某300MWCFB机组降低NOx锅炉改造试验研究

山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层某300MWCFB机组某300MWCFB机组降低NOx锅炉改造试验研究山西格盟国际能源有限公司蔡新春山西格盟国际能源有限公司山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层某300MW电厂针对燃用高挥发份煤种，为了在SNCR情况下满足NOx≦50mg/Nm3超低排放的要求：足NOx≦50mg/Nm3超低排放的要求：——技术路线：*运行优化调整；*控制入炉煤含硫量，优化炉内和炉外脱硫比例。*要对锅炉进行分离器、分离器出口中心筒、二次风标高、布*要对锅炉进行分离器、分离器出口中心筒、二次风标高、布风板面积、防磨梁等改造。*加装SCR山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层*统计电厂投产后几年的运行数据：相同负荷下，保证均匀给煤，均匀给石灰石，氧量在3.5%左右，平均床温在910～930℃，床温最高～980℃。NOx一般在150～，氧量在3.5%左右，平均床温在910～930℃，床温最高～980℃。NOx一般在150～280mg/m3，NOx最高300mg/m3左右。*通过对床温、一次风量、氧量、二次风量、石灰石量大量试验统计结论，得到在不同负荷下投和不投石灰石对NOx生成浓度的影响曲线为：山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层*在炉膛出口增设SCR脱销装置后，为了达到超低排放NOx≦50mg/Nm3要求，运达到超低排放NOx≦50mg/Nm3要求，运行人员常常要采用低氧方式，尤其变负荷（AGC、ACF动态工况时）氧量要控制在1.5%左右、不均匀给煤。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层*运行后果：烟气中CO浓度达300ppm左右，空气预热器腐蚀、汽压过调（超压）、床温大幅波动、受热面变形、飞灰含碳量升高、氨逃逸超标、超压）、床温大幅波动、受热面变形、飞灰含碳量升高、氨逃逸超标、空气预热器堵塞、两侧给煤管堵塞、钙硫比增多等。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层管式空气预热器发生腐蚀及结灰山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层某300MWCFB235MW工况：235MW工况：排烟温度：96℃,118℃一次风机电流：295I，304I管式空气预热器低温腐蚀山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层300MWCFB：300MWCFB：中屏低温过变形山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层某300MW：中屏过、高再变形及爆管山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层锅炉改造面临的主要难题：*考虑到引风机挡板裕度较小，所以要控制分离器的阻；*再热器减温水量较小，分离器效率不能太高，否则影响再热汽温；*要考虑大量掺烧煤矸石，粒度较粗的实际情况；*另外，还需考虑返料器的振动问题。等等------山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造主要内容1、布风板面积的缩小2、二次风口提升3、分离器改造*进口烟道流通截面积缩小*中心筒直径缩小*中心筒形式改变*中心筒高度*中心筒高度4、防磨梁适当拆除以及更换5、风帽的流通截面积调整山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层1、布风板面积的缩小布风板面积影响到一次风率、NOx的生成、床温、排渣效率等，尤其是床料的大颗粒超标严重时更为明显，所以进行了布风板面积的缩小改造。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层布风板面积缩小山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层2、二次风口的提升运行中为了降低NOx浓度，满足超低排放要求，采用控制氧量和一次风量的方法外；在炉膛高度方向上利用二次风控制，采用推迟燃烧、提高分级燃烧的比例。二次风的高度也是关键因素。燃烧的比例。二次风的高度也是关键因素。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造前下二次风口与布风板距离为1000mm,将炉前后墙8个下二次风口提高至与布风板距离2m左右与布风板距离2m左右。上二次风也要进行改进实施。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层二次风口改进前图二次风口改进后图山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层3、分离器改造分离器的分离效率对于床温的影响很大。分离效率影响的因素主要有：入口截面积（入口的速度）、出口中心筒的直径及高度。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层进口烟道流通截面积缩小进口烟道流通截面积缩小•针对运行中床温高的现状，要提高分离器入口速度，所以入口截面积需要缩小•针对中间床温高于两侧，所以中间分离器入口速度需要比两侧更大，因此2#分离器入口截面积比缩小的更多。比两侧更大，因此2#分离器入口截面积比缩小的更多。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层1#、2#、3#分离器不同规格进口烟道流通截面积缩小1#分离器2#分离器3#分离器进口烟道流通截面积缩小山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层由于床温及炉膛出口温度均较高，中心筒已经变由于床温及炉膛出口温度均较高，中心筒已经变形严重，在进行更换时，同时进行了如下改进：中心筒直径缩小中心圆柱筒改为圆锥型中心筒高度降低山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层分离器中心筒改造前后对比山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层中心筒变形严重、大修更换山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层中心筒直径缩小中心筒有效插入深度减少山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层4、防磨梁适当拆除以及更换由于采用了绝热型的防磨梁，减少了水冷壁受热面积，提高了运行床温。为了降低床温，将绝热型为了降低床温，将绝热型的防磨梁更换为导热型的防磨瓦。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层5、风帽的流通截面积调整两侧进风静压对比图山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层锅炉设计的一次风至风室的进风方式是左右侧两侧进风，此种进风方式中间静压高、两侧静因此锅炉设计中所有的风帽通风截面积均一致，针对运行中呈现床温中部高两侧低的规律，侧两侧进风，此种进风方式中间静压高、两侧静压低。为了改善床温的均匀性，进行了风帽流通截面积不一致调整，即中部分若干区域适当缩小。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层风帽的流通截面积调整山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层冷态布风板风速均匀性测量数据山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层冷态风帽小孔风速均匀性测量数据山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层风帽流通面积调整后，通过冷态布风板风速测量及风帽小孔风速测量的数据显示，有个别点偏差比较明显，整体情况风速均匀。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造前在高负荷工况时，不投SNCR时NOx浓度为170mg/Nm3改造效果改造前在高负荷工况时，不投SNCR时NOx浓度为170mg/Nm3左右。投SNCR条件下NOx浓度一般在80mg/Nm3左右，不能保证满足了超低排放对NOx浓度的要求。改造后高负荷工况下，不投SNCR时NOx浓度为110mg/Nm3左右。不同负荷下投SNCR条件下NOx浓度基本上在30mg/Nm3左右。不同负荷下投SNCR条件下NOx浓度基本上在30mg/Nm3左右，可以满足了超低排放对NOx浓度的要求，使电厂不用上SCR设备，节约了改造费用。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造前在高负荷或变负荷工况时，为了将NOx浓度控制在改造效果改造前在高负荷或变负荷工况时，为了将NOx浓度控制在50mg/Nm3以下，必须将氧量控制在1%～2%，CO浓度达300PPm左右，飞灰含碳量增大，空气预热器腐蚀速度加快。改造后在高负荷或变负荷工况时，运行中氧量控制在2%～3%，CO浓度达60PPm左右，NOx浓度可以控制在50mg/Nm3以3%，CO浓度达60PPm左右，NOx浓度可以控制在50mg/Nm3以下。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造效果改造前锅炉床温偏高，且偏差较大，原设计床温为850-930℃，现在#1锅炉中部偏右侧床温平均达970℃，最高达1025℃，偏差值最高达150℃。150℃。改造后床温降低效果明显，平均降低15℃。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造前后床温对比山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造效果改造后分离器效率有着显著的提高，改造前后负荷从180MW～300MW变化情况看，分离器阻力从0.5kPa～1.7kPa提高到0.7kPa～1.95kPa，分离器阻力略增加200Pa。分离器阻力略增加200Pa。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造效果改造前为了控制床温偏差，常常炉内两边的给煤机转速较大，中间的给煤机在40%左右；改造后不同负荷下，各给煤机可以均匀给煤，燃烧及床温及均匀性大大提高，石灰石耗量降低烧及床温及均匀性大大提高，石灰石耗量降低。山西省太原市府西街69号国贸中心A座40－42层改造效果改进后由于分离器分离效率的提高，尾部烟气中浓度有所降低，低过、低再、省煤器和空气预热器的磨损速度有所降低。由于布风板面积减小，对于超标大颗粒的排出由于布风板面积减小，对于超标大颗粒的排出能力提高，增加了锅炉的可靠性。