350MW锅炉低氮燃烧器改造方案及性能试验研究

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华能上安电厂1、2号锅炉采用由加拿大B&W公司设计制造的亚临界压力、一次中间再热、自然循环、双拱型单炉膛、“W”火焰燃烧、尾部双烟道、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、露天布置燃煤锅炉。目前锅炉满负荷工况下脱硝前NOx排放浓度约10001200mg/m3,与环保标准要求尚有较大差距。为响应河北省政府颁布的冀气领办[2015]37号文件,严格执行50mg/m3的超低NOx排放限值,华能上安电厂对350MW的“W”火焰锅炉进行了低氮燃烧改造工程。改造前锅炉运行试验表明,锅炉运行状况较好,但是NOx排放值较高。通过对多种改造方案进行分析与比较,论证了从燃烧器、二次风配风、燃尽风、乏汽风四个方面对锅炉燃烧系统进行改造的合理性,并从环境效益及经济效益两方面对此次改造进行评价,论证了改造的可行性及经济性。为了掌握低氮燃烧改造后锅炉运行的技术经济特性,确定锅炉燃烧系统的最佳运行方式和各种影响因素变化的规律,2号锅炉低氮燃烧改造后进行了燃烧调整试验。通过对试验数据进行分析整理,得出了以下结论:1.各工况下SCR入口NOx浓度均小于燃烧器改造后SCR入口NOx浓度800mg/Nm3目标值,因此最佳运行氧量的确定偏向于降低飞灰含碳量,提高锅炉效率;2.随着燃尽风门的逐步关小,锅炉效率提高,但同时SCR入口平均NOx浓度也在增加;3.随着外二次风旋流强度的减弱,飞灰含碳量降低,锅炉效率提高,同时SCR入口平均NOx浓度也在增加,最大接近630 mg/Nm3,因此推荐将外二次风旋流强度调节杆位置确定为50mm,以得到较高的锅炉效率;4.随着外二次风量的增加,燃烧飞灰含碳量降低,锅炉效率提高,同时SCR入口平均NOx浓度也在增加,最大接近720 mg/Nm3,因此推荐锅炉运行中将调风盘位置至于180mm处,以得到较高的锅炉效率;5.ABCD四台磨煤机运行时,锅炉运行飞灰含碳量较低,锅炉运行效率较高,但SCR入口NOx浓度也比三台磨煤机运行增加较多,已接近800 mg/Nm3。此次低氮燃烧改造后,锅炉运行良好,NOx排放减少,锅炉效率指标优秀,可将脱硝入口NOx排放浓度降低到约800mg/m3,通过脱硝系统后,烟囱入口的NOx浓度达到50mg/m3。然而与改造前比较,改造后的锅炉下炉膛水冷壁高温腐蚀问题加重,水冷壁管原壁厚6.4mm,剩余壁厚大部分小于4.5mm。通过对高温腐蚀情况深入分析得出高温腐蚀主要原因为还原性气氛所产生的H2S,初步解决方案为更换渗铝管、高温喷涂、风粉调平,并通过运行试验得到防止高温腐蚀的最优燃烧调整方案。
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