当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

低氮燃烧技术


6( 69 0 9)

田舀盆斗口

20 年第 1 03 0期

大型燃煤电站锅炉低氮燃烧技术分析及应用策略
周新雅                   
( 海交通大学 机械 与动力学院 , 卜 上海 203 ) 000

摘 要 结合华东地区不同类型大型燃煤锅炉氮氧化物排放的试验研究工作 , 对造成锅炉 N x O 排放差异的锅

炉结构设计和运行方式等因素进行了综合比较, 并从科研实践的角度出发, 分析了低氮燃烧技术应用的主要
策略, 为该领域的技术发展和应用提供参考 关健词: 燃煤锅炉; O ; N z低氮姑烧 运行方式 ; 试验研究
中图分类号 ; K 2.  T 24 1 文献标识码 : A 文童编号 10-5 920 )000-7 0 1 2 (03 1-060 9

A ayi o lw O cmb sin  h iu fr  g n ls f  N ,  ut tc nq e  lre s  o o o e o a ca-i d i r d  a pi t n  aey o l r b l a i p l ai srtg fe oe n t s  c o t
Z                    HO Xt-, U  ny

(col  cail  o e E g er gSaga at g i .hnhi 00C i ) Shoo Mehn a& wr  i ei ,  h门t o U v Saga203,h a f  c P n n n hn o n n .  0 n
A s atI er e wt te t  r er o N x si o d f et e o l g ca fe bir i b rc: ga d  h  t ad  a h  O e i o f e n t s a e  lid l s  t n t t i h e n e c f  m s n  i r y s s f p f  o -r oe n r E s C i ae o pees e  pro w s d i bir utr ds n  oe tn  d a et g at n r m r ni cm ai n  m e  oe s c e  i ad  r i m e  c n h a  -c h v o s a a n l t u e g n p a o o f i r f t N , i i .  m j s a g s l N ,  h so t h i e  lao w r aa z bil h O e so T e  o t t i o o O c o ut n  n u apct n  e  l e r f e  m s n h a r  e e f  r w  m i e q p i i e n y d ey c f m e w  si ti r er pate poi a e ne  dvl m n ad  lai o ti r t v o c ni e a h  cc t rv e  e r c f ee p et  apct n  h o h i f  f s c r i o  d rf e o e e c  r  o n p i o f  s
t hi e e n u. c q K y rsca-rd irN -l N ,  ut noeai m d : s ad  er e w d ;  fe b l ; O a O cmbso ; rt n  et t  rsac o oli o c w  o i p o o e n e h

1 简述
近年来,      随着我国逐步与世界上先进 国家接 轨和国民环保意识的不断增强, 我国将出台严格 的N , O 排放标准。这对发电厂如何降低锅炉的 N x O 排放提出 r 相当高的要求。目前, 国内新建 的大型电站燃煤锅炉的燃烧系统中普遍采用了低 氮燃烧技术, 这些技术大多是随锅炉主设备一起 引进的, 也有一些是属于借鉴国外先进技术自行 I计开发的。经过国内电力生产企业和科研院所 ¥ 的消化吸收, 目前低氮燃烧技术大都取得 了良好

炉低氮燃烧系统结构设计、 运行方式及排放数据 的综合比较和分析, 从工程实践的角度出发, 阐述 了造成锅炉氮氧化物排放差异的主要原因. 并尝

试提出 低氮燃烧技术的一些应用策略, 以供设计、
调试和相关研究单位作参考

2 影 响锅炉 N x生成 的因素及控制方 O 式、 效果的比较
2 1  O 生成的机理简述 . N 、   电站锅炉中 O 包括 N      N 、 O和 N ,煤在燃烧 O,

的应用; 同时国内的锅炉生产厂家在低氮燃烧系 统设计领域也正逐步由以前的单纯模仿向自主设 计方向迈进。 但不可否认, 低氮燃烧领域依然 国内
缺乏独立知识产权的产品; 技术的实施领域主要 是改造, 设计领域存在计算模型简单、 中间试验不

过 程 中生成的氮氧化合物主要是 N (0 O  9 90)而N : 5o, O 是由N O被O 在低温下氧化而生 : 成的r。一 t 般将 N . O根据其生成方式分为三种类 型: 热力型 N 燃料型 N 瞬发型 N o O, O, O 
( )热 力 型 N        O 1

完备、 商业运行缺乏系列数据积累、 模型验证过程
不严密等诸多问题 , 致使这些技术 尚不能成为制 造标准, 无法全面地进行商业化运作

为此,      笔者通过对华东地区部分大型燃煤锅

热力V N       _  O由燃烧气体中的氮在高温下与氧 反应而产生。 在影响空气中的氮分转化为N 、 O 的 量的各种因素中, 温度的影响尤为显著 降低烟气 温度、 缩短烟气在高温区域的停留时间和降低高 温区域局部氧气浓度可有效地降低热力型 N x O

20 年第 1 期 03 0
一 一  ̄- 一 -一 一 一 一 一 -  ̄.

709) (6 9

的 生成 量

( )燃料型 O      N 2

燃料型 N      O是由燃料本身固有氮化合物在燃 烧时转化而成。 燃料氮是燃煤过程中N : O 的主要 来源, 燃料型N O比热力型N O更易于形成。 研究 表明, 燃料氮形成的 N : 占锅炉 N : O 要 O 排放总 量的 6 %-8 %。另外. 0 -0 燃料氮分布于挥发分和 焦碳中。根据煤种的不同, 挥发份氮生成的 N x O 占燃料氮总 N : 6 0-8 0. O 的 0o 0 o焦碳氮生成的
占 2 叮^4 %。 0 0 ( )瞬发型      3 瞬发型 N     O生成机理为分子氮在火焰前沿的 早期阶段 在碳氢化合物的参与影响下, 通过中间 产物转换为 N 其转换率取决于氧量和温度。 O, 实

积热负荷大了以后, 易造成燃料燃尽程度降低、 炉 墙附近烟气冷却困难而发生炉膛结渣等问题 特 别是对采用高挥发份、 低灰熔点的具有结焦倾向 的煤种, 必须采用较低的容积/ 断面热负荷。
表 1 有关 资料 推 称 的 。 及 .             , a 佰
数据来 源

容积热负荷      q/1? m' h .k ( ? )
5 4 73 0- 1 <76   9 <44   > 3 2 40 8- 1

断 面热 负荷      q/ J m' h sk ?( ? )

《 燃烧流体力学》
c E推 荐 锅 炉     

币: ; , ‘

原 理 及 洲

2  0    0 c卜 0 /

:一 :: : :

验证实, 这一机理在富燃料的碳氢化合物火焰中 较为重要。 C H N可进一步氧化生成 N O,随温度 的升高, 其重要性显著增大。 研究表明瞬发型 N O 其排放量仅占N O总量的 5 一般不作详细研 肠
究。

从图 1      数据可知, 被统计电厂所采用的容积 热负荷都比有关资料推荐值低; 其中石洞口电厂 由于使用的是西山、 长治等地的贫煤, 因而选用了

较大的心和Y 望亭电厂 1 号炉由于由直流炉 , ; 4
改为汽包炉 , 炉膛容积较改造前减小, 容积/ 断面

热负荷处于被统计电厂的第二高位; 太仓、 吴径二 厂、 扬州第二发电厂均采用低灰熔点的神府烟煤,
北仑电厂〔 三期) 采用较低灰熔点的晋北烟煤, 但

根据 N 、      的生成机理可知, O 减少其生成量的 主要方法是控制燃烧区温度, 降低反应区内氧的 浓度和缩短燃料在高温区域内的停留时间。各种 低氮燃烧技术( 包括低氮燃烧器、 空气分级技术以 及炉内还原一再燃技术) 均是根据这些原理来进
行 研发的

扬二厂和北仑电厂( 二期) 设计的锅炉炉膛热负荷
却都 比较高



9 : n      r
石润目( 赚) 烟堪) 贫 望事( 太仓( 神府) 吴径( 神阳 扬二( 神府〕 北仑( 1) 晋t

2 2 锅炉炉膛结构及设计参数的比较 . 锅炉结构及设计参数是决定锅炉实际运行参     

数及性能的主要因素, 而低氮燃烧系统的实际使 用效果会受到锅炉结构及参数设计的影响; 这些 影响因素主要有锅炉的容积/ 断面热负荷、 燃烧分 级距离、 燃料在炉内的有效停留距离等 根据氮氧 化物生成及抑制机理, 锅炉的容积/ 断面热负荷越 . 燃烧强度也越大, 大, 热力型N x O 就越多。 因此对 于容积/ 断面热负荷较大的锅炉, 采用分级燃烧技 术降低燃料I N x才能降低 N x的总体排放 9  , .O O 浓度, 同时确保燃料的燃尽 锅炉容积/      断面热负荷( l 的大小在锅炉 Y q) , 尺寸及燃料量确定后就可计算得出, 其大小的选 取主要要考虑材料成本以及燃料的种类〔 燃烧特 性和结渣特性)表 1 。 列出了 有关资料推荐的锅炉
容积/ 断面热负荷值 。



巨8 V4巫画 CMm) P 4 RJ' II )(h { I J ' I C J' }4 1堕M }() R/L m
图 ! 锅护炉膛相关参数比较                 

结合表 2      数据, 可以发现采用较高容积热负
荷的扬二厂和北仑电厂 N x O 排放浓度较高, 这两

随着锅炉容量的增大,      目前炉膛容积热负荷 的选择都有偏小的趋势, 主要是出于以下考虑 : 容

个厂采用空气分级旋流燃烧器, 其内外可调二次 风具有 一定的低氮燃烧效果, 但没有整体空气分 级技术 , 且燃料在炉内行程短( 冷灰斗转角至顶棚 距离比同等 60  机组锅炉如吴径、 0 MW 石洞口二 厂要短很多, O N 、的排放比较高。将 上述两个电 厂与石洞口电厂以及望亭电厂对比, 可以发现尽 管后两个电厂炉膛热负荷还要高, 但由于均采用 了先进的空气分段低氮燃烧技术及合理的炉膛尺 寸设计, 降低 N 、 O 排放效果均较好, 燃烧经济性 也不差 再对比太仓电厂和吴径二厂, 这两个厂的 锅炉均为上锅厂采用引进技术设计制造的四角切

8( 00) 07

20 0 3年第 1 期 0

圆燃烧锅炉, 设计的炉膛热负荷均比较低, 同样均 没有采用较先进 的低氮燃烧技术, 但太仓电厂的

低为改造后的 50 60 / ' 8-  m m ( 5 g 参考氧量 6 0 %) 
在设备配置上其主要特点有:

N x O 排放却很高( 与燃用烟煤的被统计的其他锅 炉相比)而吴径第二电厂的锅炉 N x . O 排放却很 低 分析认为太仓电厂为提高汽温采用了高位磨 和较大过剩空气系数的方法, 但这不利于抑制燃 料氮的生成 ; 而吴径二厂由于采用了更低的炉膛 热负荷. 同时在设计工况时投用下五台磨, 使得最 卜 层煤粉喷 口以上有 四层 二次 风喷 口( 高度 总 38  , . m 因而实际上具有了空气分级的效果。 )

()      1 采用校核煤、 设计煤间隔布置〔 校核煤在 下, 设计煤在上)确保校核煤种完全燃烧 ; ()      N x 2 采用低 O 直流煤粉燃烧器; ()      3 给粉系统增加计量小粉仓并采用新型螺 旋变频给粉机, 保证同层四角煤粉浓度均匀; ()      二、 4 锅炉一、 三次风系统中加投了风量测 量装置, 一次风 6 层风量及四角二次风风量均单 独控制 , 采用新型配风和风量控制方式。 各电厂0烧器布I参数及 N 、 O 排放统计 4      号炉的低氮燃烧系统从结构上看与美国的 L C S I比较类似, N F -  但在燃烧器运行方式、 配风 石洞 口 望亭 太仓 吴径 扬二 北仑 后石 钊 8    308  7    3 1 容积热负荷! M y 方式、 风量控制方式方面与传统的 C E燃烧技术 3 5 3   3 4  7 , ?〔 m二 h 1 ) 有很大区别, 使其兼备低负荷稳燃和较佳的N r O “ 2 l扭 9 1 .0  1 .5 1 .2 断面热负荷 G /1 7   6   6 ?m ? ) 丁 (1 h一 排放效果。归纳下来, 具有以下几个特点 : 豁 3 27.  3 .  无 有 2.  ( A喷 口标 高 24.  ) F 57 71 7 3 2 65 独立火球理论:      将相邻的燃烧器从理论上划 S F 喷 日 标 29.  际 妊 OA 0 2 无 无 无 无 3. 5 19 分为组 , 认为相临的煤层可形成独立火球 , 不同的 高/ m 最 上排 至 分 割 21.79 二次风喷口对应不同的燃烧器组并辅以相应的配 1 . 2 . 3  9 】 1 8 3  0 1   1 9 屏底 距 / m 风方式, 与国内传统的由二次风小风门开度控制 冷 灰 斗转 角 至 3 . 4 . 2  8 5 3 4  5 6   4 . 项栩距离/ m 大风箱压差维持二次风风速的构思完全不同。具 仅 燃 烧 仅 然 烧  无  有 有 无采用 低 氮 有 器 器 有 无     有极好的低负荷稳燃性; 燃 烧技 术 N Ox徘 放浓 度 51- 4 0^ 6 0 3 0- 4 .    0 ( - 2 0 2 ^- 0 - 81 8  5 5 燃烧区域风量的定义:      锅炉的风量控制逻辑 < 3 00 5 0  3    . 0 2   7 0  3 5 / g? m m  } 主要 由总风量控制函数( M , A 炉膛燃烧器区域 锅炉效 率; 义 9 .    2 6  2 3 9 . 7  4 1 7 9 . 9 . 5 3 8   9 A  91 风量函数(  r 及相应的二次风(A )燃 0 .  f } A_  ln) l S F, 23 低氮燃烧系统设计特点及控制方式 . 尽风(O A)( A ) S F ,  F 一次风控制逻辑组成( P 见图 低氮燃烧系统的设计关健是必须掌握炉内着      2. )配备准确计量的风量测量装置, 可精确、 灵活 火区、 还原区、 燃尽区三个区域的化学有限反应动 地控制分级送风比例以获得最佳的 N 、 O 排放效 力学和湍流流动的相互作用。 以石洞口、 望亭和后 果, 这充分反映了德国技术的严谨但又不失灵活 石电厂为例. 从分析比较被统计锅炉低氮燃烧 系 的一面 ; 0 统设备配置、 燃烧器特点以及燃烧 系统控制方式 的 等方面着手进一步造成阐述影响 N x O 排放的原 乙 即

; 一 :

口 .

因。
二 ‘月

lx 喇 犷 侧 嫂 毅

70 即 即 ,0 加 即 佣 。
宫0 0 20 5

23 1 锅炉燃烧设备配置及低氮燃烧系统控制 ..
方式

2 3 11 石洞 口电厂 .-.

石洞 口电厂      4号炉原为上海锅炉厂 18 97年 生产的 1  t 05  2 / h亚临界中间再热单炉膛 U P型 直流炉, 制粉系统采用中间仓储式热风送粉, 四角

负荷指令

切圆燃烧, 燃用贫煤。4 号炉于 19 年由德国斯 98 坦米勒公司进行了改造 , 在燃烧系统改造中采用

图 2 石洞口电厂 n号炉风量控制曲线             

空气分级低氮燃烧理论;      采用较大的分级 比

了 类似美国第二代 L C S Iz低N 、 N F -  ( O 同轴正 [   7
切) 的低氮燃烧技术 具备整体空气分级效 果, N x卜 O 书放指标由改造前的 80 - 00  / , 6^1  m m 降 5 g

例, 燃烧器区域过量空气系数控制 09 左右 主 在 .1
( 包括一次风 。2 . 6和二次风 。6 )然后在三次 5,

风喷口区加人 。1 02 .- . 左右的三次风( V 根据磨煤

20 03年第 1 期 0
一 — 一 一  ̄一 _

9 0 O1} ( 7

机的投运台数有所变化)最后在炉膛上部加人 ,

02 01 .  .  - y 左右的燃烬风, 使炉膛出口过剩空气系 数达到 12 .‘ ,
23 12 后石电厂 , .  .

后石电厂燃烧系统配置和控制方式 , 可以发现它 们在抑制 N 、 O 生成方面所采用的技术有以下这 样一些共同点和差异: ( )从设备      配置上分析 1

福建华阳电业后石电厂 1      -4号炉为 日本三

菱 重工神户造船厂( I O E 设计制造的 MH . B ) K 60  超临界中间再热单炉膛一次垂直上升直 0 MW 流炉, 制粉系统采用正压直吹式 锅炉采用双火球
切圆燃烧, 燃烧器布置在前后墙的水冷壁上, 并以 一定角度在一个炉膛内形成两个旋转方向相反的

假想切圆, 每个切圆的直径均为 1  m 锅炉 30  6 m, 燃烧用大末烟煤。 摆角 可调      的 P 燃 烧 器 和独 立 燃 尽 风 M ( A) 以及烟气再循环是 井菱 A-MA T先进 A 、 C 低氮燃烧技术的核心。 C MA T技术本质上是一种 空气和燃料分级均分级的炉内氮氧化物还原燃烧 技术。 而在后石电厂采用的A  C - T技术是三 MA 菱最新一代的低氮嫩烧技术。与MA T的区域 C 在于在主燃烧区上方不再设置再燃喷口, 而燃烧 器采用三菱第三代 P 低氮燃烧器, M 因而从整体 燃烧方式上 A  C  M八 T更接近于空气分级燃烧, 但根据其浓淡煤粉燃烧器的布置和特点, 在主燃 烧器区域实际能形成多个燃料分级小区, 对采用 烟煤的锅炉, 这种浓淡分离 非常有利于煤粉燃烧 初期挥发分的析出, 配以整体空气分级和细度可 调磨煤机 , 能有效降低 N a的生成。 O 锅炉在燃烧配风方式上仍采用传统的大风箱      一炉膛压差法控制风量。为了达到不同负荷下最 佳的燃烧和N x O 排放效果, 必须对煤粉燃烧器浓

相同点:      都采用 r 低氮燃烧器, 并同时具有低 负荷稳燃的特点。 后石的燃烧器为垂直浓稀分离 并采用燃烧器组合技术, 在主燃烧器区域形成多 个燃料分级小区; 望亭电厂的 WR型可摆动燃烧 器采用水平浓稀分离 ; 石洞 口电厂煤粉燃烧器具 有核心钝化和锯齿型喷口。这些技术均有利于煤 粉在喷口处挥发分的快速逸出和煤粉的迅速着 火. 即在着火区域考虑、 设计了低氮燃烧技术 不同点:      从燃烧设备布置上分析, 德国所采用 的方法相对更为严谨, 如燃烧器和独立燃尽风 (O A) S F 均不采用摆动喷嘴。但对影响燃烧和排 放效果的设备均进行了良好的配置, 如采用计量 小粉仓和变频给粉机、 在一次风粉管中加装固定 节流圈、 在一二三次风管道上均设置风量测量装 置等, 这些措施对保证燃烧中心不发生偏斜、 确保 燃烧的稳定和安全以及排放效果均起着重要的作 用。而日 本所采取的燃烧设备布置方式相对就比 较灵活, 煤粉燃烧器和燃尽风喷口均可以摆动、 燃 烧器层的投停可选余地大 ()      2 从燃烧系统控制方式上分析 相同点:      个电I均采用了空气分级技术 3 一
不同点 :     

1      )从分级技术所属类别来看, 石洞 口电厂和

望亭电厂都采用第二代的整体空气分级, 但石洞 口电厂锅炉的空气分级比例较大, 分级即离较短;
望亭 电厂采用较小的分级 比例和较长的分级距

相、 稀相喷日、 辅助风、 重油二次风、F ,  OAA A挡
板开度及燃烧器摆角、 A层独立燃尽风摆角、 A 磨 煤机旋转式分离器转速分别进行系列组合试验, 以优化确定各风门开度的系列组合。

232 几种配a和控制方式的比较 .. 石洞日电厂 号炉和后石电厂 ]      4 号炉所采用 的低氮燃烧技术分别代表了欧洲和日本当前四角 切圆燃烧燃煤锅炉最高的技术水平。其中石洞口 电厂锅炉 N 、 O 排放是国内燃用贫煤锅炉 中最低 的; 望亭电厂采用 了 类似石洞口的低氮技术, 并经 过了优化( 德国斯图加特大学数值模拟计算)所 , 以在国内燃用烟煤锅炉中也处于领先水平; 后石 电厂由于采用的是类似第三代的先进低氮燃烧技 术, 其排放指标在国内最好。对比石洞口、 望亭和

离, 是在石洞口电厂技术基础上优化设计的, 可以 有效防止高温腐蚀。而后石电厂虽然从燃烧器结 构布置上看似仍为整体空气分级, 但其通过浓稀 相燃烧器的组合, 在主燃烧器区域形成多个燃料 分级小区, 实际 上 己属于第三代低氮燃烧技术, 对 采用烟煤的锅炉。 这种浓淡分离的组合方式非常 有利于煤粉燃烧初期挥发分的析出, 配以整休空 气分级和细度可调磨煤机, 能有效降低 N 、 O 的生
成。

2 从分级技术所采用的控制方式来看,      ) 石洞 口电厂的燃烧和配风控制方法非常简洁方便 使 得设备的调整和优化工作量大大下降: 燃烧器投 停方式固化在自动控制逻辑中, 不同负荷时投运

1(72 000 )

20 0 3年第 l 期 0

的煤粉燃烧器层是固定的; 二次风喷日的调节完 全只根据相应的燃烧器( 煤粉和重油) 的投停而开 关, 对锅炉的燃烧调整主要通过变动配风比例来 实现; 由于在风量控制中固化大量控制曲线, 可借 助于风量测量装置对各种风进行精确的闭环控制 以获得最佳的燃烧和排放效果。 和石洞l相比, 7 后 石电厂仍采用传统的 C 燃烧控制策略, T 在控制 方式上要获取最佳燃烧及排放效果, 试验调整的 工作量非常大, 这也体现出日本技术的精细和复 杂多变, 这就需要更好的试验调整工作, 当然这种 灵活的控制方式对于煤种的适应性却是非常有利
的。

表 4 各电厂锅炉姗烧系统比较(o mw 机组锅炉 ) ‘
后 石 电)
) 4号 炉 一
I 0 q5

吴径     

扬州      北仑港电1 第二发 电)
2 0 0 0

第 _发电厂
20 08

34 5 ,. 号炉
2 000

A 相 角 火 烧
燃烧
系统 构 成

PMm妙 『仲
稀 摆 短 燃

I B  L型 I I I X R (  H 特有的旋

低 氮 旋流姗 流燃烧器
烧器 型 低 娜 烧

摆 型 轴 系

动 燃 反 统 切 烧




、同 ) 外 X(  内 器 、 R IRH- 双 1 二 层

II H 低氮旋流
徽烧 器



次 氮 器

风 旋

调 流



MR S超 细 旋

转煤 粉 分 离


具有 OF A

邵 如
一卜 (

称 F
消 消



OF A

有( A ) F

其他一些电厂的数据列于表 3表 4在此不      、 , 再详细分析
表3    各电厂锅炉嫩烧系统比较(0 MW 机组锅炉) 30 
石洞 口电]                    华能太仓电J
3 4号炉                      , 1 号炉 4 1 2号炉    ,
一 , -  ̄ —

旋 ) I  A                OF

BL j, ¥I
1 ozs

〔                消旋〕 SF ( 摆 无SF O A 可 O A 无S A OF 无S A OF 动) 空 分 气 燃 料 均 采 用 组 合燃 双调 风燃 烧 双调 风 燃 烧 器 内外 二次 器 内外 二次 烧 级 通 过 姗 烧器技术 风 调 节旋流 风 调 节旋 流              各 优化 确 定 风 门开 度 强度                强度 和比例 的
系列组 合 级 量控 制

pi& ( h ’ {' ti- i

1 3 0 2

1 z o s

燃烧 系统类 型 类似 I F 皿 类似石洞 Q , S NC

类似 C S I F - 

通 稀 调 度 分 级 产 整 扣



组 喷 煤 生 粉 然 口


浓 和 细 料

氧量控 制

氧最控制

氧最控制

烧器, 短火焰低 浓淡然烧器 氮樵烧 。

低负荷稳嫩燃 摆动式 wR型 摆动式 WR型
浓淡燃烧器( 反 切)
偏登 二次风
( 正切 启转 ) 偏置二次 风

燃 系构 偏二风 烧统成 置次

效果

组合式 ( A OF 反切 ) 〔 A(               F 反 切。 ) F A( ) f
动摆动)
SIA                    无 S A (F S OFA OF

设 备良好

沪 膛 设 计较 烧 人炉 膛 热 负 次



过 器
改 次 度 调

荷较低

风 变 风
旋 内 风 内 挡

内 板 外 流

节 外
二 来 1 强 姗

主 燃 烧 区 a 主 燃 烧 区 Q。 没有                  移 体 空 气 0.                            9 I0 石 分级

燃烧 系统 控 制
方式

分级距离较短

分级而离较长    有 计最 风 丛没
控制   

摆材 翩
活 性 需 作 排 置



烧 设

备 剥 式 随

大 铭 获




控 方式

酥 灵
较 效
童 工 取



位 实 好 果
的 际 磨




具 分
级 有




量 调


二 例


风 不

通过调节双 调风 燃 烧 器 内外二 次 风 及燃尽 风 开 度 获得最 佳 排放效果

制 方

L然 烧 区风 虽 同石洞 Q电厂 计量控制 级星
校I V


试 验 最 佳




由 焦 里







独力火球理论 设 备配置 良好

( 计从给粉机
方式 较 固 定

加大各层燃烧
器喷嘴 间距




效果



加 煤 、 大 烧

秦 低下 需
氧 排 器 方





姗 法

袋的 贫

的影响, 但更多的却是来 自于系统内部因素的影 方式相对灵活 器 至分割屏 底                    部O F离 响。以下将对这些因素作简要分析 主技 特 要 术 点控制方 洁 法简 加大 上二次 风 根据氮氧化物生成和抑制机理 ,      这些 可变因               风 h 〔 大址采用同化 t 逻辑 )                  素主要为: 可调性较好 可调性较 好
煤种 适应 性 较
差                 

风最恻 员装里) 燃 烧 设 备 布 释 燃 烧 设 备 布 置 加大 上 排 燃 烧

.      总风量;

?        分级风量 ;

24 影响低氮燃烧系统运行的因素 . 以t      r . 分析 锅炉结构参数以及低氮燃烧系统 及控制方式对 N 、 O 排放的影响, 从宏观角度 卜 看, 这些因素对排放具有决定性作用。 但值得注意 的是, 对于特定的低氮燃烧系统 , 其排放结果往往 变动很大, 其中有负荷变动、 煤种变化等外部因素

?      燃烧器摆角; ?      磨煤机组合方式 ; ?      煤粉细度; ?      四角切圆燃烧的煤粉分配均匀性

关于这f     因素如何影响 N x t O 排放, 许多文献 已作了详细的分析, 在此不再重述。 这里主要探讨

2 0 年第 1 03 0期

旧盛盆垂口

1 (7 3 10 0 )

变动的原因。

根据本课题调研和试验的结果,      可变因素变 动的主要原因有 :

3 低氮燃烧系统存在的主要问题及对策
采用低氮燃烧技术有可能带来的锅炉炉膛结      焦、 燃烧器区域水冷壁高温腐蚀、 灰渣含碳量高是 值得关注的问题。从氮氧化物生成和抑制机理来 分析 , 燃烧器快速着火、 还原R低过剩空气系数等 技术的应用 , 使得燃烧器区域可能存在发生结焦 和高温腐蚀的环境 根据高温腐蚀发生的机理, 采 取在水冷壁壁面附近营造氧化性气氛或保证水冷 壁壁面清洁是十分重要的措施 在国外 还采用对 这主燃烧器区域水冷壁附近烟气成分进行实时监 控的方法来修正低氮燃烧的燃料及配风控制, 但 由于所需价格昂贵, 在国内一般无法实施。 目前国 内所采用的低氮燃烧技术多数已在设计时考虑了 这些问题, 其中防止结焦和高温腐蚀的技术有同 轴燃烧技术、 燃烧器风包煤技术和在运行中加强 炉室吹灰等; 提高燃尽度的措施有可调燃尽风( 包 括角度、 位置和比例)煤粉细度调整等 、 考察低氮燃烧系统的实际效果,      除排放指标 外, 锅炉的燃烧安全性、 经济性, 参数出力都是需 要关注的, 从被调研对象的表现来看 , 这些锅炉的 综合性能还是 比较好的, 并且都能满足低负荷调 峰的要求。但需要注意的是 目前电厂对于氮氧化 物的考核往往还局限在额定负荷, 在部分负荷下 的燃烧工况多数没有经过优化; 另外当锅炉煤种 变化时, 也缺乏及时的优化调整手段。 电厂和科研 单位今后应加强这方面的研究及数据积累, 以便 适应将来要实行的发电排放绩效考核
4 结论

?      低氮燃烧控制系统本身的可控性; ?      汽温等参数的影响; ?      结焦、 腐蚀的影响; ?      设备的可调性。 241 低氮燃烧控制系统本身的可控性 ..  低氮燃烧      系统自身可控性是指系统能否按照 设l的参数有效、 十 精确地控制风、 煤等参数。从被 调研的相关电厂来看, 石洞 口和望亭的可控 胜最 好, 控制系统参数的调整也非常方便, 而其他电1 的锅炉均没有风量计量装置, 风量控制仅用氧量 修正; 对这些电厂而言, 必须通过大量的燃烧调整 和优化工作才能获取最佳的排放效果, 其抗外部 扰动( 如煤质变化) 能力较差 242 其他参数控制对排放的影响 ..  对于采用低氮燃烧技术的锅炉来讲,      必须在 保证控制锅炉汽水参数、 安全经济燃烧等的基础 L 有效地控制 N 、 O 排放。出力、 汽温、 飞灰含碳 量、 炉膛燃烧器区域烟气成分和排放等被控对象 控制 目标的实现, 对调节量如总风最、 分级风量、 燃烧器摆角、 磨煤机组合( 调节炉腌火焰中心) 的 要求有时是不 一 致的, 特别当系统设计本身存在
,    定问题时 , NO、 排放往往受到制约 。比如石洞

口电厂由于燃烧贫煤, 为控制 N x需要采用较 O‘ 大的分级 比例, 但由于贫煤燃尽特性差, 加上自身 结构的影响, 较大的分级 比例易产生锅炉燃尽度 差、 水冷壁高温腐蚀的问题; 又比如扬州第二发电 )和北仑( 一 三期)由于炉膛热负荷设计较高, , 出现 炉膛燃烧器区域结焦, 必须适度降低实际燃烧热
强度 , 因而为抑制旋流燃烧器的快速着火功能 . 影

响了煤粉初期快速脱去挥发分〔 煤的脱氮)太仓 ; 电厂和望亭改造投产初期汽温偏低 , 不得不采取 燃烧器摆角1摆、 二 高位磨和大氧量运行, 严重偏离 了低氮燃烧设计 「 致使 N x 况, O 排放很高。望亭 电厂后来通过增加过热器( 大屏) 面积解决汽温问 题后才获得 r良好的N 、 O 排放效果。 243 设备的可调性 .. 设备的可调性对低氮燃烧系统控制功能的发      挥有很大的影响, 从被统计电1来看, 一 它们的设备 配备都比较好, 许多都采用了进1部件, 1 确保了锅
炉的可调性

()      1 氮氧化物的排放效果与锅炉的设计因素 紧密相关, 锅炉炉结构参数、 低氮燃烧系统所采用 的综合技术和燃烧设备布置方式等对 N x O 的排 放起决定性作用。 N x 而 O 的实际排放则将受燃烧 系统及设备的可控性的影响, 并可能为锅炉其他 被控参数的调节要求所限制 要满足锅炉安全、 经 济和环保的要求, 就必须在锅炉设计时将这些因 素予以综合的考虑。 ()      2 在开发具有自 主知识产权的低氮燃烧系 统时, 国内科研院所与设计制造厂家应紧密联系, 充分发挥各白在实践和设计领域的优势, 在目前 理论计算 尚有困难的前提下, 应尽量结合工程实 践来实施各种低氮燃烧技术, 并积极借鉴国外先

1 07 4) 2( 0

20 年第 1 期 03 0

短期负荷预测方法      在浙江省电力市场的应用‘
张永吉,李均利“陈 刚’                              , ,
(. 1 浙江大学 数学系, 浙江 杭州 302 ;. 1072 宁波大学 信息科学与工程学院. 浙江 宁波 ,121 351) 摘 要: 用已知的电力系统的历史数据、 自然因素和系统的运行特性介绍了电力系统短期负荷预测的神经网 络、 时间序列和小波时间序列结合的方法, 并利用浙江省电力市场的数据对 3 种模型进行了实验和效果评估 关健词 短期负荷预测; 时间序列 神经网络 小波

中图分类号 T 1 M75

文献标识码 A

文童编号: 0-5920)001- 1 1 2(031-02 4 0 9 0

A p c i o h r tr l d  eat g  hj n p e makt    i t n  sot em a frcsn i Z ei g w r  re p l a o f  - o o i n  a o
Z ( N Y n - . I  ,HE G n                      I  G  gj L .wG  N  g A o i I  u C a          t i ,hjn U v H nzo ,107C i ; (. p.  t n tsZ eag  i . aghu302 .h a 1 D to Ma e ac e f  h i n. n 2 Sho o If m t n ec 凡E g er gNnb U i .i b 351,  a .  ol no ao Si e ni ei ,  o  v Nn o  21C i ) c f  r i c n n n i g n. g 1 h n
A src: e mbn d eh d  3 o es  t e  ua n t r t btatTh c o ie m to o m d l o h n rl  wo k,  sr s  d a ee t f  f  e e i me  i a w v lt  sr s r ee n i me  i f ee o

sotem  w r d  d t n pw r t ui ko n t y a  h pw r t ntr f - hr t p e l peii i o e ss m  n nw h o dt o te  e ss m,s a a -r o o r co n  a y e s g  i r a f  o s ye u l  r o s  oe i pr r ac o h yt w i rdcd  te e oe ee  e i h dt tr ad  rt g  f m ne t ss m  s  oue ad  tr m dlw r t t wt te a n p an e o f  e  e a n t n h h e  s  e d  h  a s o Z eag  v c l  e m re ad  r u s  e vl t . f jn poi i pw r  kt  te  l w r ea a d hi r na o a n h e t e .  u e s K y rssot em  d ea i ;  sr suuantokw vl e w d :  - r l f csn t e t ;erl w r;ae t o hr t o o tg i ee a r m e e

电力系统负荷预测是对于负荷的变化与特性      进行事先的估计. 它有助于电力系统安全稳定的

定了没有一个通用的预测模型可以适用 于所有的 电力系统, 影响负荷预测的因素有很多种. 对短期

运行. 以提供符合标准的电能。 不同国家,      不同地区, 和不同时期的电力负荷 特征有很大区别, 这种电力系统负荷的多样性决 — —
; 基金项目: 宁波市重点博士基金(03 606 20A 10 )
r台 冷嘴 币 啥甲盛召 端: r 吊 弓告币去 论 场 佘 会  a }_

负荷而言, 主要有以下儿种主要因素: () 1 气象因素, 诸如温度、 湿度、 风力、 阴晴天 等气象因素 ()负荷构成, 2 例如某些地区工业用电占的

甲盖 褚 、 储盔 f 唱益 畴 粉 ‘代 告甲毛 e 啥书t : ‘f盛 甲 m o 嘴告 甲告f心 论嘴告 币 ‘弓咭甲告 月寺, 不 叫 甲瑞 之 沁 褚 昭岸告吕 甲盛召 垮  ̄孟 毛 爷书 念

进的经验, 努力提高设计水平。根据当前实际情 况, 我国应优先发展整体空气分级低氮燃烧技术 ()      3 在实施低氮燃烧技术时, 一旦确定了所 采用的技术后, 设备的配备及相应的控制技术一 定要跟上 鉴于当前我国的煤质变化大, 在锅炉结 构布置及控制技术上必须采用较为灵活的方法。 ()      4 煤质变动对于锅炉燃烧安全性、 经济性 和环保指标具有重大影响, 应加强煤质的实验室 分析和现场综合试验, 获得数据积累。 对于电厂来 说, 在当前电站用煤趋向卖方市场时, 应积极寻求 替代煤种. 防止被动情况〔 劣质煤到厂) 的发生并 做好掺烧和配煤的技术储备工作 ()      5 随着排放指标的日 益严格, 采用发电绩 效考核、 进行排污权的交易是将来燃煤 电厂 N , O

排放监控的必然模式, 因而在已有低氮燃烧系统
的基础上努力发展在线测量及控制技术, 实现低 氮燃烧技术的在线闭环控制, 是适应今后采用排 放浓度和发电绩效标准考核的基本要求
参考文献 :

厂 列 「 幻

赵宗彬, 陈皓侃, 李保庆 . 煤燃烧过程中N 的生成和还 % 原L] 煤炭转化,99 ()        19,4 1. 毕玉森 . 我国电站锅护低 N x O 憔烧器的应用状况及运行 实i ]热力发电.98( .        fL . J  19,1 )

〔」 刘 孜 . 3 关于我国N x O 污染指标及控制措施等有关问题 的探讨「        M] 国家环境保护总局 .
收稿 日期:030 8 20-90 作者简介 周新雅(97) 男. 15- . 华东电力试验研究院总工程师. 彩 授级高级工程师, 在读工程硕十, 研究方向为电厂热能动力


相关文章:
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术_能源/化工_工程科技_专业资料。低氮燃烧技术 1 水泥窑炉系统 NOX 形成机理大致介绍 2 现有低氮燃烧技术大致介绍 3 低氮燃烧技术的效果 4 改变燃料...
低氮燃烧技术的应用
低氮燃烧技术在南化公司#1 锅炉上的应用武汉燃控科技热能工程有限公司 彭良才 我国能源结构中 70~80%由煤的燃烧提供,每燃烧一吨煤,就要产生 5~30kg 氮氧化物...
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术_能源/化工_工程科技_专业资料。燃煤锅炉的低 NOx 燃烧技术 NOx 是对 N2O、NO2、NO、N2O5 以及 PAN 等氮氧化物的统称。在煤的燃烧 过程中,NOx ...
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术_能源/化工_工程科技_专业资料。西安电力高等专科学校毕业论文 引言我国能源构成以煤炭为主,消耗量占一次能源消费量的 76%左右。随着经济的快 速发展...
低氮燃烧器如何选择
降低氧含量; 低氮燃烧器和超低氮燃烧器类型传统的天然气锅炉燃烧器通常的 NOx 排放在 120~150 毫克左右。低氮燃烧器通常是指 NOx 排放在 30~80 毫克的燃烧器...
锅炉低氮燃烧技术的应用与浅析
锅炉低氮燃烧技术的应用与浅析 背景 随着时代的发展, 中国逐渐成迈入先进技术的行列, 赶超了外国的先进技术, 同时人民群众的环保意识逐步的增强, 中国也开始要准备...
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术 据我国环保十二规划的要求,氮氧化物列入了大气污染物总量控制的指标.人们在 关注氮氧化物的治理,也经常问各种氮氧化物的治理措施原理,更多关注的是...
低氮燃烧器
低氮燃烧器_机械/仪表_工程科技_专业资料。深能广深电力 SE Guangshen Power 沙角 B 电厂锅炉低氮燃烧器改造技术交流会 会议纪要编号:ZLZ/KZP/ZHS/21/00 时间:...
低氮燃烧可研报告正文
低氮燃烧可研报告正文_建筑/土木_工程科技_专业资料。烟气脱硝工程技术改造方案一、企业基本情况 宁夏金昱元化工集团有限公司(原青铜峡树脂厂)成立于 1991 年 1 月...
低氮燃烧
公司拥有完全自主知识产权的煤粉锅炉等离子体无 燃油点火技术、 等离子体双尺度低氮燃烧技术及多项专有技术, 先后两次获得 “国 家科学技术进步二等奖” ,技术水平...
更多相关标签: