府谷泰達(dá) 150t/hCFB 

深度低氮燃燒脫硝超低排放改造方案 

連云港晟源科技有限公司 

二〇一八年二月·北京

爐渣的細(xì)碎與利用

針對哪些服役較長的鍋爐出現(xiàn)負(fù)荷低、床溫高、氧量高、硝量過高的現(xiàn)象，需

要調(diào)整爐膛上部吸熱量，降低床溫，增大負(fù)荷。采用低渣變循環(huán)灰技術(shù)。

改造目標(biāo)

    低氮燃燒結(jié)合 SNCR 脫硝超低排放達(dá)到鍋爐環(huán)保檢測點(diǎn)煙氣氮氧化物濃度不大于50mg/Nm3(環(huán)保檢測點(diǎn)煙氣氧量不大于 8%，鍋爐過熱器后煙氣氧量不大于 4%，燃燒煤氣量不大于總?cè)剂蠠崃康?25%，燃燒煤泥量不低于總?cè)剂蠠崃康?45%)。純低氮燃燒(斷掉氨水)爐內(nèi)脫硝達(dá)到鍋爐環(huán)保檢測點(diǎn)煙氣氮氧化物  濃度不大于250mg/Nm3(環(huán)保檢測點(diǎn)煙氣氧量不大于 8%，鍋爐過熱器后煙氣氧量不大于 4%，燃燒煤氣量不大于總?cè)剂蠠崃康?25%，燃燒煤泥量不低于總?cè)剂蠠崃康?45%)。觀察性指標(biāo)(不作為工程驗(yàn)收條件):改造前后對比，年節(jié)約尿素消耗量40%左右。

1、實(shí)施中部二次風(fēng)多級分級燃燒技術(shù)

    二次風(fēng)口距布風(fēng)板高度對脫硝影響很大，進(jìn)行改造。對于脫硝效果不理想的鍋爐，采用中部風(fēng)廣義配風(fēng)，在爐堂進(jìn)行高梯度多級分級送風(fēng)。在鍋爐爐墻上設(shè)置兩級中部二次風(fēng)。需要在爐膛前后墻各開孔數(shù)個(gè)，具體數(shù)量需要考慮現(xiàn)場的鍋爐剛性梁、鍋爐本體的水平垂直斜支撐結(jié)構(gòu)、爐內(nèi)防磨結(jié)構(gòu)、鍋爐鋼架及支撐的綜合影響后才能決定。開的孔在前后墻上均勻分布。

    具體開孔的孔徑要參照原設(shè)計(jì)的二次風(fēng)孔徑再經(jīng)過計(jì)算風(fēng)速風(fēng)量才能決定，一般一個(gè)開孔需要切割多跟水冷壁管子(鰭片寬度合適的話也   可以不切割水冷壁管子)。在爐膛中部具體開孔的位置標(biāo)高要綜合考慮到鍋爐鋼梁及支撐、水冷壁剛性梁及垂直支撐、爐內(nèi)防磨結(jié)構(gòu)（如防磨梁和噴涂區(qū)域）等的多方面影響，才能決定?？紤]兩級中部二次風(fēng)，即考慮了蘭碳尾氣的分級燃燒。在開孔周圍的水冷壁鰭片上焊接導(dǎo)流扁鋼（T 型鰭片）以強(qiáng)化吸熱。材料及施工：保溫及護(hù)皮拆除、爐墻開孔（每個(gè)開孔切割 2 根水冷壁管或切割鰭片）、耐熱鋼噴嘴、大小頭、管道、彎頭、制作密封盒（梳形板等）、耐火材料澆注、保溫及護(hù)皮恢復(fù)。

    由于現(xiàn)行的Z下層二次風(fēng)管接近壓力較大的沸騰的床料層，即Z下層二次風(fēng)背壓較高很難穿透沸騰的床料層，沒有起到強(qiáng)化燃燒也沒有提高煤顆粒的燃盡程度，由于太靠近床料層反而使?fàn)t膛下部富氧很難實(shí)現(xiàn)控制氮氧化物的生成量；現(xiàn)行的循環(huán)流化床鍋爐 2-3 層二次風(fēng)共計(jì)幾十根二次風(fēng)管密集布置沒有實(shí)現(xiàn)分級燃燒無法降低氮氧化物的生成量，煙氣中的氮氧化物排放濃度很難達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

    按現(xiàn)行的大氣環(huán)保政策鍋爐煙氣排放物不達(dá)標(biāo)鍋爐就得停止運(yùn)行。所以，有必要在風(fēng)分布上進(jìn)行改進(jìn)實(shí)現(xiàn)分級燃燒，大幅度降低鍋爐煙氣排放的氮氧化物，推行一種循環(huán)流化床鍋爐中部風(fēng)爐膛。

發(fā)明內(nèi)容：本實(shí)用新型目的在于提供一種循環(huán)流化床鍋爐中部風(fēng)爐膛，中部風(fēng)與爐膛下部多層二次風(fēng)在高度方向拉開一定距離，實(shí)現(xiàn)分層供風(fēng)分層燃燒即分級燃燒，可以降低鍋爐煙氣排放的氮氧化物濃度，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。中部風(fēng)是Z后向爐膛輸送氧氣的風(fēng)，也起到燃盡作用。本實(shí)用新型發(fā)明所述的一種循環(huán)流化床鍋爐中部風(fēng)爐膛，技術(shù)特點(diǎn)有：

1.  將現(xiàn)有流化床鍋爐原總風(fēng)量的一部分通過管道和風(fēng)門引入鍋爐中部， 稱為鍋爐中部風(fēng)。

2.  鍋爐中部風(fēng)可引自鍋爐二次風(fēng)箱，所有中部風(fēng)支管都通過風(fēng)門與二次風(fēng)箱相連。

3. 鍋爐中部風(fēng)可引自鍋爐總一次風(fēng)箱，所有中部風(fēng)支管都通過風(fēng)門與中部一次風(fēng)箱相連。

4.  設(shè)置中部一次風(fēng)箱通過一次風(fēng)去中部風(fēng)母管與鍋爐總一次風(fēng)道相連。

5.  鍋爐中部風(fēng)支管有 15 個(gè)左右，相對應(yīng)在爐墻上開孔 15 個(gè)左右。鍋爐中部風(fēng)通過爐墻中部的開孔進(jìn)入爐膛，能起到強(qiáng)化燃燒提高煤顆粒的燃盡程度，也能起到降低鍋爐煙氣中的氮氧化物濃度的作用。

單臺鍋爐中部二次風(fēng)改造材工程量（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

2、對原上二次風(fēng)口傾角調(diào)整及實(shí)施導(dǎo)流臺

爐內(nèi)氧量分布不均，采用二次風(fēng)口導(dǎo)流臺技術(shù)解決鍋爐中心缺氧和。。

    循環(huán)流化床鍋爐普遍存在著爐膛中心缺氧問題，爐內(nèi)氧量分布嚴(yán)重不均，不利于脫硝，二次風(fēng)口附近的高氧處產(chǎn)生的硝量較大。在方案一的前提下（即密相區(qū)已經(jīng)低氧的情況下），用二次風(fēng)口導(dǎo)流臺技術(shù)解決爐墻貼壁富氧問題及爐內(nèi)氧量分布不均和中心缺氧問題（引發(fā)局部高硝量問題），對 6-8 個(gè)原上二次風(fēng)口實(shí)施二次風(fēng)口導(dǎo)流臺，導(dǎo)流臺由耐火耐磨材料構(gòu)成。同時(shí)對原上二次風(fēng)管角度進(jìn)行調(diào)整，，一種用于流化床鍋爐的二次風(fēng)向偏轉(zhuǎn)裝置；不讓二次風(fēng)大傾角朝向料層噴射，以降低料層氧量。循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中產(chǎn)生自上而下的大流量的緊貼水冷壁管排表面的貼壁灰流沖刷著水冷壁管排表面，二次風(fēng)射流必須穿過貼壁灰流才能射入爐內(nèi)發(fā)揮作用；貼壁灰流就向大瀑布一樣動量很大阻擋了二次風(fēng)射流，減弱了二次風(fēng)射流的穿透性，減少了爐膛核心區(qū)的氧量，因而減少了煤顆粒的燃盡程度造成能源浪費(fèi)?，F(xiàn)象是循環(huán)流化床鍋爐排灰中含碳量依然很大，硝量也很大，這已是一個(gè)常見的但企業(yè)不能容忍的問題。本發(fā)明號 ZL2011200922059，流化床二次風(fēng)噴口上部導(dǎo)流臺， 作用是將二次風(fēng)噴口上部的貼壁灰流的方向發(fā)生改變，讓貼壁灰流不再沖刷二次風(fēng)射流，相對提高了二次風(fēng)射流的穿透性,增加了爐膛核心區(qū)的氧量，因而強(qiáng)化了煤顆粒的燃盡程度, 大大降低了鍋爐飛灰中的含碳量,減少了能源浪費(fèi)。流化床二次風(fēng)噴口上部導(dǎo)流臺的突出特點(diǎn)有：

1. 利用斜面分流使垂直而下的貼壁灰流分成兩股。

2. 導(dǎo)流臺的長度（水平方向）遠(yuǎn)大于貼壁灰流層的厚度。

3. 導(dǎo)流臺端部比根部稍高，防止少量貼壁灰流的慣性造成新的灰幕影響二次風(fēng)射流的穿透性。

4. 導(dǎo)流臺的寬度大于二次風(fēng)噴口的寬度，防止少量貼壁灰流的形成新的灰幕影響二次風(fēng)射流的穿透性。

5、導(dǎo)流臺的施工可采用優(yōu)質(zhì)耐熱耐磨合金鋼焊接成形也可采用耐熱耐磨   可塑料成形，推薦首選耐熱耐磨可塑料。

    材料及施工：二次風(fēng)口上部耐火材料的拆除、銷釘?shù)闹谱髋c焊接、導(dǎo)流臺用耐火耐磨材料成形。

單臺鍋爐原上二次風(fēng)口導(dǎo)流臺改造工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

3 料層飛灰催化燃燒

    料層飛灰催化燃燒技術(shù)即實(shí)現(xiàn)飛灰再循環(huán)，會適當(dāng)影響循環(huán)倍率。實(shí)施中采用技術(shù)對省煤器下部、預(yù)熱器下部、除塵器下部的飛灰視現(xiàn)場情況進(jìn)行綜合利用，顯著利于脫硝。實(shí)驗(yàn)證明，飛灰返回料層有催化作用能有效降低 NOx。

氣體粉末發(fā)送器，利用文丘里縮漲射吸抽真空原理精密制造，外形為 DN100 三通式構(gòu)造，全不銹鋼（304 或 316）制造耐磨性好，適合于用 9-60KPa 的風(fēng)產(chǎn)生真空腔室抽吸粉末狀物質(zhì)，氣體與粉末混合后經(jīng)擴(kuò)散管升壓再由DN100 管道輸送到水平30-100 米垂直12 米遠(yuǎn)的容器內(nèi)(容器背壓 2-3KPa)。適合于電廠將飛灰連續(xù)發(fā)送到鍋爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)飛灰再循環(huán)。

單臺鍋爐料層飛灰催化燃燒（飛灰再循環(huán)）改造工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

4、實(shí)施返料均勻著床

    返料均勻著床可以減少硝的產(chǎn)生量。需要對返料方向進(jìn)行調(diào)整。返料均勻著床可以減少床溫的不均勻性，減少爐內(nèi)硝的產(chǎn)生量，采用循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)導(dǎo)流臺專技術(shù)對返料方向進(jìn)行調(diào)整。返料偏后墻會使部分返料隨排渣排走從而使循環(huán)倍率相對變小，返料均勻著床可以使循環(huán)倍率相對增大，使返料隨排渣排走得量減小。材料及安裝：返料口附近耐火耐磨可塑料施工。循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)導(dǎo)流臺，在返料口靠近爐墻處設(shè)置上表面為小傾角的耐火澆注臺，讓返料離開返料口后做近似平拋運(yùn)動，目的是防止大量的返料沖刷風(fēng)帽，有效避免或減緩風(fēng)帽的磨損和漏灰?？蓽p少可觀的經(jīng)濟(jì)損失。

循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)導(dǎo)流臺的技術(shù)突出特點(diǎn)有： 1. 在返料口靠近爐墻處設(shè)置上表面為小傾角的耐火澆注臺。2. 返料離開返料口后做近似平拋運(yùn)動，防止大量的返料沖刷風(fēng)帽。3. 返料口耐火澆注臺上表面與水平面夾角在 10°-18°之間。4. 對風(fēng)帽與爐墻交界處的梯形耐火澆注臺改進(jìn)為上表面為斜面。使床料沿斜坡流動形成內(nèi)循環(huán)有效防止積料現(xiàn)象。耐火澆注臺上表面與水平面夾角在 30°-45°之間。

號：ZL2011200922059

單臺鍋爐返料均勻著床改造項(xiàng)目工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

5、實(shí)施入爐煤均勻拋撒

    入爐煤均勻拋撒可以減少爐內(nèi)硝的產(chǎn)生量。采用射流噴嘴技術(shù)對播煤風(fēng)射流方向和風(fēng)箱進(jìn)行調(diào)整。在落煤管處用氣體射流將入爐煤均勻拋撒在料層里可以降低火焰中 HCN 濃度從而減少快速型 NOx 生成量。

ZL2015207063459，一種用于流化床鍋爐給煤口的管式噴嘴組；

采用的技術(shù)介紹：電站循環(huán)流化床鍋爐給煤口一般開在爐膛下部（距床底部 1.2 米左右）,燃煤通過給煤管道進(jìn)入爐膛下部的床料中然后燃燒。給煤管道與水平方向的夾角一般在  60°左右，這樣陡的角度使得燃煤集中落在床料中并形成堆狀不利于快速燃燒，還導(dǎo)致燃燒后的灰渣在煙氣中分布不均勻，燃燒后的灰渣收到爐內(nèi)煙氣壓力從而偏向給煤口所在的爐墻（水冷壁），進(jìn)一步導(dǎo)致該側(cè)水冷壁受到高濃度的灰渣沖刷磨損，嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)磨損泄漏然后停機(jī)檢修，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)?，F(xiàn)行的循環(huán)流化床鍋爐給煤管道及給煤口的吹掃風(fēng)和播煤風(fēng)效果都很差，煤堆積在料層里的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，原因是播煤風(fēng)沒有風(fēng)室和噴嘴表現(xiàn)為強(qiáng)度太弱。現(xiàn)在常用的辦法是在給煤口形成一個(gè)弧形風(fēng)口以加強(qiáng)吹掃 但效果不好。播煤風(fēng)因其起不到播煤作用導(dǎo)致粗煤矸石顆粒長期撞擊給煤 口爐內(nèi)的耐火耐磨材料使其脫落，耐火耐磨材料脫落后水冷壁就裸露出來，裸露的水冷壁管不久就被煤矸石顆粒撞擊磨損泄露，泄露后就得停爐檢修。

    所以，有必要設(shè)置一種噴嘴在給煤口下方形成一股較強(qiáng)的弧形射流將入爐煤吹撒開來，防止大量的入爐煤堆積在靠近爐墻的料層中，進(jìn)一步防止煤燃燒后的灰渣在煙氣中分布不均勻從而防止水冷壁受到高濃度的灰渣沖刷磨損。

    本實(shí)用新型發(fā)明所述的一種用于流化床鍋爐給煤口的管式噴嘴組，它包括給煤管道、原播煤風(fēng)管、爐墻、給煤口、原弧形播煤風(fēng)口、管式噴嘴、播煤風(fēng)箱、料層、管式噴嘴組，其特征是：在給煤口下方設(shè)置管式噴嘴，8 個(gè)管式噴嘴組成管式噴嘴組，管式噴嘴組呈矩形狀，管式噴嘴組內(nèi)置在播煤風(fēng)箱里，播煤風(fēng)箱的體積是原播煤風(fēng)管的數(shù)倍。

    安裝施工方法：1）、將現(xiàn)有流化床鍋爐原播煤風(fēng)管體積擴(kuò)大變?yōu)樾虏ッ猴L(fēng)箱，播煤風(fēng)箱的體積是原播煤風(fēng)管的體積的數(shù)倍。高流速的播煤風(fēng)來風(fēng)在體積較大的播煤風(fēng)箱里流動速度會變小，播煤風(fēng)的靜壓會變大，這樣管式噴嘴兩側(cè)的壓力差會變大從而氣體射流會增強(qiáng)。2）、在現(xiàn)有流化床鍋爐給煤口下方的原矩形播煤風(fēng)口設(shè)置管式噴嘴，對播煤風(fēng)口進(jìn)行改造，對矩形播煤風(fēng)口進(jìn)行尺寸修正。管式噴嘴直徑 28–42mm,壁厚 5mm,材質(zhì)采用耐熱耐磨鋼 0Cr25Ni20。對沒有設(shè)置下部播煤風(fēng)口的鍋爐則增加下部播煤風(fēng)口。3）、  6-8 個(gè)管式射流噴嘴形成管式噴嘴組。4）、管式射流噴嘴組矩形狀，下部 8 個(gè)管式射流噴嘴噴射方向超過布風(fēng)板的縱向中心線200mm。管式噴嘴組在矩形給煤口下方形成一股較強(qiáng)矩形射流將入爐煤吹撒開來，防止大量的入爐煤堆積在靠近爐墻的料層中。5）、管式射流噴嘴組內(nèi)置在播煤風(fēng)箱里。6)、射流噴嘴用碎鋼板連接焊接在風(fēng)箱殼體上。7)、射流噴嘴間的縫隙用碎鋼板填充焊接不漏風(fēng)。

單臺鍋爐入爐煤均勻拋撒改造項(xiàng)目工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

6 分離器效率和返料器改造完善

    返料器返料風(fēng)的壓力、溫度選擇不好不利于脫硝，要對其調(diào)整，必要時(shí)進(jìn)行供氣系統(tǒng)和返料器布風(fēng)板的改造。循環(huán)倍率不當(dāng)不利于脫硝，要對其調(diào)整，進(jìn)行分離器提效改造；用耐火耐磨材料形成水平煙道后部再漸縮。由于分離器入口煙氣速度偏低，通過增加分離器進(jìn)口耐磨料層的厚度，減少進(jìn)口面積增大進(jìn)口煙氣流速。本次改造增加凸臺縮口后，進(jìn)入分離器 入口煙氣流速增加到 26-30m/s，效率有望進(jìn)一步提高。通過分離器入口截面縮小改造后，返料量會大大增加，改造時(shí)按實(shí)際需要的風(fēng)量對返料器返料風(fēng)速進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證松動風(fēng)在保證流化的前提下風(fēng)量Z小，以防反串影響分離器效率，返料風(fēng)可調(diào)性好，以保證返料通暢。 設(shè)置噴嘴組調(diào)整循環(huán)倍率。

單臺鍋爐分離器和返料器改造工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

7 料層低氧燃燒調(diào)整改造

    循環(huán)流化床鍋爐普遍存在著料層富氧燃燒硝量較大的問題，防止結(jié)焦采用較大的一次風(fēng)率和二次風(fēng)大角度向下傾斜是其主要原因。料層氧量偏高會對爐內(nèi)脫硝產(chǎn)生負(fù)面影響，必需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和局部改造，實(shí)施中采用技術(shù)用水氣調(diào)整鍋爐兩側(cè)一次風(fēng)中的氧量，料層低氧燃燒，從而達(dá)到低硝燃燒，可以大幅度降低燃燒中產(chǎn)生的硝量。當(dāng)床溫已經(jīng)較高時(shí)（接近  980℃）調(diào)整循環(huán)灰量使床溫下降不明顯需要增大一次風(fēng)降床溫時(shí)，需要對料層強(qiáng)制降低氧量，增風(fēng)不增氧！實(shí)現(xiàn)低溫低氧燃燒。在鍋爐一次風(fēng)道中設(shè)置噴嘴，使用工業(yè)水、井水、循環(huán)水，降低一次風(fēng)含氧量，抑制床溫，同時(shí)在保證流化效率的前提下，適當(dāng)提高二次風(fēng)率，為二次風(fēng)合理的空氣分級創(chuàng)造條件。

本方案也包括煙氣再循環(huán)，煙氣再循環(huán)系統(tǒng)每年有 6 個(gè)月是可以正常使用的。

    料層低氧燃燒能起到高效降低氮氧化物作用，是在二次風(fēng)噴口改造的基礎(chǔ)之上才能可靠實(shí)現(xiàn)的。究其原因在于循環(huán)流化床本來就中心缺氧，加入水汽后會加劇這種情況，所以必須經(jīng)過二次風(fēng)改造（導(dǎo)流臺和傾角改造）保證爐膛氧量的均勻性。個(gè)別工程由于沒做二次風(fēng)改造，直接加設(shè)煙氣再循環(huán)后燃燒工況變得十分惡劣，CO 排放能達(dá)到 10000ppm 或更高。但是經(jīng)過二次風(fēng)改造的 CFB 鍋爐加設(shè)料層低氧燃燒系統(tǒng)，不僅能改善燃燒， 使整個(gè)燃燒在爐膛高度和水平方向上均勻化。

單臺鍋爐料層低氧燃燒調(diào)整改造工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

8 鰭片上設(shè)置導(dǎo)流板（中部 T 形鰭片焊接）

    針對哪些床溫高、硝量過高的現(xiàn)象，需要調(diào)整爐膛中部吸熱量(同時(shí)考慮中部二次風(fēng)彎管或耐火材料覆蓋引起的水冷壁吸熱量減少)，同時(shí)也能適當(dāng)降低床溫。采用在中部水冷壁鰭片焊接導(dǎo)流板（垂直于鰭片的扁鋼）即 T 形鰭片技術(shù)。當(dāng)床溫已經(jīng)較高時(shí)（接近 960℃）,需要在四面墻中部水冷壁鰭片上焊接導(dǎo)流板增強(qiáng)爐膛上部吸熱量，可影響床溫下降。在水冷壁鰭片上焊接導(dǎo)流板 2-3 米高，導(dǎo)流板用 0Cr25Ni20 扁鋼，6*35， 雙面點(diǎn)焊。

單臺鍋爐中部 T 鰭片焊接改造項(xiàng)目工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

• 對現(xiàn)有 SNCR提效改造

    對現(xiàn)有 SNCR 的噴嘴霧化情況全面檢查，對噴槍布點(diǎn)進(jìn)行分析，確認(rèn)氨水在煙道內(nèi)的均勻性，確認(rèn)煙氣溫度區(qū)域?qū)γ撓醯倪m應(yīng)性（找到Z佳的溫度區(qū)域）。利用噴槍往爐內(nèi)煙氣中噴氨水或尿素的脫硝方法簡稱SNCR，脫硝效率能達(dá)到 60&-80%，這種方法要求煙氣溫度在 1100℃-850℃?，F(xiàn)行的電站循環(huán)流化床鍋爐的多個(gè)脫硝噴槍都設(shè)置在爐膛出口水 平煙道。脫硝噴槍設(shè)置在爐膛出口水平煙道，存在較大的弊端，爐內(nèi)噴氨水或尿素的脫硝方法要求煙氣溫度在 1100℃-850℃，現(xiàn)行的循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中負(fù)荷低時(shí)爐膛出口水平煙道的煙氣溫度低于 850℃導(dǎo)致脫硝效率很低甚至煙氣脫硝不達(dá)標(biāo)。按現(xiàn)行的大氣環(huán)保政策鍋爐煙氣排放物硝不達(dá)標(biāo)鍋爐就得停止運(yùn)行。所以，有必要在循環(huán)流化床鍋爐的脫硝噴槍布置上進(jìn)行改進(jìn)提高脫硝效率，大幅度降低鍋爐排放的煙氣的中的硝，設(shè)計(jì)和推行一種循環(huán)流化床鍋爐的 脫硝噴槍布置系統(tǒng)。提高脫硝效率的方法是在鍋爐爐膛中部布置脫硝噴槍，鍋爐爐膛中部煙氣的溫度在   980℃-850℃，滿足爐內(nèi)噴氨水或尿素的脫硝方法要求，爐膛中部至爐膛出口的高度有 15 米使得噴入爐內(nèi)的氨水或尿素由充足的反應(yīng)空間和反應(yīng)時(shí)間。

號：ZL2016210579231，一種用于循環(huán)流化床鍋爐

的脫硝噴槍布置系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

    本實(shí)用新型目的在于提供一種用于循環(huán)流化床鍋爐的脫硝噴槍布置系統(tǒng)。一種用于循環(huán)流化床鍋爐的脫硝噴槍布置系統(tǒng)，它包括鍋爐爐膛、水平煙道、脫硝噴槍、屏式受熱面、后墻、前墻、弧形霧化氣流，其特征是：在鍋爐爐膛中部的前墻和后墻布置多個(gè)傾斜的脫硝噴槍。 2、前墻和后墻布置的多個(gè)脫硝噴槍都在同一水平面內(nèi)。3、前墻和后墻布置的多個(gè)脫硝噴槍形成對沖，對沖的兩個(gè)脫硝噴槍中心線對照。4、每個(gè)脫硝噴槍向下傾斜，脫硝噴槍與水平面的夾角不大于 30°。5、脫硝噴槍出口的氣流在爐內(nèi)上升煙氣的作用下形成弧形霧化氣流。6、前墻和后墻布置的多個(gè)脫硝噴槍形成對沖，每兩個(gè)對沖的脫硝噴槍的弧形霧化氣流形成一個(gè)W  霧化氣流。7、傾斜的脫硝噴槍伸進(jìn)爐膛內(nèi)  150mm。8、脫硝噴槍前部150mm 段采用耐磨材料 0.5mm 厚，脫硝噴槍采用 Cr25Ni20 耐熱耐磨鋼制造。9、在鍋爐爐膛中部的前墻和后墻布置的多個(gè)脫硝噴槍要避開屏   式受熱面。本實(shí)用新型在鍋爐爐膛中部布置脫硝噴槍，鍋爐爐膛中部煙氣的溫度在 980℃-850℃，滿足爐內(nèi)噴氨水或尿素的脫硝方法要求，爐膛中部至爐膛出口的高度有 15 米使得噴入爐內(nèi)的氨水或尿素由充足的反應(yīng)空間和反應(yīng)時(shí)間。前后墻各 4 個(gè)，在每面墻上二次風(fēng)口布置。

單臺鍋爐對現(xiàn)有 SNCR 提效改造工程量

（數(shù)量為估算不作為工程項(xiàng)目驗(yàn)收內(nèi)容）

10 蘭碳尾氣的低氮燃燒

    在鍋爐前后墻增加 12-20 套蘭碳尾氣燃燒器。實(shí)現(xiàn)分級燃燒。助燃風(fēng)引自一次風(fēng)(有煙氣再循環(huán))。需要在鍋爐中部水冷壁上開孔，每個(gè)開孔切割 2 根管子。

11 運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整

    一些主要運(yùn)行參數(shù)的長期習(xí)慣于偏離優(yōu)化值會對爐內(nèi)脫硝產(chǎn)生負(fù)面影響，主要由業(yè)主配合按照技術(shù)要求調(diào)試：

★ 優(yōu)化調(diào)整一次風(fēng)率；一次風(fēng)率過度偏離，不利于脫硝，需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)

整，建立在入爐煤粒度得到保證，必要時(shí)業(yè)主另外單獨(dú)安裝完全細(xì)篩機(jī)。

★ 優(yōu)化調(diào)整二次風(fēng)配比。

★ 優(yōu)化調(diào)整床溫。床溫偏離幅度過大，如增大一次風(fēng)調(diào)整床溫極不利于脫硝，必需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。對絕熱式分離器采用溫風(fēng)流化技術(shù)，調(diào)整循環(huán)倍率對床溫偏離進(jìn)行糾正，對返料器進(jìn)行改造調(diào)整循環(huán)倍率。

★ 優(yōu)化調(diào)整煙氣氧量?？刂茻煔庋趿考罢_判斷，照顧到爐內(nèi)脫硫。

★ 優(yōu)化調(diào)整床壓。適當(dāng)調(diào)整料層，調(diào)試料層對床溫和 Nox 排放的影響。

★ 優(yōu)化調(diào)整循環(huán)倍率；通過運(yùn)行調(diào)整或采取加灰措施調(diào)整循環(huán)倍率，影響床溫。在以上各個(gè)調(diào)整中觀察煙氣中 NOx 的變化，找到各個(gè)參數(shù)對煙氣中NOx 的影響，Z后制定Z佳的有利于脫硝的運(yùn)行參數(shù)。

附件 國家技術(shù)支撐

ZL 2011200718979，流化床二次風(fēng)噴口上部導(dǎo)流臺；

ZL2013208604918，一種循環(huán)流化床鍋爐中部風(fēng)爐膛；

ZL2016209239099，一種用于循環(huán)流化床鍋爐的多縫隙送風(fēng)裝置；

ZL2017206666566，一種氣體粉末發(fā)送裝置；

ZL2011200922059，循環(huán)流化床鍋爐密相區(qū)導(dǎo)流臺；

ZL2015207063459，一種用于流化床鍋爐給煤口的管式噴嘴組；

ZL2015207063444，一種用于流化床鍋爐的二次風(fēng)向偏轉(zhuǎn)裝置；

ZL200720089314.9，循環(huán)流化床鍋爐垂直水冷壁防磨槽； ZL2011200815790，流化床鍋爐床上一次風(fēng)爐膛；

ZL2011203222195，一種籠式滾筒鋼球細(xì)碎機(jī)；

ZL2016201007483，一種篩分式螺旋輸送裝置；

ZL2016201336175，一種篩分式破碎機(jī)；

ZL2011200815841，用于流化床鍋爐管排的梳形肋片；

ZL2007200923036，循環(huán)流化床鍋爐п、E 型鰭片；

ZL2016204148661，一種用于循環(huán)流化床鍋爐的低硝燃燒系統(tǒng)；

ZL201110100247.7，一種流化床鍋爐床料的蒸汽加熱方法（發(fā)明）；

ZL201120322234.X，一種流化床鍋爐床料的煙氣加熱系統(tǒng)； ZL 201110054610.6，流化床鍋爐無油點(diǎn)火方法（發(fā)明）。

案例分析：

    山西右玉電廠 2 臺 330MW1178t/hCFB 循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒改造（張全勝攜 45 項(xiàng)進(jìn)行技術(shù)支持），負(fù)荷到 245MW 時(shí)純低氮燃燒煙氣氮氧化物濃度41mg/Nm3,輕松實(shí)現(xiàn)無尿素脫硝超低排放！歡迎業(yè)內(nèi)人士考察。

    內(nèi)蒙達(dá)拉特新能能源集團(tuán)公司電廠（汽水車間）實(shí)施 SNCR 脫硝 3-4個(gè)月后，出現(xiàn)省煤器嚴(yán)重積灰發(fā)展到堵灰。鍋爐燃燒劣質(zhì)煙煤。2015     年3 月邀請中電聯(lián)原 CFB 首席專家張全勝去現(xiàn)場解決問題，做技術(shù)診斷， 講課與交流，出方案；4 月實(shí)施改造第一臺鍋爐，至 9 月 3 臺鍋爐皆改造調(diào)整調(diào)試好;3 臺 CFB 鍋爐 SNCR 脫硝的氨水耗量皆等于零！

    云南宣威磷電公司電廠 3 臺 240t/hCFB 鍋爐在 2009 年實(shí)施中部風(fēng)改造后，沒有上 SNCR 系統(tǒng)煙氣中 NOx 自然在 180mg/Nm3 以下?。ó?dāng)時(shí)張全勝任磷電公司總經(jīng)理助理分管電廠）。

張全勝 45 個(gè)技術(shù)支持的陜西府谷縣京府煤化公司熱電廠130t/h 中溫分離差速床 CFB 鍋爐低氮燃燒成功改造在滿負(fù)荷且不投入氨水的情況下煙氣氮氧化物濃度折算后 60mg/Nm3!(當(dāng)?shù)丨h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)煙氣氮氧化物濃度 100mg/Nm3)輕松實(shí)現(xiàn)無氨水煙氣脫硝達(dá)標(biāo)排放。少量投點(diǎn)氨水就可以達(dá)到 50mg 以下的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。( 改造前煤泥占 30%，鍋爐負(fù)荷 132t/h,氨水量 0m3/h(斷掉氨水),Z高床溫 968,煙氣氧量 4.51/8.43(低過后/煙囪處),煙氣氮氧化物濃度高達(dá) 300/366mg/Nm3(實(shí)測值/折算后)，改造后斷掉了氨水年節(jié)約 200 余萬元氨水采購費(fèi)用)!

附件 CFB 煙氣脫硝超低排放或超低氨耗改造技術(shù)特點(diǎn)

    爐內(nèi)深度低氮燃燒技術(shù)（DLNC），強(qiáng)調(diào)爐內(nèi)深度低氮燃燒脫硝；爐內(nèi)深度脫硝的深度表現(xiàn)在二次風(fēng)深度分級、較低一次風(fēng)率、深度的料層低氧燃燒技術(shù)、深度的料層飛灰催化燃燒技術(shù)；還表現(xiàn)在追求爐內(nèi)脫硝效率的Z大化（60-70%與床溫有關(guān)），但不刻意追求爐內(nèi)  脫硝效率的Z大化這是為了照顧到 SNCR 系統(tǒng)正常脫硝需要的煙氣溫度和氧量?！癉LNC+SNCR 提效”才能保證  CFB 鍋爐煙氣脫硝超低排放。

爐內(nèi)深度低氮燃燒技術(shù)（DLNC），技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

★ 二次風(fēng)深度分級燃燒

★  料層飛灰催化燃燒

★  深度料層低氧燃燒

★ 較低一次風(fēng)率

★ 優(yōu)化爐內(nèi)物料流態(tài)化狀況(對風(fēng)帽和布風(fēng)板改進(jìn)提供技術(shù)支持)

★ 改善著火燃盡特性（粒度調(diào)整、燃煤均勻拋撒和返料均勻著床技術(shù)）

★ 五大循環(huán)（內(nèi)、外、底渣、飛灰、煙氣）

★ 五口改造（風(fēng)帽出風(fēng)口、二次風(fēng)口、燃煤入口、播煤風(fēng)口、返料口）

★ 五大均勻（一次風(fēng)、二次風(fēng)、燃煤、返料、煙溫）

★ 放灰加灰（調(diào)整循環(huán)倍率影響床溫）

★ 三消二降（消除局部富氧、降低普遍富氧、消除局部缺氧、消除局部高溫、降低普遍高溫）

★ 還原區(qū)有效降氮高度與氧化區(qū)高效脫硫脫硝（SNCR）

★ 熱量再循環(huán)維持床溫

★ 煙道送風(fēng)與噴水（兼顧脫硫）

DLNC 煙氣脫硝超低排放系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)還集中表現(xiàn)在：

一個(gè)突出、兩者結(jié)合、三項(xiàng)兼顧、四個(gè)均勻、五口改造、六種循環(huán)。

1 ）. 突出深度超低氮燃燒技術(shù)

深度低氮燃燒技術(shù)區(qū)別于普通的低氮燃燒就在于深度和高效，維持鍋爐穩(wěn) 定 燃 燒 前 提 下 的 爐 內(nèi) 脫 硝 效 率 高 達(dá)   70% 左 右 。

2）. 兩者結(jié)合原則

堅(jiān)持深度低氮燃燒與 SNCR 提效相結(jié)合，深度超低氮燃燒必須與SNCR  提效結(jié)合才能達(dá)到煙氣脫硝超低排放。單打獨(dú)斗是無法做到煙氣脫硝超低排放。這里要強(qiáng)調(diào)過低的床溫和過低的氧量對應(yīng)的低氮燃燒煙氣脫硝排放值雖然很低，但是這是以犧牲鍋爐設(shè)計(jì)燃燒效率為前提的，是以犧牲SNCR  不反應(yīng)為前提的Z終達(dá)不到超低排放要求，業(yè)主是不答應(yīng)的，業(yè)主是難以接受的。

3）.三項(xiàng)兼顧

深度低氧低溫燃燒：

要兼顧到到床溫滿足 SNCR 反應(yīng)溫度窗使 SNCR 能正常發(fā)揮作用； 要兼顧到床溫和氧量滿足鍋爐設(shè)計(jì)燃燒效率；要兼顧到對爐內(nèi)脫硫喜氧的影響。

低氮燃燒改造后，爐膛上部的燃燒份額會提高，爐膛出口煙氣溫度與床溫相差很小，這更加有利于實(shí)現(xiàn)后期 SNCR 所要求的溫度窗口和飛灰的燃盡。

低負(fù)荷時(shí)采用 SNCR 中部噴槍，確保 SNCR 所要求的溫度窗口，同時(shí)此溫度窗口區(qū)域氧量充足，使 SNCR 發(fā)揮的效率Z高。

4）.四個(gè)均勻流化的均勻。

給煤的均勻拋撒。物料與煙氣氧量的均勻。返料的均勻著床。

通過四個(gè)均勻達(dá)到物料與煙氣的溫度均勻，溫度均勻的目的在于消除局部高溫引起的硝量峰值，實(shí)現(xiàn)理想的 880～940℃Z佳低氮溫度環(huán)境。局部氧量均勻維持了爐內(nèi)密相區(qū)整體低氮環(huán)境還原性氣氛。

5）.五口改造風(fēng)帽出風(fēng)口。二次風(fēng)口。 燃煤入口。 播煤風(fēng)口。 返料口。

通過以上五口改造，消除局部富氧、降低普遍富氧、消除局部缺氧、消除局部高溫。

6）.六種循環(huán)內(nèi)循環(huán)。

外循環(huán)，底渣再循環(huán)，飛灰再循環(huán)，煙氣在循環(huán)，熱量再循環(huán)。

通過以上六種循環(huán)，解決鍋爐高、低負(fù)荷下的床溫超高或超低嚴(yán)重影響煙氣脫硝超低排放效果的問題。

電廠 CFB 深度低氮燃燒(DLNC) --------------------------------------煙氣脫硝超低排放改造方案

附：燃燒過程中 NOx 的三大生成原理

    燃燒過程中 NOx 的生成機(jī)理比 SO2 要復(fù)雜得多，煙氣中 NOx 的濃度也不象SO2 那樣可以由煤的含硫量計(jì)算得出，其生成量與燃燒方式特別是燃燒溫度和過?？諝庀禂?shù)密切相關(guān)NOx 是 NO 和 NO2 的統(tǒng)稱,燃煤電廠煙氣中的 NOx 主要是煤燃燒產(chǎn)生的。通常,燃燒生成的 NOx 由超過 90 %的 NO 和小于 10 %的 NO2 組成。依據(jù)氮氧化物生成機(jī)理,可分為熱力型、燃料型和快速型 NOx 3 類,其中快速型 NOx 生成量很少,可以忽略不計(jì)。

燃燒過程中 NOx 的生成有以下 3 種途徑（生成機(jī)理）：

（1）燃料型 NOx (Fuel NOx)

    由燃料中的氮化物熱分解后氧化產(chǎn)生。燃料型 NOx 指的是燃料中的有機(jī)氮化物在燃燒過程中生成的   NOx   ,其生成量主要取決于空氣燃料的混合比。燃料型NOx 約占燃燒過程中 NOx 總生成量的 75 %～90 %。對常規(guī)燃煤鍋爐而言, NOx主要通過燃料型生成途徑而產(chǎn)生！。

    產(chǎn)生燃料型 NOx 的量與燃料的含氮量有關(guān)。煤中氮在 0.4~2.9％之間，以環(huán)狀含氮化合物如吡啶、喹啉、吲哚等形式存在。燃煤過程中大約有 20～80%的氮轉(zhuǎn)化為 NOx，其中 NO 占 90～95％，NO2 是由一部分 NO 在火焰帶下游或排放后轉(zhuǎn)化形成的。煤炭燃燒過程中生成的 NOx 主要起源于煤中含氮的燃料型 NOx，約占 75～90％。

    燃料型 NOx 的生成機(jī)理非常復(fù)雜，它的生成和破壞過程與燃料中的氮分受熱分解后在揮發(fā)分和焦炭中的比例有關(guān)，隨溫度和氧分等燃燒條件而變。氮化合物首先轉(zhuǎn)化成能夠隨揮發(fā)分一起從燃料中析出的中間產(chǎn)物如氰（HCN）、氨（NH3）和 CN，這部分氮稱之為揮發(fā)分 N，生成的 NOx 占燃料型 NOx 的 60％~80％。而殘留在焦炭中的含氮化合物稱之為焦炭 N。圖 1 是煤中的氮轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分 N 和焦炭 N 的示意圖。

(張全勝:壓減一次風(fēng)量使料層低氧、同時(shí)低溫燃燒可減少生成量，床溫則主要依   靠循環(huán)灰的調(diào)節(jié)調(diào)整)

     根據(jù)市場買賣行情，多采購含氮量低的煤，可以降低脫硝成本，結(jié)合爐內(nèi)   低氮燃燒可以預(yù)防省煤器堵灰！。

（2）熱力型 NOx (Thermal NOx)

    空氣中的 N2 在高溫下氧化而成。熱力型 NOx 是指當(dāng)爐膛溫度在 1350 ℃以上時(shí),空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卤谎趸?NOx ,當(dāng)溫度足夠高時(shí),熱力型 NOx 可達(dá)20 %。在溫度低于 1300 ℃時(shí),幾乎沒有熱力型 NOx。

    熱力型 NOx 是燃燒時(shí)空氣中的 N2 和 O2 在高溫下生成的 NO、NO2 的總和。其生成特點(diǎn)是生成反應(yīng)比燃燒反應(yīng)慢，主要在火焰帶下游的高溫區(qū)生成   NOx。其反應(yīng)方程式如下：

N2+O=NO+N （1） N+O2=NO+O （2） N+OH=NO+H （3）

    一些基礎(chǔ)燃燒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，溫度<1350℃時(shí)，燃料型 NOx 幾乎占 100％； 當(dāng)溫度為 1600℃時(shí)，熱力型 NOx 占 25～30％。熱力型 NOx 的生成比燃燒反應(yīng)慢， 因此，加速燃燒過程能夠有效的抑制熱力型 NOx 的生成。（張全勝：流化床燃燒方式是碳粒在 20-40 米高度內(nèi)運(yùn)動中都存在著燃燒放熱（屏式受熱面吸熱后煙溫降得并不多證明了這一點(diǎn)），無法實(shí)現(xiàn)加速燃燒，只有運(yùn)行控制實(shí)現(xiàn)低氧、低溫燃燒才能減少硝的生成量；當(dāng)床溫在 1300 ℃以下時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐幾乎沒有熱力型 NOx，但仍要控制床溫不超過 930℃)。

（3）快速型 NOx (Prompt NOx)

    由空氣中的 N2 與燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)(CH 等)反應(yīng)產(chǎn)生?？焖傩?NOx 指燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)(CH)等反應(yīng)而生成 NOx。碳?xì)浠剂显诟蝗剂先紵龝r(shí)，反應(yīng)區(qū)附近會快速生成 NOx。它是燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的烴(CH、CH2、CH3 及 C2)離子團(tuán)撞擊燃燒空氣中的 N2 生成 HCN、CN，再與火焰中產(chǎn)生的大量O、OH 反應(yīng)生成 NCO，NCO 又被進(jìn)一步氧化成 NO。此外，火焰中 HCN 濃度很高時(shí)存在大量氨化合物(NHi)，這些氨化合物與氧原子等快速反應(yīng)生成 NO?？焖傩?NOx 是由 CHi 自由基和 N2 分子反應(yīng)生成 HCN，HCN 又經(jīng)其后的數(shù)個(gè)基元反應(yīng)被氧化而成。隨煤進(jìn)入高溫料層的超氧可以快速離解成活性氧原子[O]，  使得燃燒氛圍中活性氧原子[O]的濃度高，從而可以促使 CHi 自由基的氧化反應(yīng)， 抑制了 CHi 自由基和 N2 的反應(yīng)，從而達(dá)到減少快速型 NOx 的目的?？梢?，超氧能夠起到有效抑制部分 NOx 生成的作用，從而降低有害氣體排放量和工廠生產(chǎn)過程中尾氣處理成本，為用戶形成更好的綜合效益。在這 3 種 NOx 生成途徑中,快速型 NOx 所占的比例不到 5%;所以快速型 NOx生成量很少,可以忽略不計(jì)。

(張全勝: 二次風(fēng)分級、低氧燃燒、煤拋撒開（降低火焰中 HCN 濃度）、超氧噴射可減少生成量）

以上內(nèi)容由超低排放技術(shù)廠家連云港晟源（集團(tuán)）科技有限公司提供