（批复）厂1000MW超临界低NOX燃烧器改造项目可研建议报告（发改委）

燃尽风布置方案燃尽风布置是低燃烧技术最关键所在，燃尽风量选取燃尽风喷口标高位置及燃尽风喷口风速形状都会影响最终低效果及锅炉效率。

炉内采用切圆燃烧时，煤粉及空气均从四角射入炉内形成切向燃烧火球，由于火球旋转及二次风射流后期刚性较弱，火球中心部往往是个极度缺氧区域，如后期混合不强烈，特别是采用空气分级技术以后，往往造成飞灰可燃物及排放高，影响锅炉效率。

本次改造方案将原有分离燃尽风风拆除，在主燃区上方新增加层分离燃尽风。

采用与原有风相同类椭圆形燃尽风喷口，新增加风可作水平垂直摆动，随着角度变化可实现燃尽风对后期炉膛全覆盖，对煤粉后期燃尽有积极作用。

同时可作为调整炉膛火焰中心有效手段。

更换原有燃尽风与大风箱连接风道，依旧是在锅炉前后墙大风箱顶盖上开口，增大燃尽风取风口截面积，沿炉墙向上延接燃尽风道，接至燃尽风喷口处。

燃尽风道保持较大流通面积，与原大风箱相连通，形成统等压大风箱，阻力小，供风量能得到满足。

采用分区优化调试方法长期工程与研究开发实践总结，我公司采取如下技术途径双尺度燃烧过程实现是由燃烧器改造与分区优化调试法两大途径组成。

燃烧器改造后采用我公司独有分区优化调试方法进行调试，充分发挥双尺度低燃烧技术强防渣高稳燃低优势，使锅炉改造达到最优水平。

五改造方案及技术特点低燃烧系统改造方案拟采用双尺度燃烧技术对锅炉燃烧器进行较小规模改造。

改造方案燃烧器布置如图和图所示。

在炉膛竖直方向，保留原有八个燃烧器组件不变，风室隔舱不变，次风标高不变，拆除风，在主燃区上方新增分离燃尽风组件保留原有燃烧器布置方式，将磨出口浓与淡层对调，仅更换次风弯头及喷口，调整高度方向上浓煤粉与淡煤粉布置次序，喷口改为中间带稳燃钝体形式取消上面两层油点火燃烧器，仅保留最下层油点火燃烧器。

更换主燃区二次风喷口，适当减小端部风喷口和中间助燃风喷口面积采用节点功能区技术，在喷口两侧加装贴壁风。

通过调整主燃烧器区喷口面积，使风量重新合理分配，次风速和风率能够满足入炉煤种燃烧特性要求，主燃烧器区二次风量适当减小，形成纵向空气分级。

燃烧器摆动机构保持不变，可以整体上下摆动。

拆除原有分离燃尽风风，在主燃烧器区上方约米处新增层分离燃尽风，以获得足量燃尽风量，喷口可同时做上下左右摆动。

改造前诊断确定技术方案改造后分区优化调试运行考验改进完善图燃烧器改造方案立面图在炉膛水平截面方向，维持次风射流方向不变，次风仍旧为反向双切圆布置除下端部风以外，其它二次风射流改为与次风射流小角度偏置，形成横向空气分级。

图燃烧器改造方案平面图性能保证图燃烧改造后排放浓度预测结果设计煤图燃烧改造后排放浓度预测结果入炉煤综合煤质如上预测计算表明，入炉煤由于各项指标较好，特别是煤中元素较设计煤还低，对降低非常有利。

通过燃烧器改造，强化了着火和防结渣措施，煤种适应性会更好，水冷壁更清洁。

采用了上下左右均可以摆动燃烧器，可以实现炉膛出口烟温及烟温偏差调节，特别是燃尽风由层变为层，不但燃尽风量得到保证，燃尽风配风方式也可更灵活，可以有效地调整火焰中心位置，炉膛出口烟温可控制在合理范围内以后结合热力计算和模拟计算给出结果。

改造后综合指标如下表所示。

表低燃烧器改造后性能指标对比保证值改造后低燃烧状态烟气中排放浓度防渣性不结渣飞灰含碳量不升高锅炉效率不降低稳燃性能最佳吹灰吹灰频率减少锅炉参数正常调整裕量大减温水量正常氧量控制低氧运行风机电耗降低燃烧器阻力低改造范围主燃烧器拆除两层油点火燃烧器更换次风弯头及喷口二次风喷口。

分离燃尽风喷口摆动机构燃尽风箱连接风道保温护板吊挂装置及附件等。

水冷壁管屏燃尽风区域水冷壁弯管及修整管。

油枪点火器与火检保留现有油枪点火器与火检系统。

电气仪表及控制电源盘控制柜电缆等。

附属系统支吊架楼梯平台检修起吊设施防腐浇注料保温和油漆设计等。

其它整套工程对比，如表所示表脱硝技术主要技术经济指标对比序号项目单位低燃烧器液氨法尿素法指标初始排放浓度脱硝率控制浓度每年减少排放年工程初投资新增设备万元空预器引风机改造费万元建筑工程费万元安装工程费万元其它费用万元合计万元年运行成本能耗电耗费用万元设备维护费万元人工费万元液氨尿素成本万元催化剂更换成本万元合计万元经济效益脱硝成本元每年减少排污费万元单位发电增加成本元效益为正注排污费按元，液氨按元吨，尿素按元吨，电价按元，催化剂单价按元，年利用小时数按小时催化剂每三年增加或更换层燃烧器每十年更换次使用年限按年。

安全性分析几种氮氧化物控制技术安全性能不同，低燃烧系统与原有锅炉燃烧系统运行特性相似，不存在附加运行风险而由于增加了系列附属设备，由此带来诸多安全性风险。

以脱硝系统为例，其潜在下列不安全因素中毒以液氨来制备脱硝还原剂时，由于工艺设计不当检修误操作或者腐蚀等原因，会造成液氨泄漏，严重时导致人员中毒，甚至死亡。

电伤脱硝系统设备由于雷击或设备接地不良会造成损坏，并由此给工作人员带来伤害。

高压电器设备由于人员误操作及保护不当时，也会给人员带来伤害。

机械伤害脱硝系统中有风机泵类等转动机械设为可上下左右摆动喷口，大气污染联防联控机制，并以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治。

在京津冀长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置，年年底前，现役机组全部完成脱硝改造。

技术现状生成与控制机理燃煤锅炉排放主要由及微量组成，其中含量超过，约占，量只有左右。

理论上生成有三条途径，即热力型燃料型与瞬态型。

其中，燃料型所占比例最大。

燃煤锅炉控制主要分为炉内低燃烧技术和炉后烟气脱硝技术两类，其控制机理见图。

炉内低燃烧技术主要通过控制当地燃烧气氛，利用欠氧燃烧生成与等中间产物来抑制与还原已经生成。

对于炉膛出口烟气中，可在合适温度条件或催化剂作用下，通过往烟气中喷射氨基还原剂，将还原成和。

图生成与控制途径示意图控制技术介绍经过多年研究与发展，适用于燃煤电站锅炉氮氧化物控制技术主要有低氮燃烧技术选择性催化还原法选择性非催化还原法。

其中低氮燃烧技术最主要采用方法有低氮燃烧器空气分级燃烧技术燃料分级燃烧技术等手段。

根据控制要求不同，这些技术既可单独使用也可组合使用。

炉内低氮燃烧技术国内电站锅炉所采用四角切园燃烧技术主要源自美国公司，从早期集中送风高温富氧燃烧到目前多级空气深度分级燃烧，煤粉锅炉直流燃烧系统，在不同时期已发生了四次重大变化图图，将二次风喷嘴气流射向较大直径假想切园，并在顶层燃烧器上部设紧凑型燃尽风。

图，在保留二次风大偏斜基础上，采用分离燃尽风实施炉内高度方向分级燃烧。

图，将二次风大偏斜贴近水冷壁，并设置层紧凑型燃尽风与层分离燃尽风。

图，早期型燃烧器升级为型湍流燃烧器，在保留二次风大偏斜与层紧凑型燃尽风基础上，增设两组多层分离燃尽风。

与处于同水平最新型低氮燃烧技术是图，将浓淡分离型燃烧器与紧凑型燃尽风与分离多层燃尽风相结合。

图切园低燃烧技术演变过程总来看，现代低燃烧技术将煤质制粉系统燃烧器二次风及燃尽风等技术作为个整体考虑，以低燃烧器与空气分级为核心，在炉内组织燃烧温度气氛与停留时间，形成早期强烈煤粉快速着火欠氧燃烧，利用燃烧过程产生氨基中间产物来抑制或还原已经生成。

低直流燃烧器烧器首要任务是燃烧，浓淡偏差稳燃措施也有助于控制。

在煤粉喷嘴前，通过偏流装置弯头百叶窗挡块，如图使煤粉浓缩分离成浓淡两股。

喷嘴设扰流钝体，方面可卷吸高温烟气回流，另方面使浓相煤粉在绕流时偏离空气，射入高温回流烟气区域。

这样，在燃烧器钝体下游，可形成高浓度煤粉在高温烟气中浓淡偏差欠氧燃烧，从而有效控制燃烧初期生成量。

炉内横向空气分级现代切园燃烧锅炉次风粉射流切园相对较小，甚至将水平浓淡燃烧器浓相煤粉小角度反切，使煤粉集中到炉膛中央。

燃烧器区域二次风射流角度偏离次风，形成正向大切园，甚至设置贴壁风图。

二次风这种射流方式，可形成炉内横向空气分级，实现横向煤粉浓淡偏差燃烧。

即，绝大部分煤粉在炉膛中央欠氧燃烧，极少量煤粉在大切园附近燃烧，水冷壁表面附近为氧化气氛。

在控制同时，有效防止水冷壁结渣或高温烟气腐蚀。

炉内纵向空气分级为增加浓相煤粉在欠氧气氛区域停留时间，提高燃烧过程中自还原能力，部分二次风通过顶层燃烧器上部层或多层高位燃尽风喷口送入炉膛图，在炉内纵向形成大范围空气分级燃烧。

即，燃烧器区域过剩空气系数小于，并通过燃尽风完成焦炭及其它中间产物燃尽。

图低直流燃烧器图炉内横向空气分级图炉内纵向空气分级目前，国内三大锅炉厂都拥有了低燃烧技术，除此之外，哈工大烟台龙源热工院等公司也具有自主知识产权低燃烧技术。

国内已有多台锅炉成功实施了低燃烧技术改造，排放可减少约，如表所示。

低氮燃烧改造效果随煤种和锅炉结构主要是燃烧和制粉系统不同而有差异，对无烟煤和贫煤锅炉，由于燃尽难度大于烟煤，控制相对难些。

然而，有个现实问题不能忽略，就是日常使用煤种变化，对低燃烧技术稳定控制生成带来定难度。

目前我国煤炭市场还存在着严重供需矛盾，电厂很难购买到设计煤种，或接近设计煤种煤炭，这就会影响低燃烧技术改造效果日常运行往往达不到性能保证值。

这样效果会引发环保监管部门与电厂之间矛盾。

解决这类问题主要途径是煤炭市场供需关系正常化，或者在机组控制系统安装些智能化控制软件和设备。

表国内低氮燃烧锅炉案例序号电厂名称容量燃烧方式燃用煤种改前改后承担公司大唐高井切园烟煤哈工大西村电厂号切园烟煤烟台龙源国华热号切园神华烟煤西门子王滩电厂号切园烟煤烟台龙源选择性催化还原脱硝技术是国内外电站锅炉普遍采用烟气脱硝技术，其效风，在主燃烧器区上方约米处新增层分离燃尽风，以获得足量燃尽风量，喷口可同时做上下左右摆动。

改造前诊断确定技术方案改造后分区优化调试运行考验改进完善图燃烧器改造方案立面图在炉膛水平截面方向，维持次风射流方向不变，次风仍旧为反向双切圆布置除下端部风以外，其它二次风射流改为与次风射流小角度偏置，形成横向空气分级。

图燃烧器改造方案平面图性能保证图燃烧改造后排放浓度预测结果设计煤图燃烧改造后排放浓度预测结果入炉煤综合煤质如上预测计算表明，入炉煤由于各项指标较好，特别是煤中元素较设计煤还低，对