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

1、近年來(lái)，我國(guó)大型燃煤發(fā)電機(jī)組中低負(fù)荷運(yùn)行已常態(tài)化，可能顯著影響NOX的排放控制及其經(jīng)濟(jì)性。本論文針對(duì)某1000MW超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行和摻燒貧煤時(shí)NOX生成排放濃度高的問(wèn)題，采用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、燃燒調(diào)整試驗(yàn)、計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值試驗(yàn)和集成環(huán)境控制(IECM)模型經(jīng)濟(jì)性分析等方法，對(duì)機(jī)組鍋爐的NOX生成特性、NOX生成運(yùn)行優(yōu)化及其對(duì)NOX排放控制系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響等進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　基于歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)鍋爐低N

2、OX燃燒系統(tǒng)及SCR系統(tǒng)運(yùn)行特性的分析表明，鍋爐NOX排放濃度隨機(jī)組負(fù)荷降低呈增加的趨勢(shì)，摻燒貧煤的低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)NOX生成濃度可高達(dá)600-700mg/m3以上。燃燒運(yùn)行條件特別是低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行條件包括鍋爐運(yùn)行氧量、磨組運(yùn)行方式及煤粉量分布、SOFA風(fēng)率都對(duì)鍋爐NOX排放濃度有一定程度的影響。煤質(zhì)對(duì)NOX生成的影響是顯著的，摻燒貧煤導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)行負(fù)荷范圍內(nèi)NOX生成濃度顯著增加。低負(fù)荷運(yùn)行和摻燒貧煤時(shí)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(yùn)行成本。運(yùn)行特性的分析顯示，低負(fù)荷運(yùn)行和貧煤摻燒時(shí)，燃燒系統(tǒng)主要運(yùn)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(yùn)行成本的潛力。
　　鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)也證明低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行條件和摻燒貧煤導(dǎo)致NOX生成濃度高，但是，無(wú)論在高負(fù)荷還是在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，無(wú)論單燒煙煤還是貧煤時(shí)，通過(guò)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(yùn)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(fù)荷運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性的可能性。
　　CFD數(shù)值模擬對(duì)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(fēng)的使用有利于降低NOX的排放，但由于其增強(qiáng)還原性氣氛可能會(huì)導(dǎo)致高溫腐蝕趨勢(shì)的增強(qiáng);變磨組運(yùn)行對(duì)NOX的生成濃度有顯著的影響，這主要是因?yàn)槟ソM投運(yùn)方式改變?nèi)紵齾^(qū)域的位置，進(jìn)而改變煙氣在還原區(qū)停留的時(shí)間;低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，中間四磨（B-E磨）的運(yùn)行方式不僅可以實(shí)現(xiàn)較低的NOX生成濃度，而且高

5、溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)也有所降低，是值得推薦的磨組運(yùn)行控制方式。
　　運(yùn)用IECM經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型分析鍋爐燃燒運(yùn)行對(duì)機(jī)組NOX排放控制系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響的結(jié)果表明，機(jī)組負(fù)荷和煤質(zhì)是影響機(jī)組NOX控制系統(tǒng)運(yùn)行成本的關(guān)鍵性影響因素。負(fù)荷越低，發(fā)電成本和NOX脫除成本越高，并且隨著負(fù)荷的降低，煤質(zhì)對(duì)發(fā)電成本的影響也就越顯著。不論高負(fù)荷還是低負(fù)荷，不論摻燒貧煤還是單燒煙煤，通過(guò)燃燒優(yōu)化，機(jī)組的年運(yùn)行總成本和單位發(fā)電量運(yùn)行成本均呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，而單位NO