（立项建议）厂1000MW超临界低NOX燃烧器改造项目投资可行性立项报告（审核材料）

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，其效率可大于，且受入口基准浓度影响较小。

目前，国内新建燃煤机组，基本配套高灰型装置，脱硝效率通常为，初装两层催化剂时系统阻力不大于。

般情况下，如果增加锅炉烟道阻力约，则需提高引风机压头。

工艺需在烟道上增设个反应器图，催化剂是核心。

催化剂在与烟气接触过程中，受到气态化学物质毒害飞灰堵塞与冲蚀磨损等因素影响，其活性逐渐降低。

通常年增加或更换层催化剂。

如采用液氨作还原剂，液氨储存量超过即成为重大危险源，就需要考虑氨区内外安全距离，至少约需场地空间，且须经过安全环保与消防等机构评估。

图高灰型脱硝系统选择性非催化还原技术在炉膛出口与屏式过热器附件烟气温度约区间，向炉内喷射氨水或尿素溶液图，将高温烟气中直接还原成无害和图。

技术脱硝效率约为般机组容量越大，脱硝效率越低，氨逃逸浓度可控制在以下，适用于减排要求相对较低情况。

系统脱硝效果受到炉膛内温度场速度场以及脱硝还原剂喷射均匀性等因素影响，其中如何将还原剂送入炉内合适位置起决定性作用。

根据炉内温度场与流场特点，将墙式气液两相流喷枪可多层布置在炉膛出口附近与可伸入炉膛多喷嘴喷枪相结合，以适应锅炉负荷波动所引起烟气温度场变化。

图装置喷射装置图脱硝反应机理控制技术小结国内有几十家电厂多台机组进行了低氮燃烧技术改造，烟煤锅炉排锅，炉膛容积热负荷较低，燃尽高度较大，燃烧器和大风箱布置方式适合进行双尺度低燃烧改造，采用高位燃尽风布置，实现深度空气分级燃烧。

另外，锅炉实际燃用煤质挥发份含量高，为较易着火易燃尽结渣较重煤，很适合采用炉内以空气分级为主双尺度低燃烧技术，减少生成与排放，并可保证煤粉较好燃尽，保证较高效率。

总体而言，国电泰州电厂是适用双尺度低燃烧系统改造典型工程。

改造之后可实现排放浓度不高于目标，同时保证高效稳燃防结渣各项指标。

基中间产物来抑制或还原已经生成。

低直流燃烧器燃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，有效防止水冷壁立项依据政策背景我国次能源结构中约由煤炭提供，每燃烧吨煤炭，约产生氮氧化物。

据中国环保产业协会组织中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告统计显示，年火电厂排放总量已增至万吨，约占全国排放总量。

在普遍安装高效率脱硫装置后，电站锅炉排放已成为主要大气污染固定排放源之。

火电厂氮氧化物防治技术政策主要条款为了贯彻执行中华人民共和国大气污染防治法，防治火电厂氮氧化物排放造成污染，改善大气环境质量，保护生态环境，促进氮氧化物控制技术进步，实现火电机组氮氧化物控制目标，国家环境保护部制定了火电厂氮氧化物防治技术政策，并于年月日正式颁布实施。

本技术政策在氮氧化物防治技术路线低氮燃烧技术和烟气脱硝技术等方面作了明确规定，其主要条款如下氮氧化物防治技术路线第条倡导合理使用燃料与污染控制技术相结合燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合综合防治措施，以减少燃煤电厂氮氧化物排放。

第条燃煤电厂氮氧化风，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。

其它整套工程设计设备制造含现场制作设备及材料供货运输安装工程指导监督技术服务人员培训调试试验及整套系统性能保证和售后服务等。

表燃烧器改造设备清单序号项目规格和型号单位数量主燃烧器次风弯头耐磨铸钢件次风喷口耐热铸钢件二次风喷口耐热铸钢件贴壁风喷口耐热铸钢件三燃尽风燃尽风喷口耐热铸钢件燃尽风本体套复合摆动机构套挡板风箱套连接风道套补偿器套四水冷壁开孔燃尽风区域管屏套五仪控风门气动执行器台摆动气动执行器台六其它燃烧器保温硅酸铝盐棉针刺毡保温辅材包装型钢楼梯平台套六结论国电泰州电厂超超临界燃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基中间产物来抑制或还原已经生成。

低直流燃烧器燃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