电厂机组脱硝改造可研报告

X 热电公司锡林 二 电厂 1、 2、 3 号机组脱 硝 改 造 可 研 报 告 X 热工研究院有限公司 X 分公司 X 西 热 节 能 环 保 技 术 有 限 公 司 二 一 五 年 三 月 注意事项 1. 本技术报告的著作权属 X 热工研究院有限公司 X 分公司，未经我公司的书面许可，任何单位与人员不得部分复制本报告或擅自公开发表。 2. 凡注明了密级的技术报告，任何部门与人员均不得私自对外提供，不得复制。 3. 无 分公司技术报告专用章的技术报告，不属我公司的正式技术报告。 4. 对本技 术报告有异 议者，请与 X 热工研究院有限公司 X 分公司联系（电话： ）。 5. X 热工研究院有限公司 X 分公司投诉电话 /传真： 。 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 摘 要 X 二电厂 1、 2 号锅炉分别于 1989 年 11 月、 1990 年 12 月投产，型号为B&， 3 号锅炉于 1993 年 12 月投产，型号 ， 均采用四角切园燃烧方式 ， 设计燃用褐煤，目前 高 排放浓度约在 500mg/于当前的环保排放要求， 为满足新的火电厂大气污染物排放标准 ， 电厂拟采取措施将 放浓度控制到 200mg/ 内 。 为此，特设立 专题， 就 三 台 机组 的 脱硝改造工程进行可行性研究。 为找到一种合适的 制技术，既能使氮氧化物达标排放，又能降低污染治理费用， X 热工研究院有限公司通过资料收集、摸底测试、现场踏勘、案例类比、路线论证、方案设计、投资和运行费用估算等 对可行的改造方案进行了论证与设计 ： 1. 机组 原始 放浓度 为 500mg/最终 放浓度稳定控制在200mg/下，推荐采用投资、运行费用较省，施工工期短、安全性高的尿素法 合法脱硝技术 ，与 4、 5 号炉公用尿素站 。 2. 照入口 度 500mg/硝效率不低于 40%进行设计，烟道型 用蜂窝式催化剂，布置于一级省煤器入口烟道，脱硝效率按 33%设计，最终将 度控制在 200mg/内 。 对省煤器进行换热元件改造，同时对高温段 空预器 进行 移位改造， 留出催化剂布置空间 。 新增一套空压机系统，纳入 4、 5 号空压机系统。 3. 艺在折焰角区域增加尿素溶液喷枪， 在尾部烟道增设一层催化剂，烟道系统阻力 仅增加约 150风机改造 需结合脱硫、除尘等改造综合考虑。 4. 造工程投资为 713 万元， 烟道型 造 工程投资为 382 万元，配套省煤器改 造 380 万元，空预器改造 144 万元，空压机改造 46 万元，其他费用 207 万元， 改造工程静态投资为 1931 万元，单位投资约 536 元 /蒸发量计算单位投资为 99014 元 /（ t/h） 。 脱硝年运行成本为 733 万元，含 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 税供电成本增加 / 5. 脱硝改造 的 排成本 为 /但通过脱硝改造，可年减排 03 吨，具有良好的节能减排和社会效益。 关键词 ： 脱硝可研 技术类比 方案论证 经济性分析 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 目 录 1. 概述 . 1 2. 工程概况 . 4 3. 脱硝改造路线 . 18 4. 脱硝工程 设想 . 30 5. 环境效益和社会效益 . 49 6. 节约和合理利用能源 . 52 7. 劳动安全与职业卫生 . 54 8. 生产管理与人员编制 . 56 9. 项目实施条件和轮廓进度 . 57 10. 投资估算及经济评价 . 59 11. 结论 . 64 附录 A 投资与运行估算 (混合法 ) . 65 附录 B 脱硝改造布置图 . 69 附录 C 尿素供货意向 . 73 附录 D 司资质 . 74 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 1 1. 概述 言 X 热电有限责任公司 现有 3 12 25组，本次对 3 台 12组（厂内编号 1、 2、 3 号）脱硝改造进行可行性分析， 1、 2 号锅炉分别于 1989 年 11月、 1990 年 12 月投产，型号为 B&， 3 号锅炉于 1993 年 12 月投产，型号 ，采用四角切园燃烧方式。 锅炉 设计燃用 褐煤， 目前 在 420mg/高于当前的环保排放要求 。 受 电厂 委托，由 X 热工研究院有限公司进行 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造工程的可行性研究。通过资料收集、 摸底测试 、现场踏勘 、技术交流 和分析等， 对改造工程的可行方案 进行了综合论证。 目 必要性 保政策 我国一次能源结构中约 7080%由煤炭提供， 2009 年全国耗煤 吨，每燃烧一吨煤炭，约产生 530氧化物。据中国 环保产业协会组织的中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告的统计显示， 2007 年火电厂排放的 量已增至 840 万吨，约占全国氮氧化物排放总量的 3540%，电站锅炉已成为主要的大气污染固定排放源之一。 为了改善大气环境质量，国家与部分地方政府针对火电行业制定了日趋严厉的氮氧化物排放标准（图 1要求采取措施进行 降氮脱硝改造 。 环境保护部办公厅函 2009 247 号 2009全国污染防治工作要点第三部分第（九）条要求：全面开展氮氧化物污染防治。以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染 防治。做好京津冀地区大气污染防治，推动长三角、珠三角地区建立大气污染联防联控机制，并以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治。在京津冀、长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置， 2015 年年底前，现役机组全部完成脱硝改造。 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 2 国务院办公厅转发环境保护部等部门函：国办发 201033 号关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知提出积极推进重点区域（京津冀、长三角和珠三角地区；在辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边、长株潭、成渝、台湾海峡西岸等）的大气污染联防联控工作，建立氮氧化物排 放总量控制制度。新建、扩建、改建火电厂应根据排放标准和建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝设施 ,重点区域内的火电厂应在 “十二五 ”期间全部安装脱硝设施 ， 其他区域的火电厂应预留烟气脱硝设施空间。 十一届人大四次会议决定，我国将把氮氧化物和氨氮列入约束性指标，十二五期间削减 10%。为此：第一，严格控制 “两高一资 ”的项目，对千万人口以上的城市，实行机动车总量控制，对电力和水泥行业实行氮氧化物的总量控制，对长三角、珠三角、京津冀地区，建议探索实行煤炭总量控制。第二，大规模地推行现役电厂和干发水泥生产线的脱硝改造 工程。第三，加大淘汰落后产能的力度。第四，加强环保监管，继续安装自动在线监测装置，同时加大检查的力度，确保企业治污设施能够稳定达标运行。 新版 火电厂大气污染物排放标准 （ 求 ， 2003 年 12 月31 日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火电 厂 锅炉 自 2014年 7 月 1 日起执行 200mg/ 放限值 ； 2003 年 12 月 31 日 后 建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批 及重点区域 的火电 厂 锅炉自 2014年 7 月 1 日起执行 100mg/ 放限值 ； 新建 火力发电锅炉 自 2012年 1 月 1 日起执行 100mg/ 放限值。 图 1煤锅炉 放标准 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 3 术现状 目前，适用于燃煤电站锅炉的成熟的氮氧化物控制技术主要有低氮燃烧技术（ 选择性非催化还原脱硝技术（ 选择性催化还原脱硝技术（ 。这些技术可单独使用，也可组合使用，以达到不同水平的氮氧化物控制要求。 这些成熟的氮氧化物控制技术为电站锅炉的脱硝改造奠定了坚实的技术基础，但由于各种控制技术的适用范围、工艺简洁性、减排力度、占地空间、施工周期、投资和运行费用、潜在的二次污染等差异较大，在针对具 体的工程对象时，还需因地制宜从工艺技术、工程实施及投资运行 费用 等多方面进行综合考虑 和特定选择 。 制目标 电厂 1、 2、 3 号 机组 于 2003 年前投产， 根据新 版 火电厂大气污染物排放标准（ 3223求， 3 台 机组 的 放 控制目标按 200mg/行 。 究 范围与依据 究 范围 参照火力发电厂可行性研究报告内容深度规定 (5375比照火力发电厂可行性研究报告内容深度烟气脱硫部分暂行规定 (要求，脱硝改造工程可行性研究的范围主要包括： 脱 硝工程的建设条件 脱硝技术路线论证 脱硝工程对环境的影响 投资估算与运行成本分析 究依据 中华人民共和国国家标准：火电厂大气污染物排放标准 ( 国务院办公厅转发环境保护部等部门函：国办发 201033 号关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知。 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 4 燃煤发电机组脱硝电价及脱硝设施运行管理办法 （试行）。 电厂 与 X 热工研究院签署的脱硝技术改造可行性研究技术服务合同。 研 程序 脱硝 改造 工程 的 可行性研究工作包括了现场勘查、资料收集、摸底测试、报告编制（技术论 证、概念设计、工程投资与运行费用估算 ）、 可研审查 等环节 ： 2014 年 8 月， 电厂 委托 X 热工研究院有限公司 启动 1、 2、 3 号 机组脱硝改造工程的可行性研究工作。 2014 年 9 月 12 月 ， X 热工研究院有限公司派员进行现场踏勘、收资和摸底测试。 2015 年 2 月 ， X 热工研究院有限公司 编制完成 可研报告 初 稿， 并 与电厂技术人员就可研报告 初 稿进行了技术讨论， 准备可行性研究报告的审查。 2. 工程概 况 厂 概述 X 二 厂位于 X 市区东郊，距市区 ，厂址东临内蒙古能源锡林热电厂，南临 X 市工业产业区，南距锡林东大街 650m，西距朝克路 约 310m。 厂址区地势开阔，地形较为平坦，呈东高西低之势。地貌成因类型主要为冲洪积平原，地貌类型为平地。地面高程 994 区东北 40m，西北 70m。 程地质 厂址均处于相对稳定地段，适宜项目建设。场地土岩性主要为中细砂、中砂，下部为第四系湖积层（ 岩性主要为中细砂。厂区各层地基土的地基承载力特征值见下表 。 表 2地基土承载力特征值 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 5 计算方法 层序 按标贯指标确定 前期载荷试验确定 推荐 值 细砂 160 140 160 中细砂 204 250 230 260 砂 364 330 360 中细砂 248 230 260 中细砂 340 340 360 场地土类型为中硬，建筑场地类别为类。拟建工程场地属对建筑抗震有利地段。 素填土：未经处理不得作为天然地基持力层 。 细砂 ：可以 作为 荷载较小的 拟建建（构）筑物的天然地基持力层。 中细砂、 砂 ：两层土的 强度及其变形能够满足设计要 求， 可以作为重要和荷重较大的附属、辅助拟建 建（构）筑物 的地基持力层。 中 细砂 ：可以作为重要和荷重较大的附属、辅助拟建 建（构）筑物 地基持力层。 厂址不压矿及文物。 厂址附近既无发震构造、全新世活动断裂，也无危及厂址安全的其它潜在地质、地震灾害产生的条件，拟选各厂址均处于相对稳定地段，适宜项目建设。 根据内蒙古 X 二电厂扩建 4 80压供热机组工程场地地震安全性评价报告，选厂址工程场区 50 年超越概率 63%、 10%、 2%的地震动加速度峰值和地震动反应谱特征周期列于下表。 表 2设计地震动加速度反应谱参数 设计 地震动参数 超越概率水平 50 年 63% 50 年 10% 50 年 2% cm/ 25 70 128 s） 址及厂址区附近无象泥石流、大面积地表塌陷等危及厂址安全的潜在地质灾 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 6 害产生的条件。同时，工程建设也不会引起次生地质、地震灾害。综合分析 ， 厂址处于相对稳定区。 文地质 建场地内地下水类型主要为第四系孔隙潜水，赋存于场地内砂土地层中。地下水的补给来源主要为大气降水和地下水侧向径流，以地面蒸发和人工取水为其主要排泄方式。据调查，场地内地下水年平均最高水 位埋深约为 20m，可不考虑地下水对施工及建筑物基础的影响。 场地地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构均具微腐蚀性。 象条件 X 市属于内蒙古干旱高寒地区，无霜期 短 ，降雨量少，冬季寒冷而漫长，夏季酷热而短暂，是典型的大陆型气候。 主要气象要素特征值如下： 累年平均气温： ； 累年平均最高气温： ； 累年平均相对湿度： 58%； 累年平均降水量： 累年年最大降水量： 累年平均蒸发量： 冬季主导风向为 应频率为 21%； 夏季主导风向为 应频率为 9%； 全年主导风向为 应频率为 13%； 累年最大冻土深度 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 7 通运输 （ 1）铁路运输 X 盟现有铁路 4 条，全长 667中集宁至二连浩特铁路穿越 X 盟西部，与蒙古国铁路接轨，全长 330输能力为 1000 万 t/a，其中锡盟境内为 221尔本至查干淖尔铁路是集二铁路的支线铁路，是 X 盟苏尼特碱业有限公司产品外运的主要运输通道，全长 52宁至通辽铁路穿越 X 盟南部，途 经 南部黄、白、蓝三个旗，是连通自治区东西部的主要交通枢纽，全长 943输能力为 1500 万 t/a，其中锡盟境内为 194X 至桑根达来铁路是集通铁路的支线，为 X 等地区通往自治区首府提供了极大的便利，全长 154蓝旗至桑根达来铁路是锡桑铁路的延长线，全长 56 （ 2）公路运输 X 盟现有国道三条， 省道八条 。全盟公路总里程 8005级公路 5860雨通车里程 3423路网密度达到 里 /百平方公里，苏木乡镇通油路率达到 行政嘎查村通公路率达到 基本形成以国省道为主骨架，以盟旗市所在地为中心，辐射苏木乡边防哨所及农林牧场的公路交通网络。 X 市 公路交通 四通八达， 207 国道、 303 国道、 101 省道横贯市境，与毗邻地区紧紧相连。 本期工程进厂道路引接自厂区南侧宝格达街，运煤及货运道路引接自厂区北侧及东侧现有道路。 组 设备 概况 炉概述 锅炉的主要设计参数如表 2 表 2锅炉主要设计参数 项目 单位 1、 2号 3号 过热蒸汽流量 t/h 65 65 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 8 项目 单位 1、 2号 3号 汽包工作压力 热汽出口压力 热蒸汽出口温度 450 450 给水温度 150 150 排烟温度 155 160 冷风温度 20 30 热风温度 340 340 锅炉效率 % 90 89 燃煤量 t/h 17 17 表 2烟气温度设计值 项目 单位 1、 2号 3号 炉膛出口 996 985 一级过热器入口 797 662 转向室 590 596 二级 空预器 入口 423 445 一级省煤器入口 342 368 一级 空预器 入口 273 276 一级 空预器 出口 155 160 烧系统 锅炉采用直流缝隙式燃烧器，布置在炉膛侧墙四角 ， 假想切园直径 300燃烧系统主要设计参数见 表 2 表 2燃烧系统设计参数 项目 单位 1、 2号炉 3号炉 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 9 燃烧室 燃烧中心最高温度 1594 1694 炉膛出口设计烟温 996 985 过剩空气系数 烧器 一次风速 m/s 25 22 二次风速 m/s 40 48 一次风率 % 50 35 二次风率 % 40 56 一次风温 115 120 二次风温 340 340 粉系统 制粉系统 性能见表 2 表 2磨煤机技术性能 项目 单位 1、 2号炉 3号炉 工作出力 t/h 57 数 3+1 3+1 入口温度 536 628 出口温度 90120 90120 进煤颗粒直径 30 40 煤粉细度（ % 45 40 煤器 锅炉 的 省煤器 共分为两 级 ， 91 组 ，目前 1 号炉的省煤器已经封堵 15 组， 2 号炉的省煤器已经封堵 13 组， 3 号炉的省煤器已经封堵 17 组 ，每台炉省煤器的总重约为25t。 省煤器设计参数见表 2 表 2省煤器 技术 参数 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 10 项目 单位 1、 2号炉 3号炉 高温段管数 排 41 41 低温段管数 排 50 50 高温段管子规格 323 324 低温段管子规格 323 324 高温段出口水温 269 255 低温段出口水温 212 218 设计入口水温 150 进口烟气流速（ m/s 8 出口烟气流速（ m/s 6 总受热面积 36 557 预器 空预器 共分为 3 级， 空预 器管道 规格 为 40 质 均为 台炉空预器的总重约为 空预器设计参数见表 2 表 2空预器技术参数 项目 单位 1、 2号炉 3号炉 高温段受热面积 388 1500 低温段受热面积 520 2698 高温段出口风温 340 340 低温段入口风温 20 20 管子规格 40 40 风机 表 2引风机设计参数 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 11 项目 单位 1、 2号炉 3号炉 型式 离心式 离心式 出力 m3/h 105 105 全压头 数 r/60 960 风机型号 电机型号 355率 00 200 电压 6 电流 A 行 现状 质情况 电厂 近年统计 煤质情况见表 2煤灰含量基本在 30%以下，硫含量在 下，干燥无灰基挥发分在 40%48%之间。 表 2电厂煤质 统计 检测项目 符号 单位 乌兰图嘎 蒙东西二 聚能 矿品 神华北电 胜利能源 内蒙古大唐国际 X 矿业 全水分 气干燥基水分 到基灰分 燥无灰基挥发分 到基碳 到基氢 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 12 收到基氮 到基氧 硫 St, 到基高位发热量 v,J/到基低位发热量 v,J/氏可磨指数 57 69 53 44 43 煤灰中二氧化硅 灰中三氧化二铝 灰中三氧化二铁 灰中氧化钙 灰中氧化镁 灰中氧化钠 灰中氧化钾 灰中二氧化钛 灰中三 氧化硫 灰中二氧化锰 中氯 Cl 中砷 As g/g 13 4 16 9 12 2015 年 1 月 ，由 X 热工研究院有限公司对 1 号机组进行了全面的摸底测试，测试期间入炉煤质见表 2炉煤全水含量为 收到基灰分为 全硫含量为 低位热值为 J/ 表 2电厂煤质统计 检测项目 符号 单位 原煤 全水分 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 13 空气干燥基水分 到基灰分 燥无灰基挥发分 到基碳 到基氢 到基氮 到基氧 硫 St, 到基高位发热量 v,J/到基低位发热量 v,J/ 度 摸底测试期间 ，对 1 号 炉 放浓度进行 测试（均折算至 6%） ， 锅炉负荷不同， 度 差异较大，在锅炉 100%负荷下， 度 约为 282mg/锅炉 70%负荷下， 度 约为 482mg/ 表 2各 负荷试验工况下 试 结果 项 目 单位 100%负荷 70%负荷 空预 器 出口烟气 mg/82 482 空预 器 出口烟气 % 烟气温度 若采用 硝技术，喷入还原剂的最佳反应温度区间为 8501100 ，根据前述锅炉设计的热力计 算表，锅炉 额定负荷下， 1、 2 号炉 炉膛出口 设计 烟温为 9963 号炉为 985 。因此炉膛 出口处 为 原剂 适宜 喷入区域。 硝工艺正常反应温度区间为 300420 ，烟气温度是影响 化剂的脱硝效果的重要因素。 1、 2 号炉 一级省煤器入口 烟气温度 设计值为 342 ， 3 号炉为368 ， 一级省煤器入口区域能够满足催化剂反应温度要求 。 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 14 表 2尾部烟道 烟温 锅炉设计值 项目 单位 1、 2号 3号 炉膛出口 996 985 二级 空预器 入口 423 445 一级省煤器入口 342 368 一级 空预器 入口 273 276 一级 空预器 出口 155 160 摸底实测值（ 1号炉） 项目 单位 100%负荷 70%负荷 空预器 出口烟气烟气温度 221 二级 空预器 入口烟气温度 418 374 气量 摸底测试期间 ， 在 锅炉满负荷下 ，测得 空预器 出口 实际湿烟气量为 04 m3/h， 计算结果见表 2 表 2烟气量 测试 结果 项 目 单位 100%负荷 空预器 出口烟气流量 实际状态 m3/h 04 标态 , 湿基，实际 O2 m3/h 04 标态， 干基， 6%O2 m3/h 04 空预器 出口烟气 % 度 设计 煤硫含量约 摸底测试期间，入炉煤中 硫含量为 实测 空预器出口 度 为 2873 mg/折算至 6%）， 按 炉膛内约有 氧化成 ，烟气中 度约为 23mg/ X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 15 表 2试 结果 项 目 单位 100%负荷 70%负荷 空预器 出口烟气 mg/873 2833 空预器 出口烟气 % 飞灰特性 设计 煤 中灰含量 摸底测试期间，入炉煤中 硫含量为 根据实际入炉煤质， 估算实际湿 烟气中的 灰含量 约 26g/灰中 量约 82%， 表 2飞灰成分结果 检测项目 符号 单位 灰样 飞灰中二氧化硅 灰中三氧化二铝 灰中三氧化二铁 灰中氧化钙 灰中氧化镁 灰中氧化钠 灰中氧化钾 灰中二氧化钛 灰中三氧化硫 灰中二氧化锰 主机参数 摸底测试期间，对主机其他运行参数进行了记录，具体见表 2表 2 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 16 表 2主机运行参数（满负荷） 设 备 1号机组 试验名称 主机侧运行数据 日 期 2015年 1月 10日 时 间 单位 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 锅炉主蒸汽流量 t/h 60 60 60 61 60 60 59 主 蒸汽温度 445 446 454 443 450 450 450 主蒸汽压力 水流量 t/h 67 68 66 66 66 66 66 给水压力 水温度 136 136 136 136 137 137 137 送风机电流 A 100 100 100 100 100 100 100 引风机电流 A 22 22 22 22 21 21 21 送风 机开度 40 40 40 40 40 40 40 引风机开度 % 100 100 100 100 100 100 100 磨煤机运行方式 - 2主机运行参数（中负荷） 设 备 1号机组 试验名称 主机侧运行数据 日 期 2015年 1月 10日 时 间 单位 15:00 15:20 15:40 16:00 锅炉主蒸汽流量 t/h 43 46 44 47 主蒸汽温度 432 436 437 438 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 17 主蒸 汽压力 给水流量 t/h 48 49 45 45 给水压力 给水温度 140 139 141 140 送风机电流 A 90 90 90 90 引风机电流 A 17 17 17 17 送风机开度 25 25 25 25 引风机开度 % 40 40 40 40 磨煤机运行方式 - D D X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 18 3. 脱硝 改造 路线 制技术 燃煤锅炉 生成的 要由 微量 成，其中 量超过 90%，占 510%， 有 1%左右 。 论上有三条生成途径： 燃料型 料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成，所占 例超过 8090%； 热力型 燃空气中的 燃烧后期 1300 以上的温度下被氧化而成； 瞬态型 分子氮在火焰前沿的早期阶段生成，所占 例很小。 利用煤粉燃烧过程产生的氮基中间产物或者往烟道中喷射氨气，在合适的温度、气氛或催化剂条件下将 原，这是燃煤锅炉控制 放的主要 机理（图 3由此衍生出炉内低 烧（简称 炉膛喷射还原剂的选择性非催化还原烟气脱硝（简称 炉后烟道喷射还原剂的选择性催化还原烟气脱硝（简称 三类技术，这些技术 成熟可靠， 可单独或组合使用。 图 3成与控制途径示意图 烧 低氮燃烧是国内外燃煤锅炉控制 放的优先选用技术。 现代低 烧技术将煤质、制粉系统、燃烧器、二次风及燃尽风等技术作为一个整体考虑，以低 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 19 烧器与空气分级为核心，在炉内组织燃烧温度、气氛与停留时间，形成早期的、强烈的、煤粉 快速着火欠氧燃烧，利用燃烧过程产生的氨基中间产物来抑制或还原已经生成的 国内 切圆 燃烧技术源自美国 司，从早期的集中送风高温富氧燃烧到目前的多级空气深度分级燃烧，在不同时期已发生了四次重大变化（图 3 3将二次风喷嘴气流射向较大直径 “ 假想 ” 切圆 ，并在顶层燃烧器上部设紧凑型燃尽风 3在保留二次风大偏斜的基础上，采用分离的燃尽风 3将二次风大偏斜贴近水冷壁，并 设置一层紧凑型燃尽风 一层分离的燃尽风 3早期的 燃烧器升级为 湍流燃烧器，在保留二次风大偏斜与一层紧凑型燃尽风 础上，增设两组多层分离燃尽风 与 于同一水平的最新型低氮燃烧技术是 3将浓淡分离的 燃烧器与紧凑型燃尽风 分离的多层燃尽风 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 20 图 3圆 低 烧技术演变 过程 目前，国内三大锅炉厂都拥有了低 烧技术，除此之外，哈尔滨工业大学、国电科环、 X 热工研 究院等公司也 研发了 具有自主知识产权的低 烧技术。 这些技术具有一定的共性： 1) 低 流燃烧器：燃烧器首要任务是燃烧，浓淡偏差稳燃措施也有助于控制 煤粉喷嘴前，通过偏流装置（弯头、百叶窗、挡块，如图 3煤粉浓缩分离成浓淡两股。喷嘴设扰流钝体，一方面可卷吸高温烟气回流，另一方面使浓相煤粉在绕流时偏离空气，射入高温回流烟气区域。这样，在燃烧器钝体下游，可形成高浓度煤粉在高温烟气中的浓淡偏差欠氧燃烧，从而有效控制燃烧初期的 成量。 2) 炉内径向空气分级：一次风粉射流 切圆 相对较小 或者 将水平浓淡燃 烧器的浓相煤粉小角度反切，二次风射流角度偏离一次风 或者 设置贴壁风（图 3。一、二次风的这种射流方式， 可 使煤粉集中到炉膛中央 ， 绝大部分的煤粉在炉膛中央欠氧燃烧，极少量的煤粉在大 切圆 附近燃烧，水冷壁表面附近为氧化气氛 ， 形成炉内径向空气分级浓淡偏差燃烧。即，在控制 同时，有效防止水冷壁结渣或高温烟气腐蚀。 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 21 3) 炉内轴向空气分级：为增加浓相煤粉在欠氧气氛区域的停留时间，提高燃烧过程中的 还原能力，部分二次风通过顶层燃烧器上部的一层或多层高位燃尽风喷口送入炉膛（图 3在炉内轴向形成大范围的空气分级燃烧。即，燃烧器区域过剩空气系数小于 通过燃尽风完成焦炭、其它中间产物的燃尽。 图 3 流燃烧器 图 3内径向空气分级 图 3内轴向空气分级 对于 燃用烟煤 老机组，国内已有部分 切圆 燃烧锅炉进行了以控制燃尽、结渣与放为核心的燃烧改造（表 3取得了 200350mg/ 制效果。 切圆 低氮燃烧改造典型案例有京能热电 4200深圳妈湾 2300能铜川2600 3、安徽马鞍山万能达 2 号炉等 ，这些改造工 程基本燃用高挥发分烟煤，能控制炉膛出口 度小于 300mg/ 表 3内低氮燃烧锅炉案例统计 电厂名称 容量 烧 方式 燃用煤种 改前 mg/后 mg/担公司 国电西固 650 切圆 烟煤 320350 烟台龙 源 大唐高井 50 切圆 烟煤 680 400430 哈工大 国华一热 1100 切圆 神华烟煤 1200 360400 西门子 宜兴协联 7号 135 切圆 烟煤 300350 阿米那 浙江钱清 125 切圆 贫煤 500700 400 摩博泰 柯 华能南京 320 前后墙 贫煤 1320 850 苏利港一期 350 前墙 烟煤 1250 400 电青岛 300 切圆 贫混煤 700 400 哈工大 气脱硝 术 最早于上世纪 70 年代 用于 日本 电站锅炉的 制，其原理 是把 氨基 还原剂气喷入锅炉下游 300400 的烟道内， 在催化剂作用下，利用氨基还原剂的选择性将 烟气中 原成无害的 一种成熟的深度烟气氮氧化物后处理技术，无论是新建机组还是在役机组改造，绝大部分煤粉锅炉都可以安装 置。 典型的烟气脱硝 艺 具有如 X 热电公司 锡林二电厂 1、 2、 3 号 机组 脱硝改造可研报告 23 下特点： 1) 脱硝效率可以高达 95%， 放浓度可控制到 50mg/下，是其他任何一项脱硝技术都无法单独达到的。 2) 催化剂是工艺关键设备。 催化剂在 与烟气接触过程中，受到气态化学物质毒害 、飞灰堵塞与冲蚀磨损等因素的影响，其活性逐渐降低，通常 34 年增加或更换一层催化剂。对于废弃的催化剂 ，由于 富集了大量痕量重金属元素，需要谨慎处理。 3) 反应器内烟气垂直向下流速约 4s，催化剂通道内烟气速度约 57m/s。 4) 脱硝系统会增加锅炉烟道系统阻力约 7001000提高引风机压头。 5) 统的运行会增加空预器入口烟气中 度，并残留部分未反应的逃逸氨气，二者在空预器低温换热面上反应形成硫酸氢铵，易恶化空预器冷端的堵塞和腐蚀 ，需要对空预器采取抗硫酸氢铵堵塞措施 （对回转式空预器有影响） 。 6) 受制于锅炉烟气参数、