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3×75t/h循环流化床CFB锅炉低氮燃烧改造

北极星环保网来源:循环流化床发电2018/10/22 10:46:35我要投稿

2.3采用ROFA对二次风系统进行改造

本次改造采用ROFA对二次风进行空气分级,保证二次风穿透力的情况下,增强密相区还原性气氛,降低NOx的排放。具体改造方案如下:

将原有布置于密相区的二次风3层喷口布置,改为上下共2层布置,同时上层布置于稀相区,下层布置于过渡区,既保证了锅炉的稳定充分燃烧,又保证了空气分级燃烧的效果。设计二次风量占锅炉总风量的50%,其中上层二次风风量占锅炉总风量25%,下层二次风风量占锅炉总风量25%。二次风喷口采用本公司专利产品ROFA集成喷射箱,同时通过集成喷射箱内不对称设计的喷口将热二次风高速喷射到炉膛,使热二次风在锅炉上部空间产生强烈的旋转涡流并在炉内形成分级燃烧,这样不仅提高了锅炉的燃烧效果,同时也达到脱硝的目的。改造后的布置图见图3和图4。

2.4增设烟气再循环烟气

再循环技术就是从锅炉尾部烟道引入烟气充当一次风的角色,通过管道等设备将其输送到炉膛适当部位参与燃烧。由于其含O2量比较低,相当于变相减小了一次风占比,保证物料在密相区处于还原性气氛下燃烧,从而有效降低床温。而烟气再循环如果配合二次风分级,则可使二次风在炉膛内分级燃烧效果更明显,达到更进一步低氮排放的目的。

国电吉林龙华蛟河热电厂3台75t/h锅炉一次风量占总风量的60%,二次风占总风量的40%,一次风量较大。本次改造在炉膛出口氧量一定的情况下,不降低一次风量、保证床料正常流化的基础上,降低一次风中的氧量份额、增加二次风总量。由于底部一次风中的含氧量减少,抑制了密相区的燃烧强度,同时由于二次风喷口分层布置,增大了密相区还原气氛,抑制了NOx的生成。

2.5分离器入口烟道改造

本方案对分离器入口烟道进行优化改造,以保证足够的分离效率,抑制床温,降低NOx排放浓度。锅炉原分离器喉口尺寸为850mm×2400mm,喉口处流速约22m/s。现对分离器喉口处烟道进行改造,将原宽度850mm改为700mm,使喉口处烟气流速加速到28m/s,提高分离器入口烟气流速,从而提高分离器分离效率。

2.6返料系统优化改造

锅炉原返料器前后布风板共用一个风室,这就造成两者风量基本相同。为了保证旋风分离器立管下灰的通畅性,根据实际需要,后者风量应小于前者所需风量。因此,本方案对原返料风室进行改造,以保证整个返料系统处于最佳工作状态。具体改造措施如下:a)返料风机采用罗茨风机替换原返料风机,每台炉各新设2台罗茨风机(压头H=19.6kPa,风量Q=15.28m3/min),1用1备;b)拆除原有返料床的布风板,对原有返料床进行整改,布置29个/排×2排=58个风帽;c)对返料风室和风帽进行改造,加强返料的流态化。

2.7水冷床布风板及风帽改造

开孔率是流化床锅炉设计的一个重要参数,水冷床布风板上所形成的压力降与设置在其上风帽的开孔率平方成反比,通常来讲,如开孔率越高,则布风板上所产生的阻力就会越小。当布风板阻力太小时,则会使得气流通过时产生较小的压降,这样就会出现以下两种情况:a)当气流通过床层局部物料较稀、阻力较小的区域时,则会产生局部位置处的床层物料“吹空”现象;b)当气流通过物料较密、阻力较大的区域时,则会造成床层物料“压实”现象[5-6]。这两种情况的出现就造成了物料流化效果较差从而导致锅炉启动困难或炉膛内床温部分区域温度较高,最终影响到锅炉负荷无法达到设计要求。

针对以上这些情况,此次改造采取了一些具体的改造措施,具体改造内容如下:a)流化风进入水冷风室的方式维持不变;b)水冷床风帽进行重新布置,更换新型钟罩式风帽,补焊中间的鳍片钢板;c)根据现有水冷床尺寸调整间距,进行开孔布置风帽。

2.8给煤口及播煤风优化改造

CFB锅炉给煤口设计对炉内煤颗粒的燃尽度起到至关重要的作用,它将影响锅炉的飞灰可燃物的含量、炉渣可燃物的含量和床温等参数。根据国内、外主流流化床锅炉给煤系统的设计经验,给煤口的高低取决于布风板的面积大小。

本次改造方案中,根据二次风口布置情况重新设计给煤口高度,并对播煤风的结构进行设计优化,完善播煤风增量、冷一次风源引入及喷口托底播煤风优化改进确保入炉煤播煤效果良好,在确保燃尽效果的前提下,降低燃料中NOx的生成量。

a)调整原有给煤口高度,调整后给煤口标高距离布风板约2m;b)对原有给煤口进行盲堵,再在膜式壁新开给煤口,并重新浇筑;c)原有锅炉的播煤风位于两处,一处位于给煤机出口直管段至垂直落煤段拐点处,一处位于落煤管至落煤口之间。本次改造引入冷一次风源,在落煤口底部水平增加一路播煤风。

3改造后锅炉运行效果

a)锅炉出力由原来60t/h~62t/h达到75t/h,满足设计出力;b)在锅炉50%~100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)工况范围内,NOx最终排放浓度一般稳定在150mg/Nm3(标干,6%O2)以下,达到了NOx排放要求;c)炉内温度稳定在850℃~900℃,炉膛出口、返料温度与床温差值在50℃以内;d)烟气停留时间延长约15%左右,提高换热效率,保证燃烧更加充分;e)二次风刚性加强、主燃区空气动力场组织改善,结焦情况改善。

4结语

通过国电吉林龙华蛟河热电厂3台75t/hCFB锅炉低氮燃烧优化项目的改造及运行。本次改造不仅达到了国家脱硝排放的环保要求和实现了锅炉燃烧效率的进一步提高;同时还减轻了炉内结焦情况,降低了烟气中飞灰含碳量和底渣含碳量,为以后的工程开展奠定了一定的理论和实践基础。尽管锅炉低氮燃烧优化是一个复杂的炉内燃烧过程,但随着理论研究和实践的不断深入和国家对节能减排工作的重视和支持,低氮燃烧优化改造技术在接下来几年,将会迎来一个更好的发展契机。

延伸阅读:

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