技术介绍 经过多年研究与发展，适用于燃煤电站锅炉的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的四角切园燃烧技术主要源自美国公司，从早期的集中送风高温 富氧燃烧到目前的多级空气深度分级燃烧，煤粉锅炉的直流燃烧系统，在不同时期已发生了四 次重大变化图烟台龙源电力技术股份有限公司国电泰州电厂机组锅炉低燃烧器改造可研报告 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的基础上，采用分离的燃尽风实施炉内 高度方向的分级燃烧。 图，将二次风大偏斜贴近水冷壁，并设置层紧凑型燃尽风与 层分离的燃尽风。 图，早期的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。 与处于同水平的最新型低氮燃烧技术是图，将浓淡分离的型 燃烧器与紧凑型燃尽风与分离的多层燃尽风相结合。 图 收到基全水分 空气干燥剂水分 收到基挥发分 干燥无灰基挥发分 收到基低位发热量， 哈氏可磨系数 灰变形温度 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的中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告的统计显示， 年火电厂排放的总量已增至万吨，约占全国排放总量的。在普 遍安装高效率脱硫装置后，电站锅炉排放的已成为主要的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的污染， 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的规 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 合的综合防治措施，以减少燃煤电厂氮氧化物的排放。 第条燃煤电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜因煤制宜因炉制宜，依据技 术上成熟经济上合理及便于操作来确定。 第条低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。当采用的限值。新版国标规定到年月日现有 火力发电厂都将执行以上标准。按照此标准，国内大部分燃煤机组都需要进行脱硝改造。 其它政策规定 污染排放费已成为补偿治理成本的重要手段。现行排污费征收标准管理办法国务院令 字第号执行零排放收费政策，按元污染当量收费。江苏省颁布关于 调整排污费征收标准的通知苏价费号，苏财综号，从年月日 起，废气排污费征收标准由元污染当量提高到元污染当量。相比于美国约元人 民币的收费标准，国内排放收费标准可能还会大幅度提高。 十五规划提出，与年相比，主要污染物排放总量要降低，为此要求新建机组 采用低氮燃烧技术，预留烟气脱硝装置，对老机组进行脱硝改造。 环境保护部办公厅函年全国污染防治工作要点要求，继续做好京津冀地区大 气污染防治，推动长三角珠三角地区建立大气污染联防联控机制，并以火电行业为重点，烟台龙源电力技术股份有限公司国电泰州电厂机组锅炉低燃烧器改造可研报告 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 燃煤锅炉排放的主要由及微量组成，其中含量超过，约 占，量只有左右。理论上的生成有三条途径，即热力型燃料型与瞬态 型。其中，燃料型所占比例最大。 燃煤锅炉的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的燃烧气氛，利低氮燃烧技术 后，氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。 低氮燃烧技术 第条发电锅炉制造厂及其他单位在设计生产发电锅炉时，应配置高效的低氮燃烧 技术和装置，以减少氮氧化物的产生和排放。 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,烟台龙源电力技术股份有限公司国电泰州电厂机组锅炉低燃烧器改造可研报告 第条新建改建扩建的燃煤电厂，应选用装配有高效低氮燃烧技术和装置的发电 锅炉。 第条在役燃煤机组氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求的电厂，应进行 低氮燃烧技术改造。 烟气脱硝技术 第条位于大气污染重点控制区域内的新建改建扩建的燃煤发电机组和热电联产 机组应配置烟气脱硝设施，并与主机同时设计施工和投运。非重点控制区域内的新建改建 扩建的燃煤发电机组和热电联产机组应根据排放标准总量指标及建设项目环境影响报告书批 复要求建设烟气脱硝装置。 第条对在役燃煤机组进行低氮燃烧技术改造后，其氮氧化物排放浓度仍不达标或不 满足总量控制要求时，应配置烟气脱硝设施。 新国标火电厂大气污染物排放标准氮氧化物排放浓度限值 根据国家环境保护部发布的最新版火电厂大气污染物排放标准征求意见稿二次征 求意见稿，新国标火电厂大气污染物排放标准即将于颁布实 施，取代目前的火电厂大气污染物排放标准。对氮氧化物控制提出了更高 的要求，即在重点地区燃煤锅炉氮氧化物排放浓度执行的特别排放限值在非 重点地区年月日之后建成投产或通过环评审批的燃煤锅炉氮氧化物排放浓度执 行的限值，其它的执行比 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 每年减少的排放年 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 每年减少的排污费万元 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的安全性能不同，低燃烧系统与原有锅炉燃烧系统运行特性相 似，不存在附加的运行风险而由于增加了系列附属设备，由此带来诸多安全烟台龙源电力技术股份有限公司国电泰州电厂机组锅烟台龙源电力技术股份有限公司国电泰州电厂机组锅炉低燃烧器改造可研报告 提供技术支持，为本工程设计的锅炉是超超临界变压运行直流锅炉，采用П型布置单炉膛 次中间再热低燃烧器和燃烧技术反向双切园燃烧方式，炉膛为内螺纹管 垂直上升膜式水冷壁，循环泵启动系统调温方式除煤水比外，还采用烟气分配挡板燃烧器 摆动喷水等方式。锅炉采用平衡通风露天布置固态排渣全钢构架全悬吊结构。 本机组制粉系统采用台中速磨煤机正压直吹式制粉系统，锅炉工况时，台运行 台备用，每台磨煤机带层只煤粉燃烧器。 表锅炉主要参数表 项目单位 过热蒸汽流量 过热蒸汽出口压力 过热蒸汽出口温度 再热蒸汽流量 再热器进口蒸汽压力 再热器出口蒸汽压力 再热器进口蒸汽温度 再热器出口蒸汽温度 省煤器进口给水温度 燃料特性 电厂设计煤种为神华煤，校核煤种为同忻煤和兖州煤。煤质分析数据及灰份组成如表。 表设计和校核煤种的煤质及灰成分分析表 名称及符号单位设计煤种 神华煤 校核煤种 入炉煤种兖州煤同忻煤 元 素 分 析 收到基碳 收到基氢 收到基氧 收到基氮 收到基全硫， 收到基灰分炉低燃烧器改造可研报告 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的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备。在运行和检修过程中如果操作不当或 设备布置不当时，均有可能给工作人员造成伤害。 其它伤害包括钢平台及钢楼梯踏板造成人员滑倒人员在高处作业时的跌倒等。 改造实施条件分析 以上几种适用于燃煤电站锅炉的氮氧化物控制技术为电站锅炉的脱硝改造奠定了坚实的技 术基础，但各种技术的适用范围占地空间改造范围不同，如表所示。 表脱硝技术实施条件对比 序号项目低氮燃烧器液氨法 适用范围很广有限较广 影响因素炉膛大小煤种改造空间炉温原料供应煤种烟温原料供应改造空间 改造范围 燃烧器喷口二 次风箱燃尽风 组件 炉膛上部炉外附 属设备 尾部烟道空预器 引风机基建 占地空间很小较大很大 施工周期天天天 原料供应要求低要求高要求高 综上所述，双尺度低燃烧技术与传统的和等烟气脱销技术相比，具有投 资运行成本低维护量小适用范围广施工范围小改造周期短等优点。 二工程概况 概述 为响应国家环保政策，国电泰州电厂发电机组，计划进行锅炉燃烧系统改造，