“分拉垂直亲和浓淡煤粉”立体分级低氮燃烧技术在大唐国际运电2
“分拉垂直亲和浓淡煤粉”立体分级低氮燃烧技术在大唐国际运电2号锅炉的应用实践
发表时间：2019-09-12T09:53:17.547Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：马学杰[导读] 摘要：山西大唐国际运城发电有限责任公司2号锅炉大修后采用“分拉垂直亲和浓淡煤粉”立体分级低氮燃烧技术。
大唐国际运城发电有限责任公司山西运城 044602摘要：山西大唐国际运城发电有限责任公司2号锅炉大修后采用“分拉垂直亲和浓淡煤粉”立体分级低氮燃烧技术。改造后氮氧化物（NOx）排放浓度有明显改善，下降幅度达45%-50%；在NOx排放量得到大幅度降低的同时，燃烧效率提高0.22%左右。
关键词：低氮；燃烧器；氮氧化物（NOx）；烟温 1项目背景
山西大唐国际运城发电有限责任公司一期工程安装两台600MW亚临界控制循环汽包锅炉。1、2号炉分别在2007年9月和11月投产。2011年9月22日中国环境保护部正式下发《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2011）。标准要求现有电站锅炉从2014年7月1日起，新建锅炉从2012年1月1日起执行NOx排放浓度100mg/Nm3的标准，根据《山西省人民政府关于下达山西省燃煤电厂烟气脱硝限期治理任务的通知》（晋环函【2011】60号）要求，截至2012、2013年分别完成2台机组（1、2号机组）烟气脱硝改造工作；2012年9月-11月对2号锅
炉进行低氮燃烧器改造。 2改造前情况
2.1改造前机组概况
山西大唐国际运城发电有限公司2×600MW机组锅炉的最大连续蒸发量为2080t/h，锅炉属于亚临界参数、强制循环、单炉膛、四角切圆燃烧、运转层以下封闭、干式排渣。制粉系统采用中速磨正压冷一次风直吹式制粉系统，每台炉配6台ZGM113G型磨煤机，5台运行，1台备用。
2.2燃烧系统介绍 1、2号锅炉采用四角切向布置摆动式直流燃烧器，燃烧系统采用了美国ABB-CE公司的第一代低NOx燃烧技术，顶部设置两层紧凑型燃烬风，燃烧器采用分组拉开式布置及合理配风形式，可有效控制NOx排放量（炉膛结构、燃烧器设计参数分别见表2-1与表2-2，燃烧器布置见图2-1与图2-2）。
燃烧器采用CE传统的大风箱结构，由隔板将大风箱分隔成若干风室，用调节挡板来控制各层二次风量。各风室内设有导流板，防止通过燃烧器风箱的二次风产生过大的涡流，减少阻力损失，改善由于在燃烧器风箱内气流转向所引起的气流偏斜，从而保证炉膛内形成良好的空气动力场。二次风主要由周界风（燃料风）、辅助风及燃烬风三部分组成。
周界风：布置在一次风喷口周围，即燃料风，共六层风室。为防止炉膛结焦，燃烧器采用了较小的单只喷嘴热功率，煤粉喷嘴的周界风为非对称型式，在喷嘴出口的向火面为小周界风量，背火面为大周界风量，其目的是增加水冷壁附近的氧化性气氛，防止燃烧器区域的结焦。另外，在燃烧器上下各设有50mm高的防焦风。
辅助风：与一次风相间布置，起主二次风的作用。辅助风由挡板开度由大风箱内风压与炉膛的压力差来决定。燃烧器设有11层辅助风室和三层油风室。其中，上端部空气风室一个，中间空气风室八个，空风室一个，下端部空气风室一个。锅炉正常运行时关闭上二层油风室起到分级和拉开的作用。
燃烬风：布置在顶层燃烧器的上面，属紧凑型燃烬风。燃烬风有两层，设计成反切，水平方向可作±12°的摆动，以平衡主燃烧器的旋转动量矩，而达到减少炉膛出口烟温偏差之目的。另外，采用了较大的燃烬风率，来控制NOx的排放量。
直流燃烧器：燃烧器采用水平浓淡煤粉燃烧技术，利用煤粉进入燃烧器一次风喷嘴体经百叶窗的分离作用，将一次风气流分离成浓淡两部分，两部分之间用垂直隔板分开，燃烧器出口处设有带波纹形的稳燃钝体。煤粉浓淡分离和稳燃钝体的配合使用，可提高低负荷的稳燃特性。
假想切园的旋向：为降低NOx排放，改善炉膛出口动力场和温度场的偏差，一次风、二次风及燃烬风喷口采取不同的射流方向布置。燃烧器一次风、油风室及二次风射流中心线与侧墙水冷壁中线线夹角分别为39°和47°，在炉膛中心形成逆时针旋向的两个直径稍有不同的假想切园。为了削弱炉膛出口烟气的旋转强度，减小四角燃烧引起的炉膛出口烟温偏差，燃烬风室被设计成反切，使其喷嘴出口中心线同主喷嘴中心线成12°的夹角，其目的就是要形成一个反向动量矩，来平衡主燃烧器的旋转动量矩，从而减少炉膛出口烟温偏差。
燃烧器摆角：燃烧器一次风喷嘴可作上下20°摆动，二次风喷嘴可作上下30°摆动，以调节炉膛内各辐射受热面的吸热量，从而调节再热汽温。水平摆动燃尽风室可作±12°的摆动，以此来改变反切动量矩，达到最佳平衡炉膛出口烟温效果。与此相适应，在燃烧器高度方向上，根据燃烧器可摆动的特点，考虑到燃烧器向下摆动时，保证火焰充满空间和煤粉燃烧空间，从燃烧器下排一次风口中心线到冷灰斗拐角处留有较大的距离5.62m，为了保证煤粉的充分燃烧，从燃烧器最上层一次风口中心线到分割屏下沿（即炉膛出口）设计有较大的燃烬高度20.0m。
2.3改造前设备运行参数情况 2号锅炉改造前600MW、450MW和330MW负荷下锅炉热效率分别为9
3.83%、93.74%和9
4.20%；省煤器出口折算后含尘浓度介于30~46g/Nm3，受入炉煤灰份和热值影响较大；二氧化硫（6%O2，dry）浓度在2500~5000mg/Nm3内变化，受入炉煤含硫量和负荷影响较大；NOx（6%O2，dry）（以NO2计）的浓度范围为674.1~806.7 mg/Nm3（2011年苏州热工院热力性能试验值）。锅炉主要设计参数见附表1。
3 改造目标
燃烧器改造完成后，要达到下述目标：锅炉原有的性能设计参数，如出力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、锅炉效率；过热器减温水流量不超过原设计值；再热器减温水流量不超过基准试验值；在450-600MW负荷，省煤器出口CO含量＜100ppm，NOX（以NO2计）排放量<300mg/Nm3（O2=6%）、飞灰含碳量不大于1.5%。改造后要求不降低锅炉原有的燃煤适应性。
改造后一个A级检修周期（6年）内燃烧器不发生因磨损、高温等原因造成的任何部件的更换，并不发生因磨损等原因造成的煤粉泄漏。
4 改造方案及实施