大型電站鍋爐深度低氮燃燒耦合SNCR和SCR脫硝研究.pdf

1、大氣中的氮氧化合物主要來源于工業(yè)污染、生活污染和交通污染。在我國(guó)，有65％左右的NOx是由煤粉燃燒所產(chǎn)生的，煤粉鍋爐產(chǎn)生的NOx又占煤粉燃燒排放總量的80％左右。從1998年到2007年，我國(guó)燃煤電廠NOx排放總量逐年增長(zhǎng)，因此，降低燃煤鍋爐的NOx排放是十分緊迫的環(huán)保任務(wù)。
　　 本文以降低燃煤鍋爐NOx的排放為主線，研究了低氮燃燒器改造，爐內(nèi)空氣分級(jí)以及煙氣后處理技術(shù)等各種降低鍋爐NOx排放的方法，采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法研

2、究了各種低NOx方案的特點(diǎn)，脫硝效率，對(duì)鍋爐蒸汽參數(shù)的影響等。
　　 本文首先實(shí)驗(yàn)研究了300MW鍋爐采用低NOx燃燒器和爐內(nèi)空氣分級(jí)對(duì)NOx排放的影響。在爐膛的上部加設(shè)了三層SOFA風(fēng)，將二次風(fēng)風(fēng)量的20％由SOFA風(fēng)噴口噴出，使得主燃燒器區(qū)域的處于缺氧狀態(tài)，燃燒溫度較低而且處于還原性氣氛，使得NOx排放降低。本次改造可在不降低鍋爐效率的情況下，顯著的降低NOx排放，NOx排放從850mg/m3降低到425 mg/m3，脫硝效

3、率達(dá)50％左右。
　　 其次，研究了不同負(fù)荷下的SOFA風(fēng)擺動(dòng)對(duì)爐內(nèi)溫度、NOx排放和鍋爐效率的影響:(1) SOFA的擺動(dòng)對(duì)爐內(nèi)的溫度場(chǎng)影響不大;(2)在300MW負(fù)荷時(shí)，SOFA風(fēng)的上擺可使煙氣中NO的含量降低20ppm左右。在270MW和240MW時(shí)，SOFA平擺時(shí)煙氣中的NO含量最低。(3)300MW負(fù)荷條件下，鍋爐效率在SOFA下擺時(shí)最大，平擺其次，上擺時(shí)最低。而在240MW負(fù)荷時(shí)，呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，SOFA風(fēng)下擺時(shí)鍋爐

4、效率最低，平擺時(shí)居中，上擺時(shí)最高。
　　 然后，介紹了國(guó)內(nèi)首次在300MW機(jī)組上安裝以尿素為還原劑的SNCR脫硝系統(tǒng)，研究不同噴槍組合和安裝位置對(duì)NOx排放的影響、不同負(fù)荷下的最佳投運(yùn)噴槍及噴槍的位置、分析脫硝系統(tǒng)對(duì)鍋爐蒸汽溫度和減溫水量的影響。根據(jù)以上的研究分析，300MW負(fù)荷投運(yùn)上層2支長(zhǎng)槍和上層短槍的脫硝效果最好。采用CFD方法模擬計(jì)算了爐內(nèi)的溫度分布、各重要組分的分布、尿素的熱解過程，重點(diǎn)研究了不同的氨氮比和不同的三次風(fēng)

5、帶粉率對(duì)脫硝效率和氨逃逸的影響。(1)隨著NSR的增加，NOx的脫除率也會(huì)增加，但與此同時(shí)也會(huì)造成氨逃逸的增加。因此在選擇NSR時(shí)，并不能一味的只追求NOx脫除率的最大化，還應(yīng)考慮將氨逃逸控制在一定的范圍內(nèi)。(2)當(dāng)三次風(fēng)帶粉率低于10％，脫硝效率隨著三次風(fēng)帶粉率的增加而降低;三次風(fēng)帶粉率超過10％時(shí)，脫硝效率又會(huì)有所增加。但是氨逃逸量總是隨著三次風(fēng)帶粉率的增加而增加的。(3)尿素從噴射進(jìn)入爐膛后很快就熱解掉了，各工況下的尿素濃度分布都

6、很相似。這主要是因?yàn)槟蛩責(zé)峤庑枰臒崃肯鄬?duì)于煙氣所帶有的熱量而言是很小的，所以盡管不同工況下的爐內(nèi)溫度有所差異，但都能夠提供充足的能滿足尿素?zé)峤馑枰臒崃俊?br>　　 最后，采用數(shù)值模擬的方法研究了600MW鍋爐上SNCR+SCR混合脫硝系統(tǒng)的脫硝效果。SNCR脫硝效率為40.6％，SCR脫硝效率為43％，統(tǒng)合脫硝效率為66％。經(jīng)過SNCR+SCR脫硝后，煙氣中的NO為83.6 mg/Nm3，煙氣的氨逃逸為3.2ppm，滿足國(guó)家對(duì)