CFB锅炉低氮燃烧与SNCR联合脱硝技术

北极星环保网讯:本文针3台75t/hCFB锅炉NOx初始浓度达到450~500mg/m3的现状，对目前低氮燃烧主流技术进行了筛选，确定空气分级燃烧与SNCR结合作为最终脱硝工艺，分别对三台74t/hCFB锅炉进行改造，取得了满意效果。不仅在50~110%的锅炉负荷范围之内都能达标排放，而且氨水消耗量仅20-40L/h，有效地降低了脱硝运行成本。

1、方案的提出

NOx是一种主要的大气污染物质，它与碳氢化合物可以在强光作用下成光化学污染，排放到大气中的NOx是形成酸雨的主要原因，严重危害生态环境。根据最新修订的《火电厂大气污染物排放》（GB1322-2011），新建电厂或者重点地区需达到100mg/m3的排放标准。

尽管CFB锅炉因其中温燃烧、炉膛内还原性较强等特征，原始NOx排放水平较低。但在已经投用的CFB锅炉由于设计标准不同，一般排放水平都在300mg/m3左右。我厂三台75T/H次高温次高压循环床锅炉系无锡锅炉厂生产，排放水平在400-450mg/m3左右，燃用某些高挥发份煤种时，正常会达到500mg/m3以上的排放水平。

若采用选择性催化还原法（SCR），尽管脱硝效率高，但系统过于复杂、场地布置困难、改造周期长、运行成本高，企业难以接受；若采用选择性非催化还原法（SNCR）运行费用低、原理简单、硬件工艺成熟，但脱硝效率低，对反应温度窗口依赖性强。

尤在其热电厂受供热负荷影响，锅炉负荷波动较大，极易引起炉膛出口温度波动。要保持较高的脱硝效率有较大困难。所以必须先进行低氮燃烧改造，降低初始NOx浓度，再采用SNCR脱硝工艺，最终做到达标排放，应该是较为理想的脱硝改造方案。

2、低氮燃烧技术筛选

CFB锅炉低氮燃烧技术改造的思路是想尽一切办法，采用必要的手段增加中间燃烧的氧量，减少燃烧区两端的氧量，这同煤粉炉低氮改造思路相反，煤粉炉是增加燃烧区两端的氧量，减少中间氧量。针对CFB锅炉设计特点，目前低氮燃烧主流技术主要有烟气再循环低氮燃烧改造、空气分级燃烧改造技术、燃料分级燃烧技术、低氮燃烧器改造等。

2.1烟气再循环低氮燃烧改造原理

根据CFB锅炉低氮改造的总思路是增加中部氧量，减少两端氧量，由此而引入烟气再循环设计思路，即从引风机出口或者从空预出口接一根管子到一次风机进口，进口位置选择在调节挡板后，这样烟气与空气可以分别进行调节。在该管路上也可以设计增压风机，也可以不设计，设计增压风机最大的好处可以对烟气再循环量进行调节控制，便于运行调节。

这样改造目的是在原一次风总量不变情况下减少了一次风的氧量，从而减少CFB锅炉底部的燃烧强度，将该部分减少的一次风增加到二次风上，在保持总氧量不变的情况下实现了一次风量减少，二次风量增加的目的。

再对二次风系统进行适当改造：如增加二次风速，将氧输送到需要补氧的位置，实现了增加中部氧量，减少两端氧量，加强燃烧中部的目的。缺点是补充部分烟气量会使烟气总量增加，会使烟速增加，增加磨损，另外一次风氧量降低后缺氧燃烧会产生CO，会降低锅炉效率。

2.2空气分级燃烧低氮燃烧改造原理

所谓空气分级燃烧低氮燃烧技术就是优化二次风配风。在这以前二次风的设计除补氧功能以外，主要考虑增加该位置的扰动，强化燃烧，提高锅炉效率。如无锡锅炉生产的UG-75/5.3-M19锅炉二次风设计位置离布风板第一层喷嘴的距离为1.3m，第二层喷嘴的距离为1.7m，二次风的出口速度V≥70m/s。而现在为了低氮燃烧，降低NOx的初始浓度，现在的二次风设计应该是补氧为主，体现氧量两头少中间大的总体设计思路，所以二次风位置尽可能提高。

另外，二次风位置上移之后，还应该降低一次风的阻力，改造风帽，实现低床料运行，将一、二次风的分配比例由原来的60：40调整为50：50或者45:55，做到炉膛垂直方向风量分布均匀、氧量基本一致，在炉膛水平面上也做到氧量均布，使分层燃烧更合理，降低床温，抑制NOx的产生，实现空气分级燃烧。

至于燃料分级燃烧技术，低氮燃烧器改造，不适合CFB锅炉。所以我们通过技术方案筛选，决定采用空气分级燃烧技术作为最终低氮燃烧改造方案。

3、空气分级燃烧改造和SNCR组合的改造案例

3.1空气分级燃烧低氮改造

空气分级燃烧改造，由无锡锅炉厂负责设计

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