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的浓淡偏差欠 氧燃烧，从而有效控制燃烧初期的生成量。 炉内横向空气分级现代切园燃烧锅炉的次风粉射流切园相对较小，甚至将水平浓淡 燃烧器的浓相煤粉小角度反切，使煤粉集中到炉膛中央。燃烧器区域的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。二次风的这种射流方式，可形成炉内 横向空气分级，实现横向煤粉浓淡偏差燃烧。即，绝大部分的煤粉在炉膛中央欠氧燃烧，极少 量的煤粉在大切园附近燃烧，水冷壁表面附近为氧化气氛。在控制的同时，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的停留时间，提高燃烧过程中的 自还原能力，部分二次风通过顶层燃烧器上部的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的空气分级燃烧。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的燃尽。 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的低燃烧技术。国内已有多台锅炉成功实施了低燃烧技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 术的改造，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的不同而有差异，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，就是日常使用的煤种变化，对低燃烧技术稳定控制 的生成带来定难度。目前我国的煤炭温度水平，由于贴壁风的存在，近壁区可保留足够的氧的存在。 二次风偏置后可使次风初始燃烧时，二次风不能过早混合进来，可形成局部缺氧燃烧，在 火焰内就进行还原，抑制产生同时二次风偏斜角度较小，在火焰末端二次风能够 充分掺混合进来，使缺氧燃烧时产生的焦炭再燃烧，保证煤粉燃尽。横向空气分级与纵向空气 分级起形成空间空气分级。 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。 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，利用欠氧燃烧生成的与 等中间产物来抑制与还原已经生成的。对于炉膛出口烟气中的，可在合适的温度 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。 图切园低燃烧技术演变过程 总的来看，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小，导致燃尽风 量偏小，空气分级深度不够，因此的排放浓度仍旧偏高，有减排的潜力 为了保证煤粉着火和燃尽，二次风采用了均等配风方式，中间空气风室喷口截面积较大， 助燃风量大，不利于抑制的生成 炉膛截面方向，次风采用反向双切圆方式，二次风射流方向与次风相同，没有形成 横向空气分级，不利于降低生成量。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 根据节的分析可知 改造有利条件 炉膛尺寸满足低氮燃烧器布置要求 燃煤挥发份较高，对降低初期生成和还原后期有利 炉膛热负荷较低，对有效控制生成有利。 改造不利条件 煤的水份较高，磨的通风量较大，煤粉初期燃烧所需的着火热较高，不利于煤粉的着火 稳燃 煤的灰熔点较低，炉膛容易发生严重结渣现象 改造范围较大，施工量较大。 结合锅炉目前状况及改造目标进行充分分析，参考以往成功经验，拟采用双尺度低 燃烧技术对锅炉进行低改造。 四双尺度低燃烧技术原理 技术概述 烟台龙源电力技术股份有限公司隶属于国电集团，具有十多年的低燃烧器改造经验， 公司的双尺度低氮燃烧技术拥有自主知识产权。该技术不仅能够解