雙尺度燃燒器節(jié)能環(huán)保的優(yōu)選

雙尺度燃燒技術(shù)介紹煙臺龍源電力技術(shù)股份有限公司北京分公司李明目錄燃燒系統(tǒng)功能簡介與爐內(nèi)燃燒過程相關(guān)的問題結(jié)渣、腐蝕、高NOx、穩(wěn)燃問題雙尺度燃燒技術(shù)功用雙尺度技術(shù)構(gòu)成雙尺度技術(shù)原理雙尺度技術(shù)改造特點雙尺度改造過程煤粉鍋爐四角切圓燃燒系統(tǒng)燃燒器煤粉鍋爐燃燒設(shè)備的組成爐膛+燃燒器+供風(fēng)設(shè)備+制粉設(shè)備鍋爐燃燒設(shè)備的發(fā)展方向高效、低污染、防渣、防高溫腐蝕的燃燒技術(shù)和設(shè)備。燃燒器的作用及分類作用：將煤粉與空氣混合氣流按有利的方式送入爐膛，造成有利的空氣動力場，保證煤粉氣流及時著火、強烈燃燒、潔凈燃燒、良好燃盡。分類：直流燃燒器旋流燃燒器直流燃燒器的類型1．均等配風(fēng)一、二次風(fēng)噴口間隔布置，混合較快，適用于揮發(fā)分較高的煤種。

分級配風(fēng)(1)目的：在燃燒過程不同時期的各個階段，按需要送入適量空氣，保證煤粉既能穩(wěn)定著火、又能完全燃燒。(2)特點使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度，以減少著火熱；燃燒放熱比較集中，使著火區(qū)保持高溫燃燒狀態(tài)，適用于難燃煤；煤粉氣流剛性增強，不易偏斜貼墻。同時，卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?。四角布置直流燃燒器的工作原?/p>

(1)煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔舛患訜岬倪^程；(2)射流的相互撞擊、射流兩側(cè)的補氣及壓力平衡過程；(3)煤粉氣流的著火；(4)煤粉與二次風(fēng)空氣的混合過程；(5)四股氣流形成的切圓旋轉(zhuǎn)過程；(6)焦碳的燃盡過程。爐內(nèi)過程是一個十分十分且相當(dāng)復(fù)雜的過程！(1)爐膛水冷壁嚴(yán)重結(jié)渣；(2)受熱面金屬表面的高溫腐蝕；(3)煤粉在爐內(nèi)燃燒效率低；(4)較多的氮氧化物的生成；問題之間相互聯(lián)系，相互影響；恰到好處的綜合地解決問題。

與爐內(nèi)燃燒過程相關(guān)的問題問題的原因燃燒器或鍋爐設(shè)計錯誤；運行方式；設(shè)備損壞；煤質(zhì)變化；新技術(shù)應(yīng)用；環(huán)保壓力；通過燃燒調(diào)整手段不能根本改變的問題，就需要進行燃燒器改造了。燃燒器改造目標(biāo)穩(wěn)燃、高效；防渣、安全；防高溫腐蝕；低NOx、環(huán)保；多功能于一體穩(wěn)燃、高效減少鍋爐滅火次數(shù)；提高低負(fù)荷穩(wěn)燃能力；減少助燃用油量；提高煤粉在爐內(nèi)燃燒效率；降低發(fā)電煤耗。結(jié)渣的危害（1）使運行經(jīng)濟性下降

1）受熱面結(jié)渣后，使傳熱惡化，排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降；

2）燃燒器出口結(jié)渣，造成氣流偏斜，燃燒惡化，有可能使機械未完全燃燒熱損失、化學(xué)未完全燃燒熱損失增大；

3）使鍋爐通風(fēng)阻力增大，廠用電量上升；

（2）影響鍋爐出力

1）水冷壁結(jié)渣后，會使蒸發(fā)量下降；

2）爐膛出口煙溫升高，蒸汽出口溫度升高，管壁溫度升高，以及通風(fēng)阻力的增大，有可能成為限制出力的因素。

（3）影響鍋爐運行的安全性

1）結(jié)渣后過熱器處煙溫及汽溫均升高，嚴(yán)重時會引起管壁超溫；

2）結(jié)渣往往是不均勻的，結(jié)果使過熱器熱偏差增大；對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性以及強制循環(huán)鍋爐的水冷壁熱偏差帶來不利影響；

3）爐膛上部渣塊掉落時，可能砸壞冷灰斗水冷壁管，造成爐膛滅火或堵塞排渣口，使鍋爐被迫停止運行；

4）除渣操作時間長時，爐膛漏入冷風(fēng)太多，使燃燒不穩(wěn)定甚至滅火。

高溫腐蝕的危害燒高硫煤，在還原性氣氛下，局部水冷壁（受熱面）管壁出現(xiàn)明顯腐蝕并減??；出現(xiàn)爆管的可能與機會；影響鍋爐的安全與經(jīng)濟性。NOx對環(huán)境的影響溫室氣體；酸雨；光化學(xué)煙霧；對人體有害；影響電廠經(jīng)濟性及政策壓力—排放罰款。雙尺度燃燒技術(shù)的功用高效、穩(wěn)燃；防渣、防高溫腐蝕；低氮燃燒技術(shù)；多功能于一身的先進的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤粉燃燒技術(shù)。雙尺度燃燒技術(shù)構(gòu)成改造技術(shù)+調(diào)試技術(shù)雙尺度燃燒系列技術(shù)研發(fā)始于八十年代中期，先后歷經(jīng)五個階段：

第一階段：“風(fēng)包粉”完成于1987年。

第二階段：可調(diào)偏折二次風(fēng)，貼壁熱接力燃燼風(fēng)，NOx削減率30%，完成于1993年。

第三階段：全爐膛雙區(qū)燃燒系統(tǒng)在靖電4×670T/h鍋爐獲全面成功，1997-2001。

第四階段：新一代雙區(qū)燃燒系統(tǒng)和“基于雙區(qū)燃燒技術(shù)分區(qū)優(yōu)化調(diào)試法”--公司防渣低NOx獨特技術(shù)系統(tǒng)OTS系統(tǒng)。

第五階段：雙尺度燃燒技術(shù)系統(tǒng)—空間尺度和過程尺度復(fù)全，實現(xiàn)爐膛燃燒全方位優(yōu)化。

雙尺度燃燒技術(shù)發(fā)展歷程雙尺度燃燒技術(shù)特點及使用效果雙尺度燃燒技術(shù)特點及使用效果燃燒器改造方案雙尺度燃燒技術(shù)特點及使用效果改造后技術(shù)性能指標(biāo)

改造后2000年~2001年由國電熱工院兩次進行了達產(chǎn)改造后的鑒定性性能試驗（詳見技術(shù)報告）。受熱面金屬壁溫：全部在規(guī)程允許溫度范圍內(nèi)。鍋爐負(fù)荷由160MW穩(wěn)定到200MW（汽溫汽壓正常），爐內(nèi)基本無結(jié)渣，實現(xiàn)了長年不吹灰（原有水吹灰，汽吹灰已拆除）。

NOx排放濃度：4爐平均340mg/m3(O2≈6%)CO排放濃度：30ppm~50ppm

低負(fù)荷穩(wěn)燃：70~80MW不投油穩(wěn)燃鍋爐效率：92.3%機組名稱煤種NOx削減率結(jié)渣狀況不投油低負(fù)荷率爐內(nèi)吹灰狀況鍋爐效率鑒定與驗收狀況投運時間西固#8爐220T/H甘肅寧夏次煙煤51%結(jié)渣問題完全解決40%不吹灰92.23%已鑒定驗收1999年投運西固#9爐220T/H甘肅寧夏次煙煤52%結(jié)渣問題完全解決40%不吹灰92.01%已鑒定驗收2000年投運西固#10爐220T/H甘肅寧夏次煙煤48%結(jié)渣問題完全解決40%不吹灰92.31%已鑒定驗收2001年投運靖電#1爐670T/HDG670/140—12靖遠煙煤62%徹底解決結(jié)40%爐內(nèi)吹灰器92.2鑒定并獲省部級二等獎1997年投運靖電#2爐670T/HDG670/140—12靖遠煙煤63%徹底解決結(jié)渣沾污40%爐內(nèi)吹灰器已拆除92.36%鑒定并獲省部級二等獎1998年投運靖電#3爐670T0/HDG670/140—12靖遠煙煤62%徹底解決結(jié)渣沾污40%爐內(nèi)吹灰器已拆除93.01%鑒定并獲省部級二等獎1999年投運靖電#4爐670T/HDG670/140—12靖遠煙煤63%徹底解決結(jié)渣沾污40%爐內(nèi)吹灰器已拆除92.35%鑒定并獲省部級二等獎2000年投運典型工程業(yè)績（一）機組名稱煤種NOx削減率結(jié)渣狀況不投油低負(fù)荷率爐內(nèi)吹灰狀況鍋爐效率鑒定與驗收狀況投運時間西固#8爐220T/H甘肅寧夏次煙煤51%結(jié)渣問題完全解決40%不吹灰92.23%已鑒定驗收1999年投運大同二電廠#6爐DG670/140-8大同混煤及高灰份小窯煤57%徹底解決結(jié)渣沾污40%長年不吹灰92.15%已驗收,獲獎2004年5月投運大同二電廠#2爐DG670/140—5大同混煤及高灰份小窯煤58%徹底解決結(jié)渣沾污40%長年不吹灰92%已驗收2005年5月投運大同二電廠#1爐DG670/140—5大同混煤及高灰份小窯煤59%徹底解決結(jié)渣沾污40%不吹灰92.1%已驗收2006年5月投運大同二電廠#5爐DG670/140-8大同混煤及高灰份小窯煤59%徹底解決結(jié)渣沾污40%不吹灰92.1%已驗收2006年5月投運大同二電廠#3、#4爐大同混煤及高灰份小窯煤59%徹底解決結(jié)渣沾污40%不吹灰92.1%已驗收2006年10月08,6月投運永昌電廠410/TWG410/100—13寧夏貧煤50%不結(jié)渣40%一周一吹灰92%已驗收典型工程業(yè)績（二）京能1#爐HG670/140煙煤67%不結(jié)渣40%一周一吹灰92%已驗收

新余電廠1#WG670/140無煙煤48%無渣50%不吹灰90%驗收能源合同管理穩(wěn)燃高效不再頻發(fā)滅火新余電廠2#WG670/140無煙煤34%無渣55%不吹灰90.1驗收能源合同管理穩(wěn)燃高效不再頻發(fā)滅火九江電廠3#DG670/140無煙煤39%無渣45%半月吹灰一次91%驗收典型工程業(yè)績（三）大同二電廠6×200MW鍋爐防渣低NOx燃燒系統(tǒng)技改工程（2003~2007年）

改造前后對比表改造前存在的問題改造后解決的問題煤種適應(yīng)性差，爐內(nèi)有局部結(jié)渣現(xiàn)象，溫度場存在一定的偏差。再熱受熱面超溫.主汽溫度因爐內(nèi)結(jié)渣粘污而升高，因爐膛吹灰而降低，變化幅度較大。鍋爐兩側(cè)煙溫存在最高達100℃以上的偏差。采用均等布置的燃燒方式，NOx排放量較高，為1120mg/Nm3。鍋爐效率率略高于設(shè)計值90.84%，為90.87％，但低于其平均運行水平91%。解決了結(jié)渣沾污問題。再過熱器受熱面汽溫正常實現(xiàn)了爐膛不吹灰。大幅度地削減了NOx排放量NOx為300-340mg/Nm3，脫除率達到63.3%,CO為35ppm.，飛灰含炭量3.3%.爐側(cè)廠用電量大幅度降低。鍋爐效率為92.15%。煤種適應(yīng)性明顯增強。低負(fù)荷穩(wěn)燃性能良好、接帶負(fù)荷能力有所增強，低負(fù)荷可達50%以下。京能1#爐改造成果燃燒器改造后解決了爐膛嚴(yán)重結(jié)焦的問題.不投除焦劑,可一周不投吹灰器.減溫水減少,過熱器由80t/h減至25-50t/h,再熱器減溫水由20t/h減為2-4t/h.爐膛出口煙溫降低50度,排煙溫度降低約10-15度。滿負(fù)荷時，在三臺磨運行方式下，空預(yù)器出口NOx排放量約為270～400mg/Nm3（折算至NO2、6％O2），在四臺磨運行方式下，空預(yù)器出口NOx排放量約為400mg/Nm3（折算至NO2、6％O2），氮氧化物排放量大幅度降低，NOx減排效果顯著鍋爐運行氧量降低，送、引風(fēng)機電流明顯下降，廠用電率降低。鍋爐效率略有提升。媽灣300MW鍋爐改造前后燃燒器布置力圖以單一主燃燒器及區(qū)域控制全爐膛及全過程強防渣、高燃盡、低NOx一體化空間、過程雙尺度優(yōu)化達到目的雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹雙尺度燃燒技術(shù)就是爐內(nèi)大空間合理利用及煤粉燃燒過程合理組織復(fù)合。空間尺度是以獨特的射流組合在爐膛斷面上形成兩個區(qū)域，即中心區(qū)和近壁區(qū)，這兩個區(qū)域的溫度、煙氣成分以及流場特點鮮明。沿爐膛高度方向分為兩個氧化還原區(qū)以及獨特的空氣分級技術(shù)。過程尺度強調(diào)的是燃燒過程關(guān)鍵節(jié)點的三場特性差異化，包括著火、火焰?zhèn)鞑?、燃盡等過程，煤粉火焰的邊部可控。斷面和垂直方向的雙還原氧化區(qū)域，能夠有效的抑制NOX的生成以及飛灰可燃物含碳量的上升。高效穩(wěn)燃、低NOx、強防渣、煤種適應(yīng)性好等特點雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)基本概念雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹雙尺度（雙區(qū)）燃燒過程示意1雙尺度燃燒技術(shù)特點及使用效果技術(shù)使用前后冷態(tài)動力場煙花示蹤對比雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹雙尺度（雙區(qū)）燃燒過程示意3雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹防渣措施：在爐膛水平斷面上形成一個中心區(qū)和靠近水冷壁的近壁區(qū)；沿爐膛高度方向形成兩個雙還原氧化區(qū)；強穿透力高位OFA，降低主燃燒區(qū)域火焰溫度；燃燒器分組及貼壁射流的特殊貢獻。提高燃燒穩(wěn)定性的措施：接力式熱煙氣回流；一次風(fēng)噴口的近距離布置；二次風(fēng)的延遲混合。防渣和提高火焰穩(wěn)定性的措施影響因素燃燒方式結(jié)渣沾污高溫腐蝕飛灰可燃物汽溫穩(wěn)燃性能雙尺度燃燒系統(tǒng)有強抗結(jié)渣沾污能力。13臺鍋爐業(yè)績證明無任何加劇情況?？沙Ｄ瓴淮祷?。無任何高溫腐蝕，最長已運行6年。壁區(qū)O2＞2%。基本不變，200MW機組鍋爐約上升0.3~0.5%無升高現(xiàn)象,200MW機組鍋爐有下降趨勢,已能解決。燃用煙煤時40~50%負(fù)荷不投油穩(wěn)燃常規(guī)低NOx燃燒技術(shù)結(jié)渣沾污在還原區(qū)加強，灰熔點在該區(qū)下降近100℃。水冷壁區(qū)CO含量高，已有多臺爐發(fā)生高溫腐蝕。飛灰可燃物升高2~3%，與OFA高度密切相關(guān)。汽溫升高偏差有加大趨勢。不加一次風(fēng)穩(wěn)燃器時，穩(wěn)燃能力下降，與主燃區(qū)α有關(guān)。雙尺度燃燒系統(tǒng)與常規(guī)低NOx燃燒技術(shù)對爐內(nèi)工況和設(shè)備影響比較表影響因素燃燒方式火焰溫度分布煙氣停留時間混合速度α分布主燃區(qū)著火狀況雙尺度燃燒系統(tǒng)尖峰高溫區(qū)消失各區(qū)較常規(guī)延長主燃區(qū)局部加快，燃盡區(qū)加快0.6～0.8有較大區(qū)域著火提前且穩(wěn)定低NOx常規(guī)燃燒方式存在尖峰，高溫區(qū)可達1600℃以上與常規(guī)燃燒方式相同無大提高小范圍小于0.9左右與常規(guī)燃燒過程相同雙尺度燃燒與常規(guī)燃燒影響抑制NOx生成因素對比表雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)沿爐膛高度方向的α分布雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)沿爐膛高度方向的溫度分布雙尺度（雙區(qū)）燃燒技術(shù)介紹基于雙尺度技術(shù)的爐內(nèi)過程分區(qū)優(yōu)化調(diào)試及OTS系統(tǒng)由于鍋爐燃燒的特殊性，僅僅依靠燃燒方式的改變很難實現(xiàn)低NOX和燃燒穩(wěn)定的雙重目標(biāo)，所謂OTS系統(tǒng)，就是一個目標(biāo)，兩種手段來實現(xiàn)；爐內(nèi)燃燒過程具有很高的非線性、隨機性和間歇性的特點；燃燒器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定線性系統(tǒng)穩(wěn)定性對爐內(nèi)過程不適應(yīng)；燃燒器結(jié)構(gòu)決定了爐內(nèi)過程的大格局，“雙尺度燃燒器結(jié)構(gòu)”和“分區(qū)優(yōu)化調(diào)試”的有機復(fù)合非常適合于爐內(nèi)過程；依據(jù)爐內(nèi)NOx形成過程、結(jié)渣沾污過程、燃燒失穩(wěn)過程具有“階段特性”和“區(qū)域特性”的特征，我們改變了傳統(tǒng)常規(guī)以全爐膛為平衡體的調(diào)試方法，而以三場特性異常小區(qū)為調(diào)試平衡體，進行尋優(yōu)調(diào)試，從而達到爐內(nèi)形成雙區(qū)燃燒過程的目的，提高了爐內(nèi)抗結(jié)渣、穩(wěn)燃、低NOx排放能力。基于雙尺度技術(shù)的爐內(nèi)過程分區(qū)優(yōu)化調(diào)試及OTS系統(tǒng)雙尺