低氮燃烧系统设备培训说明

1、内容简介一一 低低NOxNOx燃烧系统组成说明燃烧系统组成说明二二 立体分级水平浓淡风低立体分级水平浓淡风低NOxNOx煤粉燃烧技煤粉燃烧技术介绍术介绍三三 燃烧器冷态空气动力场实验项目和内容燃烧器冷态空气动力场实验项目和内容热态燃烧调整试验项目主要内容热态燃烧调整试验项目主要内容4 4燃烧运行优化和调整燃烧运行优化和调整燃尽区 1主燃区 1垂直分级燃烧垂直分级燃烧UpperSOFALowerSOFAMainBurnerZone采用高位燃尽风采用高位燃尽风将有组织燃烧风量沿炉膛垂直方向分级供入，主燃区有组织空气量与理论空气量的比值由原来p=1.2变为p=0.840.9。在标高30310mm和3

2、1452mm处，布置16只四层燃尽风喷口，燃尽风量占总空气量约为25 %32 %，风速46 m/s，喷口均可以垂直摆动 15和水平摆动10，根据锅炉运行状况对喷口角度适当调整。运行中燃尽风喷口风量均由独立的风门挡板及电动执行器进行调整，达到同层可调。燃尽风水平截面布置图燃尽风水平截面布置图采用水平浓淡煤粉燃烧技术 采用高浓缩比水平浓缩低NOx煤粉燃烧器来改造4层16只锅炉一次风主燃烧器，喷口周围保留适当喷口面积的周界风，采用扳边方式推迟周界风向一次风内的混入。 在一次风喷嘴后二次风大风箱内安装高浓缩比百叶窗式煤粉浓缩器，一次风煤粉气流在流经优化过百叶窗浓缩叶片后被分离，形成两股煤粉浓度不同的煤

3、粉气流，强化出口气流着火和燃烧，并利用燃料水平分级燃烧原理有效降低着火初期的NOx生成量。 改造方案一次风口标高维持不变，因此不涉及煤粉输粉管道的改造。这种布置方式不仅起到了稳燃和降低NOx生成的作用，而且同时还避免形成还原性气氛，防止了水冷壁高温腐蚀发生。一次风燃烧器结构图一次风燃烧器结构图一、二次风炉内切圆布置图一、二次风炉内切圆布置图主燃烧器区二次风喷口的设计 主燃烧器区二次风喷口面积根据主燃烧器区有组织二次风减少程度进行相应缩小，保证出口二次风风速达到较高风速（46 m/s），相应增加了一、二次风喷口之间间距，推迟一、二次风之间混合。保证最下层二次风具有较大的出口二次风动量，起到在最下

4、层托粉的作用，减少炉膛底部的掉渣量。高浓缩比、低阻力新一代煤粉浓缩技术 水平浓缩燃烧技术的关键设备煤粉百叶窗浓缩器，采用了新一代的煤粉浓缩技术，具有非常优异气固流动和煤粉浓缩特性，其具体表现为： （1）浓缩器具有优异的低流动阻力特性，局部阻力系数小于2，并具有高的煤粉浓缩比，浓缩率可达1.62.0以上； （2）浓淡喷口出口气流流量分配更为均匀，浓淡一次风风量比在1.01.2以内； （3）浓缩器叶片相互搭配结构得到进一步优化，使浓缩器内气固流动特性和出口气流速度分布更为合理，有效减轻对易磨损部位的冲刷强度和叶间局部阻力损失； （4）制造工艺进一步简化和成熟。易磨部位均采用高硬度耐磨材料，采用特殊

5、熔铸工艺与浓缩器本体连接，实现高耐磨性能同时具有很强抗脉动温度应力能力，保证能够在复杂脉动高温和气固两相流冲刷条件下长时间稳定运行。煤粉浓缩器结构示意图煤粉浓缩器结构示意图 根据燃用煤质特性，采用第三代高效煤粉浓缩器优化设计。煤粉浓缩器总长较短，能够满足现场安装布置在二次风角部风箱内的要求。百叶窗式煤粉燃烧器设计参数表百叶窗式煤粉燃烧器设计参数表浓缩器叶片数4浓缩器空截面风速 m/s22浓缩器浓淡风比1.01.2浓缩器浓缩率1.62.0浓缩器阻力系数2.0浓缩器阻力mmH2O4050采用延迟混合型一、二次风采用延迟混合型一、二次风以及带侧二次风的周界风喷口设计以及带侧二次风的周界风喷口设计 二

6、次风喷口采用收缩型结构，一次风浓淡喷口之间采用垂直V型隔板，一次风喷口出口四周设计有偏置型周界风喷口，对运行或停运的一次风喷口起到冷却保护作用，一次风在向火侧和上下两侧设有小扳边，在一次风喷口背火侧设计较大出口动量的侧二次风，对炉膛水冷壁面起到防止结渣、防止高温腐蚀保护作用。 一次风水平浓淡风喷口设计一次风水平浓淡风喷口设计 低氮燃烧系统技术改造路线 针对灞桥电厂灞桥电厂#1#1、#2#2锅炉特点和燃料燃烧特性，确定采用水平浓淡煤粉燃烧技术与炉内空气垂直分级燃烧相结合形成的立体分级低NOx排放燃烧技术，即自主开发炉内立体分级低氮燃烧技术炉内立体分级低氮燃烧技术。 达到高效降低NOx排放，同时保

7、证煤粉高效燃烧、炉内不结渣、无高温腐蚀，并具有宽广煤质适应性。能够使得四角切圆锅炉的运行性能得到有效改善，保证优良的锅炉综合运行性能。炉内立体分级低氮燃烧技术技术特点1.浓淡燃烧保证低NOx的排放量 2.空气垂直立体分级技术与浓淡燃烧相结合进一步深度降低NOx排放量 浓淡燃烧把煤粉气流分成浓度差异较大的两股煤粉气流，使得浓淡煤粉气流分别在远离煤粉燃烧化学当量比条件下燃烧。 将燃烧所需的空气量分成两级送入炉膛，使主燃烧区内过量空气系数在0.840.9，燃料先在富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，延长了燃烧过程 。3.水平浓淡燃烧方式克服了垂直浓淡燃烧方式飞灰含碳量高、易结渣的问题 一次风风

8、粉在高煤粉浓缩比煤粉浓缩器内被浓缩，使煤粉着火提前，相对延长了煤粉在高温区的燃烧时间，浓煤粉着火后与淡煤粉气流混合均匀，淡煤粉气流及时混入保证了浓煤粉形成的焦炭燃烧所需氧量，可实现炉内高效燃尽，较垂直浓淡燃烧方式燃尽率高。 淡一次风含粉量较小，有效控制了水冷壁附近煤粉颗粒的浓度，流到炉膛水冷壁附近的煤粉处于氧化性气氛燃烧，可有效提高燃烧器防高温腐蚀和防结渣的能力。 4.灵活地调整汽温和保证安全受热面壁温 燃尽风喷口可以水平和垂直方向摆动一定角度水平和垂直方向摆动一定角度，使燃尽风出口气流在炉内形成与主燃烧器出口气流呈一定的反切角度。起到有效削旋气流的作用，减少炉膛出口的气流残余旋转，减少炉膛左

9、右侧出口烟温偏差。 5.着火好、稳燃能力强和煤种适应性广 针对燃用烟煤设计燃烧器适用煤种范围可达：可燃基挥发份Vdaf 在15 %40 %范围内，收到基低位热值Qnet,ar在3800 kcal/kg6000 kcal/kg范围内。 6.寿命长，布置、安装、运行和维护方便 燃烧器结构成熟、浓缩器尺寸小、布置方便，设备已集成化且维护方便，采用高耐磨性金属材料，抗磨损能力强，设备使用寿命长，运行操作简便。 试试 验验 依依 据据 中华人民共和国标准 GB10184-88 电站锅炉性能试验规程 燃煤锅炉燃烧调整试验方法 电厂锅炉运行规程 国家电力公司电业安全工作规程1.一次风进行调平及一次风测速装置

10、标定 采用经皮托管标定后的靠背管对各磨煤机四支一次风管风速进行标定、调平，从而对各磨煤机出口风速进行标定。试验中启动送、引风机及一次风机，维持炉膛压力为-30-50Pa，二次风小风门挡板开度为60%。2.二次风总风量测量装置的标定 在环形风管道内采用等截面法用皮托管对二次风动压进行测量，根据质量守恒定律，对两侧环形风道上测速装置的动压系数进行标定。试试 验验 内内 容容 维持空气预热器出口的二次风箱总风压，炉膛压力维持在-30 Pa至-50 Pa，一次风全部关闭，周界风挡板开度30%，进行二次风挡板特性试验。#1、#3二次风风门开度按0%、25%、50%、75%、100% 五个开度变化 ，对应

11、#2、#4二次风风门开度按100%、75%、50%、25%、0% 五个开度变化。 3.二次风风门挡板的特性试验4.各浓缩器浓淡风速比的测定 维持工况参数不变，采用热式风速仪对各一次风喷口浓、淡两侧风速进行测量，并保持平均风速模化数值。5.二次风喷口速度的调整 维持炉膛出口压力为-30-50Pa，周界风挡板开度为30%，此时，一次风喷口速度已调平。采用热式风速仪将二次风喷口速度调整到模化数值。6.周界风风门的特性试验 在最下层四只周界风风门开度分别为0、15%、30%、50%和100%时，采用热式风速仪对其出口风速进行测量。7.额定负荷下炉内空气动力场测定 在炉内的下数第二层一次风喷口中心线的平

12、面上，拉 “十字”网格线，每300 mm绑一小飘带，小飘带流动的方向即为气流运动方向。完成了一、二次风喷口速度调平之后，用热式风速仪对每一飘带的速度进行测定，连接最大速度点，即为额定负荷下的煤粉燃烧器出口气流在炉内形成的强风环。 在实炉上进行冷态等温模化试验，除了保证煤粉燃烧器出口气流的雷诺数达到自模区，即Re105，还要在保证冷、热态时煤粉燃烧器一、二次风动量比相等的原则下进行。 维持磨煤机的投运方式不变，在额定负荷下，过热器出口氧量控制在3.0%左右，周界风的挡板开度为15%30%，一次风的挡板开度按一次风冷态调平的结果，一次风喷口速度控制在261.5m/s，燃尽风开度下层80%、上两层5

13、0%，进行试验，工况安排采用正塔、倒塔、缩腰、均等。 1.二次风配风方式调整试验试试 验验 内内 容容2.变燃尽风燃烧调整试验 维持磨煤机的投运方式不变，在额定负荷下，过热器出口氧量为3%，改变三层燃尽风的开度，考核燃尽风风量对锅炉效率及NOx排放浓度的影响。最终得到优化各层OFA开度。 3.变周界风试验额定负荷下，四台磨运行，过热器出口氧量3.0%条件下，燃尽风风门在优化开度下，各二次风的风门在优化开度下，改变周界风的挡板开度分别为：15%、30%、50%、100%条件下。测定各工况的锅炉各项热损失和NOx排放浓度。4. 变氧量燃烧调整试验锅炉稳定在额定负荷，考核变氧量对锅炉效率及NOx排放

14、浓度的影响，氧量变化由炉膛出口氧量来控制。周界风的挡板开度为030%之间，在优化后的各二次风的风门开度和燃尽风风门开度条件下，维持过热器出口氧量分别为：1.5%、1.8%、2.0%、2.2%、2.5%、3.0%、3.4%条件下，测定各工况的锅炉各项热损失及NOx排放浓度。5.燃尽风喷口水平摆动对炉膛出口烟温偏差影响试验 额定负荷下，过热器出口氧量、燃尽风风量按最佳值选取，各二次风的风门开度最佳工况选取，调整投运的燃尽风喷口分别反切3、5、8和10，观察其对炉膛出口烟温偏差的影响，观察其对过热器和再热器出口蒸汽温度影响，同时监测尾部NOx排放浓度变化。 6.燃尽风喷口垂直摆动对过热器和再热器出口

15、蒸汽温度影响试验 额定负荷下，过热器出口氧量、燃尽风风量按最佳值选取，各二次风的风门开度最佳工况选取，将可以调整的投运层燃尽风喷口分别垂直摆动-15、-10、-5、0和5、10 、15，观察其对过热器和再热器出口蒸汽温度影响，同时监测尾部NOx排放浓度的变化。8.变锅炉负荷试验在调整的最优配风条件下，常规投用4台磨煤机的运行方式，对5台磨煤机中投用4台磨煤机的不同组合方式进行调整试验，组合方式分别为A-B-C-D、A-B-C-E、A-B-D-E、B-C-D-E等4种组合方式进行燃烧调整试验，观察其对NOx排放浓度的影响。 7.磨煤机投运方式调整试验 在调整的最优配风条件下，变负荷分别为额定负荷

16、、80%、60%等，测定各工况的锅炉各项热损失和NOx排放浓度。 9.变煤粉细度试验变煤粉细度试验通过改变煤粉细度，测量R90、R200。在不同煤粉细度下，磨煤机出力及飞灰的变化规律，得出最优的煤粉细度运行方式。 。入炉原煤入炉原煤 试验期间，在给煤机入口处采样，每30分钟采样一次，每次2 kg，置于密封的容器内，采样结束后，混合缩分为2份，每份2 kg，一份供电厂进行工业分析，另一份备用。灰渣取样灰渣取样 利用安装在空气预热器出口烟道上的飞灰取样器采集飞灰样，在炉渣出口的渣沟上采集大渣样，每工况一次，试验结束后，送电厂化学分析室进行灰、渣可燃物含量分析。蒸气及给水参数蒸气及给水参数 利用主控

17、室表盘记录以下参数，每15分钟一次 过热蒸气流量、压力、温度 再热蒸气流量、压力、温度 给水流量、压力、温度 减温水流量 尾部烟气温度、过热器和再热器出口烟温 空气参数 送风机、引风机、磨煤机的各主要参数 烟气温度及成分烟气温度及成分 排烟成分测点设在空气预热器出口的水平烟道上。 按多点等截面网格法利用Testo350烟气分析仪，分析O2、CO2、CO、NO，每30分钟测试一次。 空气预热器出口排烟温度测量按多点等截面网格法测量。 空气温度及大气压力空气温度及大气压力 送风机入口冷风温度由巡检测数采集系统30分钟测一次环境温度，大气压力使用标准大气压力表每小时测一次。试 验 条 件试验期间，煤

18、质分析参数应在下列范围波动：收到基水分 Mar 4.0 %收到基灰分 Aar 5.0 %干燥无灰基挥发份 Vdaf 5 % 收到基发热值 Q 10 %试验期间，锅炉蒸汽参数与过剩空气系数应在下列范围波动：锅炉负荷 5.0%过热蒸汽压力 0.1MPa过热蒸汽温度 5.0试验期间，试验过程中运行工况保持稳定。试验期间，锅炉各排气阀、疏水阀门关闭，不进行干扰运行的操作，禁止定期排污及吹灰和炉膛清焦等运行操作。 燃烧运行优化调整燃烧运行优化调整1.一次风量和风速的调整 磨煤机一次风量与给煤量的最佳对应值最佳风煤比 ，1.4 1.6一次风量与给煤量对应关系（京能数据）一次风量与给煤量对应关系（京能数据）

19、给煤量（t/h）0304042454952一次风量（t/h）46.048.064.067.272.078.483.2风煤比1.61.61.61.61.61.61.一次风量和风速调整减少入炉的一次风率减少入炉的一次风率 正常运行时在能够满足负荷要求的前提下，尽可能减少正常运行时在能够满足负荷要求的前提下，尽可能减少磨煤机运行台数。通过降低入炉一次风率，可以有效改磨煤机运行台数。通过降低入炉一次风率，可以有效改变着火阶段煤粉气流供风，使煤粉在偏离化学当量比环变着火阶段煤粉气流供风，使煤粉在偏离化学当量比环境中着火，这样降低了境中着火，这样降低了NOx生成量，可以进一步降低生成量，可以进一步降低NO

20、x排放水平。排放水平。n 降低煤粉细度 1.一次风量和风速的调整 煤粉细度变化对磨煤机运行参数的影响（京能数据）煤粉细度变化对磨煤机运行参数的影响（京能数据）煤粉细度R9030%R9025%R9020%给煤量t / h414141折向挡板开度534540磨煤机电耗量kW.h/t9.29.510入口一次风量t / h656563通风阻力kPa4.85.76.2飞灰可燃物2.21.81.5通过比较分析，在不影响磨煤机出力，差压不超过额定值以及对磨煤机单通过比较分析，在不影响磨煤机出力，差压不超过额定值以及对磨煤机单耗影响不大的情况下，确定将煤粉细度维持耗影响不大的情况下，确定将煤粉细度维持R R9

21、09025%25%。2. 合理维持二次风箱与炉膛的差压 在一定的二次风门开度下，二次风速随二次风压而变。目前在一定的二次风门开度下，二次风速随二次风压而变。目前大多数机组采用的是通过控制二次风箱与炉膛之间压差的方式来大多数机组采用的是通过控制二次风箱与炉膛之间压差的方式来控制二次风速。为了达到二次风助燃所需要的足够风速，通过计控制二次风速。为了达到二次风助燃所需要的足够风速，通过计算得出如下二次风箱与炉膛的差压曲线。算得出如下二次风箱与炉膛的差压曲线。 京能热电二次风箱与炉膛的差压曲线京能热电二次风箱与炉膛的差压曲线3. 减少炉底及炉本体漏风，降低炉内无组织风量 锅炉正常运行时，底部捞渣机处和

22、锅炉本体人孔、看锅炉正常运行时，底部捞渣机处和锅炉本体人孔、看火孔等不严密处会有大部分漏风进入炉膛，这部分风火孔等不严密处会有大部分漏风进入炉膛，这部分风量不是按燃烧需要的配风方式进入炉膛，属于无组织量不是按燃烧需要的配风方式进入炉膛，属于无组织配风，不能与燃烧着的高温气流在燃烧区域内充分混配风，不能与燃烧着的高温气流在燃烧区域内充分混合，无助于炉内的燃烧，它既破坏了高温燃烧区，还合，无助于炉内的燃烧，它既破坏了高温燃烧区，还增加了炉膛出口总烟气量，导致锅炉排烟热损失上升，增加了炉膛出口总烟气量，导致锅炉排烟热损失上升，并导致烟气中并导致烟气中NOxNOx含量升高。为此对炉膛底部和本体漏含量升

23、高。为此对炉膛底部和本体漏风点进行了查找和封堵。风点进行了查找和封堵。4. 配风方式对NOx排放及锅炉效率影响 在锅炉满负荷时，保证炉膛出口氧量为在锅炉满负荷时，保证炉膛出口氧量为2.82.8左右，通左右，通过调整各层二次风门，考察了二次风分配方式过调整各层二次风门，考察了二次风分配方式均等、倒均等、倒塔、束腰、正塔配风塔、束腰、正塔配风方式下的方式下的NOxNOx排放及锅炉效率。在排放及锅炉效率。在采用倒塔配风方式情况下采用倒塔配风方式情况下NOxNOx排放浓度最高，正塔配风排放浓度最高，正塔配风方式次之，束腰配风方式最低。通过比较看出，在采取方式次之，束腰配风方式最低。通过比较看出，在采取

24、束腰配风方式时，由于在燃烧的各个阶段供入氧量适中，束腰配风方式时，由于在燃烧的各个阶段供入氧量适中，NOxNOx排放浓度较低，结果最为合理。而采用倒塔配风方排放浓度较低，结果最为合理。而采用倒塔配风方式并不是最理想的降低式并不是最理想的降低NOxNOx排放浓度配风方式。排放浓度配风方式。5. 氧量对NOx排放及锅炉效率影响 当氧量较低时，整个炉膛燃烧区域空气化学当量当氧量较低时，整个炉膛燃烧区域空气化学当量比降低，有效抑制了比降低，有效抑制了NOx的生成。当出口氧量为的生成。当出口氧量为3.50%时，时，NOx排放浓度最高。当炉膛出口氧量排放浓度最高。当炉膛出口氧量为为2.0%时，时，NOx排