三期低NOx燃烧器改造讲课

实际煤种对比

从7月12日用煤来看，较为接近设计煤种，基本满足调整 要求，调整期间可以采用此类煤种。 实际的硫分较设计偏高，近似高硫煤。
燃烧调整的组成

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Байду номын сангаас
冷态调整试验
目的：
• 通过冷态磨煤机风量标定，一次风速调平、二次风风门挡板特 性和空气动力场试验等，了解燃烧器出口的气流形态和锅炉动 力场气流分布形态，观察气流是否直接冲刷炉墙，判断气流形 成切圆直径的大小、形状及位置是否合适，为锅炉热态运行提 供参考。
快速型NOx
• 碳氢化合物燃烧过程中分解的CH，CH2和C2等基团破坏 了空气中的N2分子键，并经反应生成HCN，NH和N等原 子基团，它们再与O，OH等基团反应生成NO • 快速NOx只有在富燃的情况下，即碳氢化合物较多，氧 浓度相对较低时才发生
燃料型NOx
• • 影响因素多，反应复杂，因而至今对其反应机理的认识还不够完善 有文献认为，从燃料N向NO的转换是由两个互相竞争的过程所决定的。这 两个过程是：由燃料N在高温下分解生成含有N原子的中间生成物I（主要是 N、CN、HCN、和NHi等化合物），然后I和含有氧原子的反应物R（如O、 OH、O2等）反应生成NO，或者和NO反应而使之还原为N2，即 I＋R→NO＋… 燃料N → I＋NO→N2＋… • 另一种理论认为燃料N高温分解主要生成HCN，HCN氧化后生成NO，同时 NO又被HCN还原生成N2，即 O2 → NO → N2＋… • 燃料－N → HCN → NO→N2

包括：
• 燃烧器挡板灵活性和燃烧器摆角灵活性的检查（确保调整 。 手段可用）； • 一次风流量测量装置标定试验和一次风速调平试验（确保 各喷口流速均匀）； • 二次风门挡板特性试验和SOFA风门挡板特性试验（提供挡 板特性曲线，服务于正式燃烧调整）； • 空气动力场火花示踪试验（确保炉内流场均匀）。
• 新型M-PM燃烧器是在普通型低NOx燃烧器（PM、A-PM）的基础上 开发、验证的。
PM燃烧器-垂直浓淡
PM燃烧器-垂直浓淡
哈锅直流燃烧器-水平浓淡
M-PM燃烧技术的组成
• 单只M-PM燃烧器——降低初始阶段NOx生成 • 炉内A-MACT（Advanced-Mitsubishi-AdvancedCombustionTechnology）系统，即炉内还原燃烧系统—— 分层燃烧
三期低NOx燃烧器改造 【培训资料】
讲课人：
目录
• NOx生成机理 • M-PM燃烧技术 • M-PM燃烧调整
NOx生成机理
• • • • 燃烧过程中NOx的生成机理 NOx生成的三种主要方式： 热力NOx, 它是助燃空气中的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物。 燃料NOx，系指燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮 氧化物 • 快速NOx，指碳化氢系燃料在燃烧时分解所产生的中间产物和N2反 应生成的氮氧化物
热态调整试验
目的： • MPM燃烧改造后，为了进一步挖掘潜力，节能降 耗，提高机组运行经济性，需要对改造后机组进 行燃烧优化调整试验。 • 通过锅炉燃烧优化调整试验，使锅炉燃烧情况得 到改善，提供最佳运行方式。
。 • 并提供不同负荷下的二次风挡板开度和风箱差压
曲线，以便电厂能够自动化运行。 包括： • 准备性试验及正式燃烧调整试验。
• 上述三种氮氧化物的组成随燃料含氮量不同而有差别。对于燃煤， 通常燃料 • NOx占70% - 85%，热力NOx占15% - 25%，其余为少量的快速NOx
热力型NOx
• 高温下空气中的N2氧化的产物，其主要反应如下 O＋N2→NO＋N N＋O2→NO＋O N＋OH→NO＋H • 以上反应的活化能很大，且生成速度与燃烧温度的关系密切 • 当燃烧温度低于1500℃时，热力NOx生成量极少 • 控制热力NOx 的关键在于降低燃烧温度水平，避免局部高温，同时 降低氧气浓度
调整思路
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关小周界风 60~70%→20~40% 提高风箱差压 0.4kPa→0.6~0.7kPa→1~1.5kPa 关小OFA风 70%→40%→15~20% 开大SOFA风 20~27%→40%→60%及以上 变化燃烧器摆角 50%→58~75%（-5~-15°） 变化SOFA摆角 50%→33~25%（+10~+15°） 降低一次风率 确定最佳煤粉细度
M-PM燃烧技术简介
背景
• M-PM（Multiple-Pollution-Minimum）含义为“多相污染物最小”。 • 2012年哈尔滨锅炉厂有限责任公司(以下简称哈锅)与三菱重工签定 技术转让协议，成功引进了由三菱重工开发、并已在实际电厂中采 用的最先进的M-PM燃烧器技术，从而哈锅能向中国国内广大客户 提供这一新技术及服务。 • 新型M-PM燃烧器是在普通型低NOx燃烧器（PM、A-PM）的基础上 开发、验证的，于2008年研发，自2012年下半年至2013年年初开始 在实际机组中采用并进行了燃烧性能试验。现阶段国内投运MPM的 电厂包括三河、嘉华、玉环、金陵、岳阳等。
单只燃烧器特性
A-MACT炉内还原系统
M-PM燃烧调整
改造设计煤种
调整期间的煤种要求
• 岳阳#6机组MPM改造工程的燃烧煤种为70%烟煤+30%贫煤。 • 锅炉性能验收试验使用的煤种应符合设计煤种，其工业分 析的允许变化范围为： • 干燥无灰基挥发份 △＝±5%（绝对值） • 收到基全水分 △＝±4%（绝对值） • 收到基灰份 △=+5%；-10%（绝对值） • 收到基低位发热量 △＝±10%（相对值） • 试验煤质在此范围内变化不对试验结果进行额外煤质修正。 • 同样，在调试期间，煤质的变化范围要满足上述要求。
煤粉燃烧生成NOx—机理复杂
• 既存在挥发分的单相燃烧，又有焦碳的多相燃烧，因而这时的燃料 NOx应包括挥发分中的N生成的NO和残留在焦碳中的N生成的NO这 两个部分 • 挥发分中的氮化合物主要有HCN和NH3，两者的比例不仅取决于煤 的挥发分，而且与N和碳氢化合物的结合状态等化学性质有关 • 在典型的煤粉燃烧条件下，挥发分NOx约占燃料NOx的60-80% • 相比挥发分NOx，焦碳NOx的生成机理更为复杂。焦碳NOx的生成速 率与焦碳中的N含量、氧浓度和温度、煤颗粒孔隙结构及颗粒反应 表面积等因素有关。同时，焦碳表面和CO等还原性气体对已生成的 NO会产生还原分解作用，使燃料NOx减少
推荐的基本工况

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谢谢！
准备性调整试验

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正式燃烧调整试验

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现阶段工况
#6炉7月15日500MW工况及 17日320~350MW工况，有以下特 点： • 低负荷下SCR入口NOx含量A侧约300mg/Nm3，B侧约 270mg/Nm3，平均285mg/Nm3。 • 高负荷下SCR入口NOx含量A侧约230mg/Nm3，B侧约 240mg/Nm3，平均235mg/Nm3。 • 低负荷下风箱差压维持在0.37~0.46kPa，SOFA风各角风箱 。 压力不均 （MPM二次风喷嘴设计通风阻力为1.47kPa）。 • 低负荷下周界风开度为60~70%，AUX风开度为50%，OFA 风开度为70%，SOFA风开度为20~27%（初期供氧偏大，后 期供氧偏小，OFA开度偏大）。 • DCS上无CO测点，无法检测CO含量（建议增加测点，确定 化学未燃尽程度）。