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三期低NOx燃烧器改造【培训资料】讲课人：目录•NOx生成机理•M-PM燃烧技术•M-PM燃烧调整NOx生成机理•燃烧过程中NOx的生成机理•NOx生成的三种主要方式：•热力NOx,它是助燃空气中的N2在高温下氧化而生成的氮氧化物。•燃料NOx，系指燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物•快速NOx，指碳化氢系燃料在燃烧时分解所产生的中间产物和N2反应生成的氮氧化物•上述三种氮氧化物的组成随燃料含氮量不同而有差别。对于燃煤，通常燃料•NOx占70%-85%，热力NOx占15%-25%，其余为少量的快速NOx热力型NOx•高温下空气中的N2氧化的产物，其主要反应如下O＋N2→NO＋NN＋O2→NO＋ON＋OH→NO＋H•以上反应的活化能很大，且生成速度与燃烧温度的关系密切•当燃烧温度低于1500℃时，热力NOx生成量极少•控制热力NOx的关键在于降低燃烧温度水平，避免局部高温，同时降低氧气浓度快速型NOx•碳氢化合物燃烧过程中分解的CH，CH2和C2等基团破坏了空气中的N2分子键，并经反应生成HCN，NH和N等原子基团，它们再与O，OH等基团反应生成NO•快速NOx只有在富燃的情况下，即碳氢化合物较多，氧浓度相对较低时才发生燃料型NOx•影响因素多，反应复杂，因而至今对其反应机理的认识还不够完善•有文献认为，从燃料N向NO的转换是由两个互相竞争的过程所决定的。这两个过程是：由燃料N在高温下分解生成含有N原子的中间生成物I（主要是N、CN、HCN、和NHi等化合物），然后I和含有氧原子的反应物R（如O、OH、O2等）反应生成NO，或者和NO反应而使之还原为N2，即I＋R→NO＋…燃料N→I＋NO→N2＋…•另一种理论认为燃料N高温分解主要生成HCN，HCN氧化后生成NO，同时NO又被HCN还原生成N2，即O2→NO→N2＋…•燃料－N→HCN→NO→N2煤粉燃烧生成NOx—机理复杂•既存在挥发分的单相燃烧，又有焦碳的多相燃烧，因而这时的燃料NOx应包括挥发分中的N生成的NO和残留在焦碳中的N生成的NO这两个部分•挥发分中的氮化合物主要有HCN和NH3，两者的比例不仅取决于煤的挥发分，而且与N和碳氢化合物的结合状态等化学性质有关•在典型的煤粉燃烧条件下，挥发分NOx约占燃料NOx的60-80%•相比挥发分NOx，焦碳NOx的生成机理更为复杂。焦碳NOx的生成速率与焦碳中的N含量、氧浓度和温度、煤颗粒孔隙结构及颗粒反应表面积等因素有关。同时，焦碳表面和CO等还原性气体对已生成的NO会产生还原分解作用，使燃料NOx减少M-PM燃烧技术简介背景•M-PM（Multiple-Pollution-Minimum）含义为“多相污染物最小”。•2012年哈尔滨锅炉厂有限责任公司(以下简称哈锅)与三菱重工签定技术转让协议，成功引进了由三菱重工开发、并已在实际电厂中采用的最先进的M-PM燃烧器技术，从而哈锅能向中国国内广大客户提供这一新技术及服务。•新型M-PM燃烧器是在普通型低NOx燃烧器（PM、A-PM）的基础上开发、验证的，于2008年研发，自2012年下半年至2013年年初开始在实际机组中采用并进行了燃烧性能试验。现阶段国内投运MPM的电厂包括三河、嘉华、玉环、金陵、岳阳等。•新型M-PM燃烧器是在普通型低NOx燃烧器（PM、A-PM）的基础上开发、验证的。PM燃烧器-垂直浓淡PM燃烧器-垂直浓淡哈锅直流燃烧器-水平浓淡M-PM燃烧技术的组成•单只M-PM燃烧器——降低初始阶段NOx生成•炉内A-MACT（Advanced-Mitsubishi-Advanced-CombustionTechnology）系统，即炉内还原燃烧系统——分层燃烧单只燃烧器特性A-MACT炉内还原系统M-PM燃烧调整改造设计煤种调整期间的煤种要求•岳阳#6机组MPM改造工程的燃烧煤种为70%烟煤+30%贫煤。•锅炉性能验收试验使用的煤种应符合设计煤种，其工业分析的允许变化范围为：•干燥无灰基挥发份△＝±5%（绝对值）•收到基全水分△＝±4%（绝对值）•收到基灰份△=+5%；-10%（绝对值）•收到基低位发热量△＝±10%（相对值）•试验煤质在此范围内变化不对试验结果进行额外煤质修正。•同样，在调试期间，煤质的变化范围要满足上述要求。实际煤种对比从7月12日用煤来看，较为接近设计煤种，基本满足调整要求，调整期间可以采用此类煤种。实际的硫分较设计偏高，近似高硫煤。燃烧调整的组成。冷态调整试验。目的：•通过冷态磨煤机风量标定，一次风速调平、二次风风门挡板特性和空气动力场试验等，了解燃烧器出口的气流形态和锅炉动力场气流分布形态，观察气流是否直接冲刷炉墙，判断气流形成切圆直径的大小、形状及位置是否合适，为锅炉热态运行提供参考。包括：•燃烧器挡板灵活性和燃烧器摆角灵活性的检查（确保调整手段可用）；•一次风流量测量装置标定试验和一次风速调平试验（确保各喷口流速均匀）；•二次风门挡板特性试验和SOFA风门挡板特性试验（提供挡板特性曲线，服务于正式燃烧调整）；•空气动力场火花示踪试验（确保炉内流场均匀）。热态调整试验。目的：•MPM燃烧改造后，为了进一步挖掘潜力，节能降耗，提高机组运行经济性，需要对改造后机组进行燃烧优化调整试验。•通过锅炉燃烧优化调整试验，使锅炉燃烧情况得到改善，提供最佳运行方式。•并提供不同负荷下的二次风挡板开度和风箱差压曲线，以便电厂能够自动化运行。包括：•准备性试验及正式燃烧调整试验。准备性调整试验。正式燃烧调整试验。现阶段工况。#6炉7月15日500MW工况及17日320~350MW工况，有以下特点：•低负荷下SCR入口NOx含量A侧约300mg/Nm3，B侧约270mg/Nm3，平均285mg/Nm3。•高负荷下SCR入口NOx含量A侧约230mg/Nm3，B侧约240mg/Nm3，平均235mg/Nm3。•低负荷下风箱差压维持在0.37~0.46kPa，SOFA风各角风箱压力不均（MPM二次风喷嘴设计通风阻力为1.47kPa）。•低负荷下周界风开度为60~70%，AUX风开度为50%，OFA风开度为70%，SOFA风开度为20~27%（初期供氧偏大，后期供氧偏小，OFA开度偏大）。•DCS上无CO测点，无法检测CO含量（建议增加测点，确定化学未燃尽程度）。调整思路。•关小周界风60~70%→20~40%•提高风箱差压0.4kPa→0.6~0.7kPa→1~1.5kPa•关小OFA风70%→40%→15~20%•开大SOFA风20~27%→40%→60%及以上•变化燃烧器摆角50%→58~75%（-5~-15°）•变化SOFA摆角50%→33~25%（+10~+15°）•降低一次风率•确定最佳煤粉细度推荐的基本工况。谢谢！