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墙式对冲燃烧锅炉LYSC低NOx燃烧技术

成果类型:: 新技术

发布时间: 2021-11-03 09:26:26

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”能源互联网产业科技服务团| 何永君 | 2022-09-16 15:27:30

   相比四角切圆锅炉,墙式对冲燃烧NOx排放仍维持在较高水平范围内,同时在此基础上为了深度降低NOx排放水平,达不到国家环保要求,造成燃烧效率降低、CO浓度剧增产生高温腐蚀和严重结渣、运行效率下降等问题。

针对上述难题,该技术主要以不影响锅炉效率、解决炉内结渣和高温腐蚀为基础,从以下三个方面进行开发,主要特性分别如下:

    1.从炉膛燃烧设备整体布置合理优化炉膛内整体配风分级,合理控制煤粉在各个燃烧区域范围和气流的分布状态,保证煤粉在充分燃烬的基础上更好的抑制NOx的产生;

    2.开发了LYSC型低NOx燃烧器,主要有如下关键技术:

  a、创新性的提出了一次风气流中实现“高温火焰内还原NOx”的特性;

  b、燃烧器采用独特的整流装置,CO排放浓度控制在50~80ppm以下,强化了NOx的深度抑制,合理解决了低氮燃烧器的CO排放与NOx抑制两者间的矛盾;

  c、燃烧器以“风包粉”的方式特点有效的保护燃烧器外的水冷壁,解决了水冷壁的高温腐蚀和结渣等问题。

    ***型燃尽风气流可实现上下和左右调节,合理控制了炉内火焰中心对于汽温特性的影响,有效的捕捉炉膛横断面上的未燃烬碳颗粒及CO等化学未完成燃烧产物,增强了运行调整手段,提高机组运行效率。

    该技术工业试验研发成功后,2010年10月在蚌埠电厂1号锅炉上首次应用,改造后的NOx排放浓度明显降低,单层燃烧器改造的降幅在70mg/Nm3以上,锅炉效率有所提高,由改前的93.33%提高至93.56%。

         该技术大规模推广应用后,每年可为我国减少几百万吨的NOx排放,该技术其初投资仅为SCR的50%,无运行成本。为燃煤电厂开辟了清洁、高效、经济运行的新途径,促进了电力行业的科技进步和可持续发展。

1)合理优化炉膛内整体配风分级

从炉膛燃烧设备整体布置优化整体配风分级,合理控制煤粉燃烧不同区域范围和气流的分布状态,提高近壁区的防渣和防高温腐蚀能力,保证煤粉燃烬的基础上深度抑制NOx,提高以挥发分为主产生的NO还原率。

2)LYSC型系列燃烧器

l 创新性的提出燃烧器一次风气流中实现内置环形回流区和中心回流区相结合的气流流场分布,在一次风气流内部实现“高温火焰内还原NOx”的特性,同时加热浓、淡两股气流,实现燃烧效率和NOx抑制的双赢。

l 一次风装置内采用独特的整流装置,CO排放浓度控制在较低范围内,解决了降低CO排放和抑制NOx生成两者间的矛盾,强化NOx的深度抑制,避免由于大量CO气体引起的高温腐蚀。

l 燃烧器以“风包粉”的方式特点有效的保护燃烧器外的水冷壁,解决了水冷壁的高温腐蚀和结渣等问题。

3)LYOFA系列“靶向”燃尽风喷口

合理控制了炉内火焰中心对于汽温特性的影响,有效的捕捉炉膛横断面上的未燃碳及CO等,增强运行调整手段,提高机组运行效率。

截至目前,国内共有40余台改造锅炉上采用了低NOx燃烧系统,在所有投运的锅炉中都实现不影响锅炉效率的前提下的低NOx排放,脱硝率在50~70%范围内。

目前该技术可应用于不同容量(200~600MW)、不同煤质(烟煤、褐煤、贫煤甚至无烟煤)、不同制粉系统(钢球磨煤机中间储仓式制粉系统、中速磨煤机直吹式制粉系统、双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统等)的煤粉锅炉。该技术保持了常规低氮燃烧技术的基本格局,不增加附属系统和设备,同时还具有适应煤种变化能力强、初投资低、工期短、基本无运行费用、检修维护方便等特点,技术和成本优势明显,易于工程推广,在新建和现存锅炉机组中均有广阔的应用前景。

随着国家环保政策日趋严格,火电厂对NOx减排需求更趋急迫,预计未来几年是电厂锅炉低NOx改造高发年,性能优良全面的墙式对冲锅炉低NOx燃烧系统必将会得到更广泛的推广应用。

唐宏,男,1965.03,高级工程师/总经理,烟台龙源电力技术股份有限公司
李明,男,1967.03,高级工程师/总经理助理,烟台龙源电力技术股份有限公司
苗雨旺,男,1969.11,高级工程师/副总经理,烟台龙源电力技术股份有限公司
孙树翁,男,1982.09,工程师/部门副经理,烟台龙源电力技术股份有限公司

墙式对冲锅炉低NOx燃烧系统具有宽泛的煤种适用范围、超低NOx排放、稳燃及高效燃烧特性一体化的特点,在不降低锅炉效率、不引起锅炉结渣和高温腐蚀的情况下,实现超低的NOx排放,解决了锅炉CO浓度降低、防高温腐蚀、高燃尽与降低NOx排放之间的矛盾,实现了墙式对冲锅炉的深度脱氮,保持了常规低氮燃烧技术的基本格局,不增加附属系统和设备,还具有适应煤种变化能力强、初投资低、工期短、基本无运行费用、检修维护方便等特点,符合目前我国电厂在厂地有限、煤质多变、发电成本高等情况下开展节能减排工作的需要,燃煤电厂开辟了清洁、高效、经济运行的新途径,促进了电力行业的科技进步和可持续发展。

该技术已形成自主研发知识产权,已申报和获得多项专利。大规模推广应用后,每年可为我国减少几百万吨的NOx排放,该技术其初投资仅为SCR的50%,无运行成本。为燃煤电厂开辟了清洁、高效、经济运行的新途径,促进了电力行业的科技进步和可持续发展。

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