大型電站鍋爐氮氧化物排放控制措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較.pdf

1、煤燃燒的污染物排放已成為中國最大的大氣污染源，嚴(yán)重危害著我們的生存環(huán)境。如何實(shí)現(xiàn)煤碳的潔凈高效利用，降低污染物排放是中國這樣一個(gè)產(chǎn)煤和用煤大國的重要課題。氮氧化物NO<,x>是煤燃燒過程中釋放的主要污染物之一，電站燃煤鍋爐作為用煤大戶，是NO<,x>排放的主要控制對(duì)象。為了滿足日益嚴(yán)格的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)燃煤鍋爐都需要采取有效的脫硝措施來降低NO<,x>排放。 目前的脫硝技術(shù)主要可以分為爐內(nèi)即燃燒脫硝技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)，電站

2、鍋爐在選擇具體的脫硝技術(shù)時(shí)，必須從脫硝率和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行綜合考慮。本文通過具體的工程改造實(shí)例，并結(jié)合數(shù)值模擬方法，對(duì)幾種低NO<,x>技術(shù)進(jìn)行了研究，同時(shí)對(duì)大型電站鍋爐上應(yīng)用的各種脫硝技術(shù)進(jìn)行了全面的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。 本文針對(duì)一臺(tái)410t/h煤粉鍋爐，進(jìn)行了空氣分級(jí)改造方案的設(shè)計(jì)，并通過數(shù)值模擬方法驗(yàn)證了改造方案的可行性。該鍋爐燃用高揮發(fā)分、易結(jié)渣煤種，以往運(yùn)行過程中存在嚴(yán)重的結(jié)渣問題，為此采用復(fù)合型多功能直流燃燒技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造

3、。通過數(shù)值模擬結(jié)果表明，復(fù)合型多功能直流燃燒技術(shù)通過一次風(fēng)反切、一次風(fēng)背火側(cè)布置性能風(fēng)、增設(shè)燃盡風(fēng)等技術(shù)措施有效實(shí)現(xiàn)了爐內(nèi)水平和高度方向的空氣分級(jí)，大大降低了NO<,x>生成量，同時(shí)減弱了煤粉顆粒的貼壁趨勢(shì)，將煤粉燃燒集中在爐膛中部區(qū)域，并在水冷壁處形成保護(hù)風(fēng)膜，從而有效防止水冷壁的結(jié)渣和高溫腐蝕。該燃燒技術(shù)還能減小四角配風(fēng)不均所引起的氣流切圓偏斜，避免由于配風(fēng)不均導(dǎo)致的結(jié)渣問題。改后的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況證明該技術(shù)不僅較好的解決了鍋爐存在的結(jié)

4、渣、超溫問題，同時(shí)將NO<,x>排放量降低近40％。 本文結(jié)合一臺(tái)410t/h四角切圓燃燒煤粉爐實(shí)施煤粉再燃和SNCR改造的工程實(shí)例，介紹了高級(jí)再燃技術(shù)的整套實(shí)施方案。同時(shí)對(duì)實(shí)施煤粉再燃技術(shù)后鍋爐的燃燒、流動(dòng)和污染物生成情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況和數(shù)值模擬結(jié)果來看，通過合理控制切圓大小，并結(jié)合濃淡燃燒技術(shù)，將煤粉燃燒集中在爐膛中部區(qū)域，可以保證水冷壁附近具有較高的氧濃度，從而防止結(jié)渣和高溫

5、腐蝕。為了獲得較高的脫硝率，并盡量減少對(duì)煤粉燃盡的影響，要合理確定各層噴口(特別是再燃風(fēng)和燃盡風(fēng))高度，并在運(yùn)行過程中控制好風(fēng)量分配。 在空氣分級(jí)和煤粉再燃技術(shù)中，OFA射流和再燃射流的穿透深度，以及與主煙氣之間的混合擴(kuò)散情況是脫硝率的重要影響因素，對(duì)這兩股射流的流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究是很有必要的，OFA射流和再燃射流都屬于典型的橫流中的射流(JICF：jet in crossflow)。本文采用大渦模擬和RANS模擬方法模擬了雷諾數(shù)

6、為16600的圓形和橢圓形的JICF射流(jet in cross flow)，得到了JICF射流的中心軌跡并擬合了軌跡方程，并與前人的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。根據(jù)大渦模擬捕捉到的射流上游的剪切層渦卷、逆向旋轉(zhuǎn)渦對(duì)和垂直上升尾渦，比較了兩種射流的渦系結(jié)構(gòu)的區(qū)別，并由此分析得出橢圓形射流比圓形射流具有更強(qiáng)的穿透力。 SCR技術(shù)是一種高效的煙氣脫硝技術(shù)，本文結(jié)合國內(nèi)電廠引進(jìn)國外SCR脫硝技術(shù)的工程應(yīng)用實(shí)例，研究了SCR系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，包括各組成