大型電站鍋爐深度低氮燃燒耦合SNCR和SCR脫硝研究.pdf

1、大氣中的氮氧化合物主要來源于工業(yè)污染、生活污染和交通污染。在我國，有65％左右的NOx是由煤粉燃燒所產(chǎn)生的，煤粉鍋爐產(chǎn)生的NOx又占煤粉燃燒排放總量的80％左右。從1998年到2007年，我國燃煤電廠NOx排放總量逐年增長，因此，降低燃煤鍋爐的NOx排放是十分緊迫的環(huán)保任務。
　　 本文以降低燃煤鍋爐NOx的排放為主線，研究了低氮燃燒器改造，爐內(nèi)空氣分級以及煙氣后處理技術(shù)等各種降低鍋爐NOx排放的方法，采用實驗和數(shù)值模擬的方法研

2、究了各種低NOx方案的特點，脫硝效率，對鍋爐蒸汽參數(shù)的影響等。
　　 本文首先實驗研究了300MW鍋爐采用低NOx燃燒器和爐內(nèi)空氣分級對NOx排放的影響。在爐膛的上部加設了三層SOFA風，將二次風風量的20％由SOFA風噴口噴出，使得主燃燒器區(qū)域的處于缺氧狀態(tài)，燃燒溫度較低而且處于還原性氣氛，使得NOx排放降低。本次改造可在不降低鍋爐效率的情況下，顯著的降低NOx排放，NOx排放從850mg/m3降低到425 mg/m3，脫硝效

3、率達50％左右。
　　 其次，研究了不同負荷下的SOFA風擺動對爐內(nèi)溫度、NOx排放和鍋爐效率的影響:(1) SOFA的擺動對爐內(nèi)的溫度場影響不大;(2)在300MW負荷時，SOFA風的上擺可使煙氣中NO的含量降低20ppm左右。在270MW和240MW時，SOFA平擺時煙氣中的NO含量最低。(3)300MW負荷條件下，鍋爐效率在SOFA下擺時最大，平擺其次，上擺時最低。而在240MW負荷時，呈現(xiàn)相反的趨勢，SOFA風下擺時鍋爐

4、效率最低，平擺時居中，上擺時最高。
　　 然后，介紹了國內(nèi)首次在300MW機組上安裝以尿素為還原劑的SNCR脫硝系統(tǒng)，研究不同噴槍組合和安裝位置對NOx排放的影響、不同負荷下的最佳投運噴槍及噴槍的位置、分析脫硝系統(tǒng)對鍋爐蒸汽溫度和減溫水量的影響。根據(jù)以上的研究分析，300MW負荷投運上層2支長槍和上層短槍的脫硝效果最好。采用CFD方法模擬計算了爐內(nèi)的溫度分布、各重要組分的分布、尿素的熱解過程，重點研究了不同的氨氮比和不同的三次風

5、帶粉率對脫硝效率和氨逃逸的影響。(1)隨著NSR的增加，NOx的脫除率也會增加，但與此同時也會造成氨逃逸的增加。因此在選擇NSR時，并不能一味的只追求NOx脫除率的最大化，還應考慮將氨逃逸控制在一定的范圍內(nèi)。(2)當三次風帶粉率低于10％，脫硝效率隨著三次風帶粉率的增加而降低;三次風帶粉率超過10％時，脫硝效率又會有所增加。但是氨逃逸量總是隨著三次風帶粉率的增加而增加的。(3)尿素從噴射進入爐膛后很快就熱解掉了，各工況下的尿素濃度分布都

6、很相似。這主要是因為尿素熱解需要的熱量相對于煙氣所帶有的熱量而言是很小的，所以盡管不同工況下的爐內(nèi)溫度有所差異，但都能夠提供充足的能滿足尿素熱解所需要的熱量。
　　 最后，采用數(shù)值模擬的方法研究了600MW鍋爐上SNCR+SCR混合脫硝系統(tǒng)的脫硝效果。SNCR脫硝效率為40.6％，SCR脫硝效率為43％，統(tǒng)合脫硝效率為66％。經(jīng)過SNCR+SCR脫硝后，煙氣中的NO為83.6 mg/Nm3，煙氣的氨逃逸為3.2ppm，滿足國家對