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国电山东石横发电厂4机组低氮燃烧器改造及对锅炉运行的影响
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1 国电山东石横发电厂#4 机组 低氮燃烧器改造及对锅炉运行的影响 山东省肥城市 国电石横发电厂,李士强,王锋 摘 要:石横电厂#4 机组于 1997 年 11 月建成投产发电。#4 机组炉膛出口 NOx 排放浓度约 650mg/Nm3,高于国家标 准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)。从机组现状、并根据即将实施的新版《火电厂大气污染物排放标 准》(GB13223-2011)与《2009-2010 年全国污染防治工作要点》要求等考虑,#4 机组需要采取措施使之具备 200mg/Nm3 以下的 NOx 排放水平。通过利用#4 机组 A 修机会,对#4 机组进行低氮燃烧器改造,低氮燃烧器改造主要是对喷燃器和二 次风进行改造,在改造后通过调试,使炉膛出口的 NOx 排放浓度达到 200mg/Nm3 以下,锅炉飞灰含碳量、锅炉效率等指 标达到设计要求,针对改造后主再热蒸汽温度波动较大的问题通过调试得到改善,基本达到正常调节要求。 关键词:锅炉; 低氮燃烧器; 改造; 运行; 影响 引言 氮氧化物是大气主要污染物之一,是光化学烟雾污染、城市灰霾天气、大气酸沉降等一系列环境问题的 重要根源。由于氮氧化物可以在大气层中长距离输送,其引起的全球性或区域性污染问题也日益凸现。当前 我国经济发展迅速,随着各部门能源消耗量不断增加,氮氧化物的排放量居高不下,酸雨污染已由硫酸型向 硫酸、硝酸复合型转变,城市大气环境形势依然严峻,区域性大气污染问题日趋明显。每燃烧一吨煤炭,约 产生 5~30kg 氮氧化物。电站锅炉已成为主要的大气污染固定排放源之一。 为相应国家的环保政策,使我厂先运行机组 NOx 排放浓度不大于 200mg/Nm3 排放标准。我厂六台机组将 进行低氮燃烧器改造,2012 年在#4 机组的 A 修过程中首先对#4 锅炉进行了低氮燃烧器改造。 1 电厂生产过程中氮氧化物形成的机理 在氮氧化物中, NO 占有 90% 以上,二氧化氮占 5%-10% ,其产生机理一般分为如下三种: 热力型: 燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多 维奇 (Zeldovich) 反应式表示。 随着反应温度 T 的升高,其反应速率按指数规律增加。当 T < 1500 ℃ 时 ,NO 的生成量很少, 而当 T > 1500 ℃ 时 ,T 每增加 100 ℃ , 反应速率增大 6-7 倍。 瞬时反应型 ( 快速型 ): 快速型 NOx 是 1971 年通过实验发现的。 在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时, 在反应区附近会快速生 成 NOx 。由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的 CH 自由基可以和空气中氮气反应生成 HCN 和 N , 再进一步与氧气作用以极快的速度生成, 其形成时间只需要 60ms , 所生成的与炉膛压力 0.5 次方成正比 , 与温度的关系不大。 燃料型 NOx : 由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。 由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度, 在 600 - 800 ℃ 时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧 NOx 产物中占 60 - 80 %。在生成燃料型 NOx 过程中,首先是含有氮 的有机化合物热裂解产生 N、CN、HCN 和等中间产物基团,然后再氧化成 NOx 。由于煤的燃烧过程由挥发份

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