低NOx燃烧技术在天津石化6号炉上的应用

　　天津石化热电厂#6炉为410t/h锅炉机组，杭州锅炉厂生产的NG-410/9.8-M6型燃煤、高压、自然循环、固态排渣炉。燃烧器为直流燃烧器，四角切圆燃烧方式，从下至上共布置三层一次风煤粉燃烧器喷口，五层二次风喷口，一层三次风喷口。采用钢球磨煤机中间储仓式热风送粉制粉系统，每台锅炉配有两台磨煤机。锅炉设计煤种为烟煤。
　　目前锅炉氮氧化物排放量一直处于较高水平，平均NOx排放值基本在650mg/Nm3以上，未能达到国家排放标准。因此有必要对锅炉的燃烧系统整体进行"节能减排"技术改造。
　　1详细改造方案
　　1.1采用高位燃尽风系统
　　将有组织燃烧风量沿炉膛垂直方向分级供入，主燃区有组织空气量与理论空气量的比值由原来λp=1.2变为λp=0.84～0.9。在主燃烧器上方布置8只燃尽风喷口，整个燃尽风喷口在燃烧器区上部相同的水冷壁角部位置开出燃尽风安装口，燃尽风量占总空气量约为25%，燃尽风喷口风速48m/s～50m/s。各个燃尽风喷口的供风风道均由相对应的各角主二次风道引出分别向燃尽风喷口供风，保证供风阻力小，运行中燃尽风喷口风量均由各自独立的风门挡板及电动执行器进行自动控制。
　　1.2主燃烧器区二次风喷口的设计
　　主燃烧器区二次风喷口面积进行相应缩小，保证出口的二次风风速达到设计值。保证最下层较大二次风喷口面积，使其具有较大出口二次风动量，起到在最下层托粉的作用，减少炉膛底部的掉渣量和大渣的含碳量。二次风切圆布置没有改变，与原设计相同。
　　1.3水平浓淡风煤粉燃烧器的设计
　　采用高浓缩比水平浓缩低NOx煤粉燃烧器来改造一次风主燃烧器。一次风煤粉气流在流经优化过百叶窗浓缩叶片后被分离，形成两股煤粉浓度不同的煤粉气流，强化出口气流着火和燃烧，并利用燃料水平分级燃烧原理有效降低着火初期的NOx生成量。针对主燃烧器区域长期处于低过量空气系数的还原性气氛下，一次风设计中采用较大具有出口动量的偏置型周界风喷口，在一次风出口淡一次风喷口的背火侧设有较大出口动量的侧二次风，运行时利用各自独立的风门控制装置调整得到合适喷口周界冷却风量，以便在喷口投运和不投运时保证充分周界风冷却风量，防止喷口高温变形或烧坏。（图1）
　　2技术特点
　　2.1高浓缩比、低阻力新一代煤粉浓缩技术
　　水平浓缩燃烧技术的关键设备-煤粉百叶窗浓缩器已经开发出第三代的煤粉浓缩技术，新一代的煤粉浓缩器具有非常优异的气固流动和煤粉浓缩特性，比前几代技术有了本质上的性能提升，其具体表现为：（1）浓缩器具有优异的低流动阻力特性，局部阻力系数小于2，并具有高的煤粉浓缩比，浓缩率可达1.6～2.0以上；（2）在保证高浓缩比的条件下，浓淡喷口出口气流流量分配更为均匀，浓淡一次风风量比在1.0～1.2以内；（3）浓缩器叶片相互搭配结构得到进一步的优化，使浓缩器内气固流动特性和出口气流速度分布更为合理，有效减轻对易磨损部位的冲刷强度和叶间局部阻力损失；（4）制造工艺进一步简化和成熟，在煤粉管道上的布置更为自由。百叶窗煤粉浓缩器的主要设计参数如下表，结构图见表1。

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