大型煤粉燃燒鍋爐NOx排放控制系統(tǒng)的運行特性及其優(yōu)化.pdf

1、近年來，我國大型燃煤發(fā)電機組中低負荷運行已常態(tài)化，可能顯著影響NOX的排放控制及其經(jīng)濟性。本論文針對某1000MW超超臨界燃煤機組鍋爐低負荷運行和摻燒貧煤時NOX生成排放濃度高的問題，采用歷史運行數(shù)據(jù)分析、燃燒調(diào)整試驗、計算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值試驗和集成環(huán)境控制(IECM)模型經(jīng)濟性分析等方法，對機組鍋爐的NOX生成特性、NOX生成運行優(yōu)化及其對NOX排放控制系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的影響等進行系統(tǒng)的研究。
　　基于歷史運行數(shù)據(jù)對鍋爐低N

2、OX燃燒系統(tǒng)及SCR系統(tǒng)運行特性的分析表明，鍋爐NOX排放濃度隨機組負荷降低呈增加的趨勢，摻燒貧煤的低負荷運行時NOX生成濃度可高達600-700mg/m3以上。燃燒運行條件特別是低負荷時的運行條件包括鍋爐運行氧量、磨組運行方式及煤粉量分布、SOFA風率都對鍋爐NOX排放濃度有一定程度的影響。煤質(zhì)對NOX生成的影響是顯著的，摻燒貧煤導(dǎo)致整個運行負荷范圍內(nèi)NOX生成濃度顯著增加。低負荷運行和摻燒貧煤時因鍋爐NOX生成濃度高，SCR注氨量大

3、而顯著增加SCR系統(tǒng)的運行成本。運行特性的分析顯示，低負荷運行和貧煤摻燒時，燃燒系統(tǒng)主要運行參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化具有降低鍋爐NOX排放從而降低SCR系統(tǒng)運行成本的潛力。
　　鍋爐燃燒調(diào)整試驗也證明低負荷時的運行條件和摻燒貧煤導(dǎo)致NOX生成濃度高，但是，無論在高負荷還是在低負荷運行時，無論單燒煙煤還是貧煤時，通過調(diào)整優(yōu)化，NOX生成濃度均可顯著降低，SCR系統(tǒng)的注氨量均可維持在日常運行的最低水平，這些證明了燃燒優(yōu)化在兼顧SCR系統(tǒng)的情況

4、下，提高整體NOX排放控制系統(tǒng)特別是低負荷運行時的經(jīng)濟性的可能性。
　　CFD數(shù)值模擬對爐內(nèi)NOX生成特性和水冷壁的高溫腐蝕傾向的分析表明，大量燃盡風的使用有利于降低NOX的排放，但由于其增強還原性氣氛可能會導(dǎo)致高溫腐蝕趨勢的增強;變磨組運行對NOX的生成濃度有顯著的影響，這主要是因為磨組投運方式改變?nèi)紵齾^(qū)域的位置，進而改變煙氣在還原區(qū)停留的時間;低負荷運行時，中間四磨（B-E磨）的運行方式不僅可以實現(xiàn)較低的NOX生成濃度，而且高

5、溫腐蝕的風險也有所降低，是值得推薦的磨組運行控制方式。
　　運用IECM經(jīng)濟評價模型分析鍋爐燃燒運行對機組NOX排放控制系統(tǒng)運行經(jīng)濟性影響的結(jié)果表明，機組負荷和煤質(zhì)是影響機組NOX控制系統(tǒng)運行成本的關(guān)鍵性影響因素。負荷越低，發(fā)電成本和NOX脫除成本越高，并且隨著負荷的降低，煤質(zhì)對發(fā)電成本的影響也就越顯著。不論高負荷還是低負荷，不論摻燒貧煤還是單燒煙煤，通過燃燒優(yōu)化，機組的年運行總成本和單位發(fā)電量運行成本均呈現(xiàn)降低的趨勢，而單位NO