高浓度煤粉预燃式强稳燃低氮燃烧器配风组织优化

煤粉预燃低氮燃烧技术可兼顾稳定燃烧与NO_(x)排放控制,在燃煤锅炉灵活性调峰稳燃领域的应用潜力巨大。依托5 MW燃烧试验平台,研究一种带小型预燃室的高浓度煤粉预燃低氮燃烧器运行性能。通过CFD数值模拟,系统研究了一次风率、内外二次风配风与分离式燃尽风(SOFA)对燃烧器燃烧性能及污染物排放特性的影响。结合5 MW燃烧试验平台测试结果对燃烧模型进行验证验证,试验实际温度与数值计算结果的最大偏差为44℃,误差范围±3.3%,证明所选燃烧模型的准确性。研究结果表明:一次风率是影响预燃室环形回流区的关键因素,过低或过高的一次风速会分别对稳燃能力与降氮能力产生影响,在约8.8%的一次风率条件下能够保证有充足的回流量,有利于煤粉着火和排放控制;升高内二次风率能卷吸更多炉膛内高温烟气,有利于煤粉燃尽,但炉膛内部高温氧化性气氛区域增加,会导致污染物排放有所升高,约为43.5%的内二次风率能兼顾稳燃与降氮效果;采取适当比率的SOFA替代外二次风,能使得燃烧区域的含氮化合物更易被还原,从而降低排放,在23%SOFA风率下出现明显的低氮效果,NO_(x)排放为72 mg/m^(3)(6%O_(2)),与0%SOFA风率相比减排约67%。

一种稳定燃烧的烟道加热低氮燃烧器

设计了一种稳定燃烧的烟道加热低氮燃烧器,可以直接布置在烟道中燃烧加热过程空气。经燃烧模拟计算和燃烧试验验证,该烟道加热燃烧器具有火焰稳定、无熄火风险、耐高温、寿命长、调节比高、NO_x排放量低及温度均匀性高等优点,能在现场场地小、风量变化大等工况下使用。

热动力站320t/h煤粉锅炉结焦问题的治理经验总结

针对某公司公用工程中心热动力站一期320 t/h煤粉锅炉在运行过程中出现的炉膛水冷壁和燃烧器大面积结焦问题,通过了解掌握使用煤种的特点、特性,校核炉膛主要热力特性参数,分析原燃烧器在设计、运行中存在的问题后,针对性地提出了采用降低燃烧区壁面热负荷、更换防结焦型低氮燃烧器及强化吹灰运行管理等全面系统的改造思路和方案。改造方案在停炉期间实施后,经过冷态空气动力场试验、热态调试及各种典型工况下的运行试验表明:改造后燃烧器着火及时、燃烧稳定,蒸汽参数合格,锅炉长周期运行出力得到大幅提高,燃烧器及炉膛壁面结焦问题得到了根本治理,氮氧化物初始排放浓度等各项运行经济指标均达到设计要求,为解决燃用低灰熔点榆林烟煤煤粉锅炉普遍存在的问题提供了一个成功治理的实例。

锅炉低氮燃烧器技术创新与安全性能提升策略研究

随着全球能源开发利用的不断发展,能源开发利用越来越被人们重视,而化石能源所造成的大气污染问题也日趋严重。为实现“双碳”战略目标,可持续经济发展政策的落实,要求在工业企业经营过程中逐步提高锅炉低氮燃烧技术的研究工作,不断推进锅炉低氮燃烧器技术创新,从而增强锅炉低碳燃烧器的安全性能,以便能够更好地努力实现“双碳”战略目标。本文通过具体论述锅炉低氮燃烧器技术创新与安全性能的提升策略,以便能够有效提升锅炉低氮燃烧器的应用实效性。

降低管式加热炉氮氧化物排放的有效途径

石化装置管式加热炉燃烧过程中产生的氮氧化物伴随着烟气排放至大气中,对环境与人类具有较大的危害。文章介绍了某石化装置管式加热炉烟气中氮氧化物的生成机理与排放浓度计算方法,并以高热负荷管式加热炉NF-503、低热负荷管式加热炉F-101C为例,探讨了低氮燃烧器改造、降低过剩空气系数、降低热空气温度等加热炉氮氧化物减排措施的原理、适用条件与应用效果。研究结论对相关企业管式加热炉氮氧化物减排具有一定的借鉴意义。

工艺加热炉低氮燃烧技术的应用

介绍了化工行业工艺加热炉的应用情况,提出加热炉采用低NO_(x)燃烧技术的必要性和可行性,探讨了实现低NO_(x)排放的不同燃烧技术类型。结合聚酯行业热媒加热炉低NO_(x)燃烧改造案例,分析了改造前后NO_(x)的排放情况以及改造所带来的效益。结果显示,低NO_(x)燃烧技术的应用对降低化工行业工艺加热炉的NO_(x)排放有十分重要的现实意义。

低NO_(x)燃烧器改造及数值模拟分析

依托某化纤公司现役的10 MW有机热载体炉用燃气燃烧器超低氮改造项目,对有机热载体炉超低氮改造方案、改造前后的炉膛内火焰变化以及氮氧化物生成量进行整理分析,进一步对改造后的燃烧器进行适当简化后建模。通过Fluent软件对其进行数值模拟,分析氮氧化物随有机热载体炉负荷变化的生成规律,为有机热载体炉用燃烧器的超低氮改造及使用提供理论及试验案例支撑,为超低氮燃烧器的进一步优化改造提供参考。

燃烧器头部分流结构参数对热水器低氮性能的影响

本文介绍了燃烧器头部分流预混结构设计的理论分析与实验认证,基于头部结构预混微流道,实现空气的分流预混,增加侧火焰的空气系数,降低侧火焰的燃烧温度,同时通过侧火焰稳住了主火焰的燃烧,两者相互作用下不易出现离焰现象,有利于降低整个燃烧器的有害气体的排放量。由于侧火焰燃烧产物中还含有空气中的其他成分。这些气体同过剩的空气一起扩散到主火焰中,使得主火焰反应区的氧气浓度相对降低以及主火焰燃烧温度的降低,最终抑制了浓火焰氮氧化物的生成。这样,最终使得整个燃烧器的氮氧化物的排放量较低。

超级低氮燃烧技术在废酸裂解炉上的应用

作为废酸裂解炉的热能供应机构,燃烧器的结构型式、燃烧性能对废酸裂解炉的安全、环保、平稳运行有很大的影响。主要分析了燃烧器氮氧化合物的产生机理和控制措施,并以废酸裂解炉为例,介绍了超级低氮燃烧器的技术机理、设备结构及应用情况,以期为环保事业做出贡献。

低氮燃烧器的NOx排放性能及运行优化

为降低锅炉氮氧化物(NOx)排放浓度,综合利用烟气内外循环、旋流燃烧、稳焰技术等原理,本文设计出一种适合燃气锅炉的扩散式低氮燃烧器。在2.8MW燃气锅炉上进行了工业试验,同时展开了数值计算。通过工业试验及数值计算表明:燃料消耗量、过量空气系数和烟气外循环率都影响着NOx的排放浓度,但三者影响程度不同。随着锅炉燃料消耗量的增加,NOx排放浓度增加;随着过量空气系数的增加,NOx排放浓度先增加而后降低;随着烟气外循环率的增加,NOx排放浓度降低。针对本燃烧器,当烟气外循环率控制在28%~40%范围内,过量空气系数只需满足燃气充分燃烧,NOx排放浓度都会低于30mg/m3;当烟气外循环率超过40%易出现燃烧不稳定现象,低于28%时,NOx排放浓度会高于30mg/m3,不能满足排放要求。

超临界对冲旋流燃烧锅炉低氮改造

为了降低进入SCR(选择性催化还原)装置的NO_x浓度,拟对某电厂600 MW超临界锅炉进行低氮燃烧器改造,在改造前对NO_x排放浓度高的原因进行分析,同时提出3种备选改造方案并进行数值模拟研究,最后确定最优方案,即:保持原来燃烧器数量、位置不变,减小各次风的通流面积(风速不变),使主燃烧器区域过量空气系数为0.85,更换先进的低氮燃烧器,在原来的位于34.724 m标高位置的16只SOFA(分离燃尽风)风口中只保留两侧墙的6只,并在标高39.350 m处布置一层SOFA燃尽风(12个喷口)。改造后进入SCR的NO_x平均质量浓度约为400.7 mg/m^3,与数值模拟计算结果误差为12.8%,说明数值模拟计算结果具有参考意义。

600MW燃煤电厂超低排放技改方案及应用

为实现某600 MW燃煤电厂烟气污染物排放达到超低排放的目标,结合技改前烟气系统配置及布置情况,采用以低低温为核心的烟气协同治理技术路线,提出了"锅炉燃烧器低氮改造+脱硝装置(备用层加装催化剂)+烟气冷却器+低低温静电除尘器+脱硫装置(交互式喷淋及托盘)+湿式电除尘器+烟气再热器+干烟囱"的技改方案。通过提效改造后,烟气氮氧化物、二氧化硫、烟尘排放浓度分别为36.8mg/Nm^3、21.6mg/Nm^3、1.7mg/Nm^3,性能指标优于燃机排放限值。利用低低温烟气余热系统中多余的热量加热凝结水,由此可节约标煤耗0.59 g/k W·h。该项目超低排放技改方案的成功应用,可为后续类似工程技改时设计参考。

渣油加氢装置加热炉综合改造分析

渣油加氢加热炉存在过剩氧含量高,辐射室氧含量波动大,排放烟气NO_(x)浓度高以及加热炉排烟温度高、热效率低等问题。针对以上问题对加热炉系统进行了综合性改造:增设APC(先进过程控制),加热炉负压及氧含量波动明显减小,使得加热炉运行更为稳定;更换低氮燃烧器,排放烟气NO_(x)的质量浓度由80.43 mg/m^(3)降低到24.66 mg/m^(3),远低于国家排放标准(100 mg/m^(3));将热管式空气预热器升级为钢板-铸铁板组合式空气预热器,夏季排烟温度由130℃以上降低到115℃左右,加热炉热效率上升明显。经过一系列的改造,渣油加氢装置加热炉各项运行指标均得到优化,达到了节能环保的改造目的。

六角切圆燃煤锅炉低氮燃烧器改造经济性分析

对某300MW机组六角切圆燃煤锅炉进行了低氮燃烧器改造,在每个角主燃烧器上方7m处新增了3层6个燃尽风喷口,并利用Fluent软件对炉内燃烧过程进行三维数值模拟和计算。结果表明:低氮燃烧器改造前后,锅炉热效率分别为91.30%和90.70%,脱硝成本分别为0.022 0元/(kW·h)和0.016 3元/(kW·h),脱硝和锅炉效率总体成本分别为0.218 25元/(kW·h)和0.212 45元/(kW·h);低氮燃烧器改造后,炉内分级程度加深,氮氧化物排放减少,总体费用降低,节能效益明显。

元宝山电厂600 MW褐煤锅炉燃烧器低氮改造及垂直浓淡煤粉燃烧技术研究与应用

垂直超浓淡风煤粉燃烧技术,可减少着火初期供入的氧量以及强化还原性气氛进而控制NO x的生成。该技术应用于元宝山600 MW褐煤机组锅炉改造后,NOx排放大幅下降,锅炉效率不降低,汽水参数稳定,取得了良好的效果。该技术在国内有着非常广阔的应用前景。

HG-670/13.7-WM15锅炉低氮燃烧器不同煤粉浓淡比脱硝效果和燃烧特性的数值模拟

针对某电厂锅炉氮氧化物排放量超标的问题,利用前处理软件Gambit建立炉膛模型,设置相应的边界条件,利用Fluent软件对炉内NO_x生成进行了数值计算,研究了煤粉浓淡比对脱硝效果和燃烧特性的影响。结果表明:随着煤粉浓淡比的增大,NO_x排放浓度逐渐降低,并且趋于平缓,而飞灰含碳量则随着煤粉浓淡比的增大呈线性增大,建议合理的煤粉浓淡比为6。

基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造

为适应当前炼化企业加热炉安全可靠、高效经济和低污染物的运行要求,对所有排放不达标的加热炉进行低氮燃烧器的改造。从燃气燃烧过程中NO_x的形成机理出发,简述了目前低NO_x燃烧技术以及加热炉低氮燃烧器改造的前期准备工作和设计见证、制造及安装过程,并提出为了使改造后的低氮燃烧器运行能够长期达标,对其后续的应用进行研究非常必要。

石化管式加热炉低氮燃烧器的CFD研究

为适应当前炼化企业加热炉安全可靠、高效经济和低污染物的运行要求,中国石油化工股份有限公司天津分公司对所有排放不达标的加热炉进行低氮燃烧器的改造。以2号常减压装置为例,利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法研究了该装置改造后的底部低氮燃烧器结构、内部流场分布。重点分析了燃料气组分、空气过剩系数、空气预热温度、燃料气压力对排放(NO_x及CO)的影响。分析了该燃烧器的运行特点,并对燃烧器的结构设计及生产实践提出改进建议:针对燃烧器设计结构的问题建议减少喷孔或者缩小喷孔;针对燃烧器燃烧不完全建议增加燃料二次喷嘴的喷孔角度,但要确保燃料气气流不直接冲击到耐火砖斜面上;增加气枪的长度;减小或者取消三次燃料喷孔;增加带稳焰盘的中心枪。

降低不完全再生催化裂化装置烟气NO_x排放的技术改造

通过研究不完全再生催化裂化装置NO_x的生成机理,进行了汽提段、主风分布器的更换和CO焚烧炉低氮燃烧器的优化改造。生产运行表明:焦炭中氢含量下降了35%,再生烟气中NH_3含量下降了24.4%,汽提效果大幅提高;主风分布器压降下降20.9%,密相床温度下降7℃,稀相床温度下降29℃,再生烟气中CO浓度下降30.3%,稀相密度下降50%,主风分布器布气均匀、烧焦效率高,进一步减少了焦炭中氮化物转化为NH_3和HCN。脱硫塔净化烟气NO_x质量浓度由改造前220~280 mg/m^3下降为120~160 mg/m^3,平均下降了44%,实现达标排放。

W火焰锅炉低氮燃烧器的改造与解决方案

某型300MW机组采用了W火焰锅炉,机组NOx的排放浓度较高。对燃烧器、分级配风、卫燃带等设备进行了低氮燃烧方面的改造,降低了NOx的排放浓度,达到了预期目的。后期又对卫燃带进行了改造,解决了锅炉易结渣等问题。