焦炉煤气锅炉低氮燃烧技术的试验研究.docx

焦炉煤气锅炉低氮燃烧技术的试验研究工作压力：5.83MPa；给水温度：200；排烟温度：160；燃料（焦炉煤气）：16000Nm3/h。锅炉标高22.57m，炉膛为5.81某5.81m的正方形，采用正四角直流式煤气燃烧器，假想切圆直径500mm。锅炉改造前氮氧化物排放浓度为200-250mg/m3（O2浓度约9%-10%），折算至O2=3%条件下约为350-400mg/m3左右。3.2实施低氮燃烧的主要手段3.2.1低氮燃烧器本次改造采用的低氮燃烧器设计有三级喷枪，中心一级，四周两级，风箱与燃烧器一体设计。新燃烧器需要最大的开孔尺寸为直径810mm，原水冷壁开孔尺寸为直径840mm，所以无需对原水冷壁开孔进行更换，保留原燃烧器的火检及风道风门。每个燃烧器安装有一个高能点火枪和两个观火镜。3.2.2烟气再循环系统烟气再循环技术能有效降低火焰温度，稀释氧气浓度，降低燃烧速度，可以减少热力型NO某生成。研究表明，随着烟气循环量的增加，NO某降低率升高，较为合理的烟气循环量为15%左右，且火焰稳定性受循环量影响较大。从引风机出口引一路烟气到鼓风机入口前，通过烟气再循环管路上的电动调节阀，调节进入炉膛的烟气量。3.2.3燃尽风系统（SOFA）将燃烧所需的空气量分成两级送入炉膛，使主燃烧区内过量空气系数在0.81，燃料先在富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，延迟了燃烧过程，在还原性气氛中大量含氮基团与NO某反应，提高了NO某向N2的转化率，降低了NO某在这一区域的生成量。将燃烧所需其余空气通过布置在主燃烧器上方的燃尽风喷口送入炉膛，在供入燃尽风以后，成为富氧燃烧区，在富氧的状况下燃尽为反应的碳氢化合物。由于该区域温度较低，不会增加NO某的生成。从锅炉两侧的风箱分别引一路助燃空气至9.4m标高处的燃尽风风口，使未能充分燃烧的燃气充分燃烧。四、试验结果分析4.1烟气再循环对NO某排放浓度的影响将锅炉负荷维持在一定范围内，尽量维持氧量平穩，调整再循环烟气挡板门开度，并调整鼓风机入口风门及引风机出口风门开度，调整再循环烟气量。测试锅炉NO某排放浓度。随着烟气再循环风门开度的增加，NO某的排放值有所下降，下降的幅度相对较小。试验表明烟气再循环对焦炉煤气锅炉降低氮氧化物的效果有限。4.2燃尽风系统对NO某排放浓度的影响将锅炉维持在一定的负荷范围内，调节燃尽风风门开度，改变燃尽风量相对总风量的比例。测量锅炉NO某排放浓度。在调试过程中受到锅炉氧量的影响，燃尽风系统对锅炉降低氮氧化物的浓度作用不明显。4.3低氮燃烧器调试运行在锅炉不同负荷下，通过调节的锅炉引风机和鼓风机将锅炉炉膛出口负压和炉膛氧量控制在合适范围内，调节燃尽风电动风门和烟气再循环风门，控制锅炉NO某排放值。锅炉在低于7MW的负荷下运行，通过调整烟气再循环以及燃尽风风量，在炉膛氧量低于1.5%时，可以将NO某折算值控制在100mg/Nm3以内。高负荷时，炉膛氧量控制3%以内，通过低氮燃烧系统后，锅炉NO某折算值低于150mg/Nm3。对比改造之前，低氮燃烧系统能够使NO某排放值降低60%以上。五、结论1、低氮燃烧系统能够降低锅炉氮氧化物排放浓度60%以上，将锅炉NO某控制在150mg/Nm3（折算至O2=3%）以下。低负荷通过控制锅炉炉膛氧量能够将排放值降低到100mg/Nm3（折算至O2=3%）以下。2、烟气再循环对焦炉煤气锅炉降低氮氧化物排放作用有限。3、燃尽风系统对锅炉降低氮氧化物作用不明显。