循环流化床锅炉超低排放流场调控技术
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完成单位:中煤陕西榆林能源化工有限公司
登记编号:ZSXC-2023-SH-1-073
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
付来利、杨瑞星、鲁立波 、于常有、 闫晓伟、 代文虎
1、成果简介
随着环保要求形势的日趋严峻,作为排放大户的火力发电厂在排放指标方面要求更加严格,高效二次风改造作为流化床锅炉低氮改造的主流,各厂家改造主体思路和方法大同小异,但改造效果却大相径庭,同一个公司改造业绩有失败也有成功。本项目通过实际运行工况勘察,“对症下药”,运用流场调控技术,对锅炉二次风口、返料口、喷枪布局等进行局部改造,通过物料流场、空气流场、尿素溶液流场的调控实现减少NOx原始产生量,从源头减排;对SNCR脱硝系统进行优化,提高了SNCR脱硝效率,减少脱硝剂用量。改造后锅炉效率及安全性未受影响,投资为国内同类技术的十分之一,施工周期为三分之一。我公司三台炉节约投资成本2436.32万元,并且相比同类型技术,年可节约运营成本235.2万元。该技术已在其它单位八台循环流化床锅炉上得到验证,内涵技术可以分布提取单项应用,科学价值大,具有很大的推广价值,经济社会效益高,该技术通过陕西省石油和化学协会成果鉴定,评价达到国际先进水平。
2、主要创新点
(1)二次风口加装导向板:
原二次风口向下倾斜30 º,在10个二次风口处加装水平导流板,使二次风呈水平方向进入炉膛,二次风上移后增大还原区域容积80m3左右,降低了NOx生成量;而且二次风不与一次风对冲,阻力减小,穿透能力增强,缓解了流化床锅炉中心缺氧的固有缺点;加装导流板后风口通流面积减小,风速增加1/4,刚性增强,增加二次风穿透能力,改善流化床锅炉中心缺氧问题,使燃烧温度场均匀,进一步减少NOx生成量;二次风水平方向进入后,避免了二次风携带物料直冲风帽造成磨损。
(2)尿素喷枪移位:
因循环流化床锅炉炉膛烟气流向两侧进入旋风分离器入口烟道,考虑烟气冲刷烟道外侧,易造成尿素溶液喷射距离缩短,尿素贴墙,尿素利用量低,脱硝效率低。内侧为背风侧,尿素溶液射程长,有利于与烟气充分混合,提高尿素的利用率,将原水平烟道外侧的下部3支喷枪移到内侧,并把原废除SCR部分1支喷枪移到内侧,内侧4支喷枪更有利于烟气混合充分,对喷枪位置进行优化选择试验,确认最佳脱硝点,进一步提高脱硝效率,脱硝效率由原来的40%增至86%。
(3)喷枪伸出炉墙:加强烟气混合,避免尿素贴壁形成结晶,将喷枪伸出炉墙10cm,用浇注料进行防护,防止磨损。
(4)返料口加装导流平台:用浇注料在其下口部打一平台,使返料水平射出,喷洒面积大,分配均匀,消除因返料造成的床料流化不均造成床温不均匀,局部温度高问题,进一步降低NOx生成量,而且防止因返料集中冲击风帽造成磨损,提高了锅炉的安全性。
(5)返料风室加装均压管:设计了均压配风管,将返料风管加长至风室中部,在上面开4个口,消除风室内部的涡流区,避免造成返料流化不良,返料不畅,影响返料,床温升高且波动大,进一步降低NOx生成量。