nox控制的目标 2降低nox排放的技术 3脱硝成本分析及控制 4主流低氮燃烧技术特点及存在的问题 5三梯度低氮燃烧技术特点及性能参数 6三梯度低氮燃烧技术应用案例 7配合scr锅炉尾部改造及提效 三梯度低氮燃烧技术介绍 7 * 一、nox控制的目标 三梯度低氮燃烧技术介绍 (3)2003 年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响书报告审批的燃煤锅炉执行该限值 。 序 号燃料和热能转 化设施类型 污染物项目适用条件限值污染物排 放监控位置 1燃煤锅炉烟尘全部30烟囱或烟 道 (4) 二氧化硫全部100(1) 200 400(2) 氮氧化物 （以 no2 计） 全部100 200(3) 汞及其化合物全部0.03(1) 2以油为燃料的 锅炉或燃气轮 机组 烟尘全部30 二氧化硫全部100(1) 200 氮氧化物 （以 no2 计） 燃油锅炉100(1) 200 燃气轮机组120 火电厂大气污染物排放标准 （二次征求意见稿） 单位：mg/nm3 8 * 二、降低nox排放的技术 三梯度低氮燃烧技术介绍 对燃烧系统/锅炉的改造 低氮燃烧器 空气分级燃烧 燃料分级 磨煤机及其系统改造 控制系统升级 对锅炉烟气的处理 选择性非催化还原sncr 选择性催化还原scr 9 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 内容lnbscrsncrsncr/scr 混合型 还原剂无尿素或nh3尿素或nh3尿素或nh3 催化剂使用无多无少 脱硝效率40%60%70%90%25%40%40%90% nh3 逃逸3ppm5-10ppm3ppm 锅炉烟气阻力损 失 无1000pa左右无800pa左右 锅炉改造范围燃烧器更 换 对尾部进行改造本体局部改动对尾部进行改动 占地空间无大小较小 工程投资小大中较大 运行费用无高中中等 三、脱硝成本_分析 不同脱硝方式技术比较 10 * 三、脱硝成本_分析 nox (mg/nm3,6%o2) 不同脱硝方式的排放量和工程投资 三梯度低氮燃烧技术介绍 11 * 三、脱硝成本_分析 结 论 1.脱硝成本=工程投资+运行费用-锅炉提效节约费用。 2.烟气脱硝方式中工程投资和运行费用与脱硝量成正比。 3.控制燃烧过程中nox的生成以及提高锅炉效率是降低脱硝 成本的关键。 三梯度低氮燃烧技术介绍 12 * 降低nox生成可选用低氮燃烧器 提高锅炉效率可以通过提高燃烧效率和减少排烟损失实现。 200mg/nm3 低氮燃烧器 + sncr（推荐） 低氮燃烧器 + small_scr 100mg/nm3 低氮燃烧器 + sncr+small_scr（推荐） 低氮燃烧器 + scr 市场迫切需要一种兼顾氮氧化物排放 和锅炉效率 的燃烧技术 以及即可满足scr要求又可提高炉效的尾部改造技术 三、脱硝成本_控制 三梯度低氮燃烧技术介绍 13 * 目前国内主流低氮燃烧技术 是各大锅炉厂从alstom引进的 lncfs低氮燃烧技术。 特点： 20-35%的顶部分离风 水平侧偏风 脱硝率40-60% 经济nox排放值 300mg/nm3 经济nox排放值：在不影响锅炉安全、经济、稳定运行情况下的排放值 。 三梯度低氮燃烧技术介绍 四、主流低氮燃烧技术_特点 14 * 新机组:已采用低氮燃烧技术的运行情况证明烟煤 锅炉nox排放降低到300mg/nm3左右，为了进一步降低 nox排放必须加大分离风量就会带来炉膛结焦、高温 腐蚀、飞灰含碳量增加、炉膛出口烟温增加等不利 因素。 老机组：进行低氮燃烧器改造后由于缺乏对锅炉 目前实际的换热、受热面的传热特性了解，导致上 述问题更为突出，同时还伴随着过热器超温，锅炉 出力降低等问题。 三梯度低氮燃烧技术介绍 四、主流低氮燃烧技术_存在的问题 15 * 通过与华中科技大学、西安交通大学、西安热工院 、中科院等科研院所的项目合作及技术交流，结合自身 的不断创新和电站锅炉设计的经验，公司研发出既可以 实现更低氮氧化物排放、提高锅炉效率，同时还可以避 免上述问题的专利技术三梯度低氮燃烧燃烧技术 。 低氮燃烧专利技术： zl201010595101.x多煤种低氮直流煤粉燃烧装置及其喷口的 控制方法（发明） zl201020604173.1内摆式二次风喷口 zl201020667842.x多煤种低氮直流煤粉燃烧装置 三梯度低氮燃烧技术介绍 五、三梯度低氮燃烧技术_研发 16 * 五、三梯度低氮燃烧技术_原理 通过合理配置燃料供给方式及配风方式， 在炉膛内部沿垂直方向形成两个独立的燃烧区 域，使炉内燃烧气氛经过还原使炉内燃烧气氛经过还原氧化氧化 还原还原氧化四个阶段氧化四个阶段，燃料与空气当量浓 度比在四个不同阶段之间形成三级梯度过程转 变，同时燃烧温度也在三级梯度变化中发生变 化，炉内燃烧过程在特定的燃烧当量比下进行 ，从而实现深度分级，上部燃烧区的再燃燃料 同时具有还原作用，结合动态监测控制系统实 时进行监测和控制，使锅炉长期安全、稳定、 经济的实现更低nox排放。 三梯度低氮燃烧技术介绍 三梯度燃烧技术包括分级燃烧、再燃、动态 监测控制。 17 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 五、三梯度低氮燃烧技术_特点 、 更高燃烧效率 一 更低氮氧化物排放 常规低氮燃烧器三梯度低氮燃烧器 18 * 二、多煤种和低负荷稳燃 、常规手段 水平浓淡燃烧 配风调整 效果：仅仅满足稳定燃烧，燃烧效率下降 、三梯度特有解决措施 较低的一次风率 可独立上下摆动的一次风喷口 水平摆动的二次风喷口 动态监测控制系统 效果：不仅能稳定燃烧，而且可确保不降低燃烧效率 三梯度低氮燃烧技术介绍 五、三梯度低氮燃烧技术_特点 19 * 三、“三强化”解决炉膛出口烟温增加： 、 常规手段 采用摆动sofa，三次风、ofa喷口角度下倾。 、三梯度特有解决措施 采用顶部高速燃烬风，强化炉内换热； 采用特殊的喷口结构，强化煤粉着火及燃烬； 独立摆动的喷口及控制系统，强化对炉内流场的控制。 四、“三确保”解决炉膛结焦和高温腐蚀： 、常规手段 采用水平浓淡燃烧，喷口设周界风；小切圆，偏置二次风。 、三梯度特有解决措施 炉内动态监测控制，确保良好的动力场形态； 采用特殊结构的偏置二次风，确保水冷壁周围始终处于氧化性气氛； 可调节的二次风偏置角，确保适应不同结焦特性的煤种。 三梯度低氮燃烧技术介绍 五、三梯度低氮燃烧技术_特点 20 * 动态监测控制系统的重要性： 确保在符合煤种变化的情况下，维持良好的空气动力场； 在气流发生变化时及时发现反馈，避免进一步恶化； 在煤种和负荷变化时为精确控制喷口提供依据； 为运行人员对炉内燃烧状况作出判断提供依据； 确保燃烧器总能在最佳工况下运行。 三梯度低氮燃烧技术介绍 五、三梯度低氮燃烧技术_特点 21 * 主要性能指标： 更低氮氧化物排放_不同煤种氮氧化物排放范围200300mg/nm3; 多煤种适应性_可燃基挥发分大于10%的煤种均可以稳定良好燃烧； 更低负荷稳燃_根据不同煤种实现3050%低负荷稳燃； 低氧量燃烧_炉膛出口过氧量低至3%以下； 较高燃烧效率_锅炉效率提高0.52%； 远离结焦及高温腐蚀危害_锅炉长期安全稳定运行。 五、三梯度低氮燃烧技术_性能 三梯度低氮燃烧技术介绍 22 * 五、三梯度低氮燃烧技术_改造范围 公司可以提供锅炉低氮燃烧器 产品设计、制造、安装、调试 、技术咨询、技术服务成套服 务。 改造范围： 25mw-1000mw容量的锅炉。 改造内容： 锅炉校核计算 制粉系统优化 燃烧器改造 动态监测控制专家系统 三梯度低氮燃烧技术介绍 23 * 低氮燃烧器的设计跟锅炉设计相辅相成，密不可分。特 别是在改造设计中要充分考虑炉内受热面实际的换热特性， 我们在低氮燃烧器改造设计中遵循下列原则： 跟用户深入交流，充分了解用户的改造目的及要求； 锅炉专业根据目前实际运行数据对原锅炉进行校核计算； 燃烧专业根据计算分析结果制定最佳的燃烧器设计方案； 经过专业间的配合，公司内部对改造方案进行评审； 邀请用户参加低氮燃烧器改造方案的定审环节。 三梯度低氮燃烧技术介绍 六、三梯度低氮燃烧技术应用案例_设计原则 24 * 项目改造前改造后 锅炉蒸发量670t/h670t/h 蒸汽温度540540 蒸汽压力9.8mpa9.8mpa 燃料水煤浆烟煤 排烟温度154151 低负荷稳燃锅炉50%负荷稳燃锅炉40%负荷稳燃 炉内结焦情况轻微结焦无结焦 受热面壁温正常正常 co排放浓度20-50ppm5-10ppm nox排放浓度650mg/nm3平均235mg/nm3 锅炉效率90.98%92.05% 免缴排污费约180万元/年 效率提高节约燃料640万元/年 综合效益820万元/年 六、三梯度低氮燃烧技术应用案例_改造效果 三梯度低氮燃烧技术介绍 25 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 六、三梯度低氮燃烧技术应用案例_相关照片 与业主交流 实地考察 产品检验 现场安装 26 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 六、三梯度低氮燃烧技术应用案例_相关照片 27 * 三梯度低氮燃烧技术介绍 六、三梯度低氮燃烧技术应用案例_调试报告 28 * 改造措施： 对锅炉尾部受热面吸热量进行重新分配，获得scr反应效果 最佳时的烟气温度区间； 省煤器采用扩展受热面（h型肋片管或螺旋肋片管），既强化 了传热，又有效控制了锅炉排烟温度。 优点： h型肋片管或螺旋肋片管均具有降低省煤器磨损、减少积灰优点； scr采取尾部烟道内置，利用现有锅炉基础，不需要增加scr基础 ，节省初始投资，缩短安装工期。 三梯度低氮燃烧技术介绍 七、配合scr锅炉尾部提效_措施 29 * 广州项目：配合scr进行尾部提效改造 项目改造前改造后 锅炉蒸发量220t/h220t/h 蒸汽温度540540 蒸汽压力9.8mpa9.8mpa scr安装空间无4.5m 排烟温度145136 高省出口烟温447 380 锅炉效率91.3%92.3% 节约燃料224万元/年 综合效益224万元/年 三梯度低氮燃烧技术介绍 七、配合scr锅炉尾部提效_案例1 30 * 项目改造前改造后 锅炉蒸发量630t/h630t/h 蒸汽温度54054