等离子体双尺度低NOX脱销技术.docx
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等离子体双尺度低NOX脱销技术
等离子双尺度低NOx燃烧技术
一.等离子双尺度低NOX燃烧技术的技术起源与发展
等离子双尺度低NOX燃烧技术是源于二十世纪八十年代,在甘肃电力系统所属的电厂燃煤锅炉,普遍燃用极易结渣的靖远烟煤,造成锅炉结焦问题非常严重,这一问题是困扰甘肃电力系统的几大问题,对发电生产安全造成很大威胁,同时对经济性也有很大影响。
这时,以西北首席电力燃烧专家邓元凯博士带领的,以国电靖远发电厂技改办为基础的技术攻关团队,开始了技术攻关与研究,经历了二十多年的技术进步与工程实践,逐步发展成为今天的双尺度低NOx燃烧技术。
(一)初始技术思想的产生——主燃区的“风包粉”和“气膜冷却”技术
1986-1989年在国内首次完成主要用于防结渣、降低NOx排放的主燃区“风包粉”技术——空间相交组合射流燃烧器,成功应用的代表工程是西固热电厂10#炉防结渣改造工程,获省局级科技成果一等奖。
其代表性文件是89年全国燃烧学术会议优秀论文“空间相交组合射流燃烧器的试验研究与应用”,此期间又成功开发了“冷壁三通道预燃室燃烧器”,获得省级科技进步二等奖。
这期间积累了主喷口稳燃和气膜冷却的技术经验,为以后大稳燃系统寻准突破口、成功开发奠定了基础。
(二)产生第一代空间尺度优化技术——双区燃烧技术
1992年,以在西固热电厂、靖远发电公司锅炉大量炉内三场特性研究成果为基础,技术带头人邓元凯博士完成的清华大学博士论文,在国内外首次系统阐明了基于炉内分区三场(温度场,流场,烟气成分和浓度场)特性优化的双区燃烧技术思想及燃烧器技术设计方案,并系统提出了“分区优化调试法”。
代表性工程应用技术文件是1996年完成的“靖电一期锅炉岛全面技改工程可研报告”。
工程改造实施于1997~2001年,成功完成增容160MW国家双加重大技改工程靖电4×200MW锅炉岛技改工程。
同时该技术在西固热电厂6#~10#炉成功实施。
至此第一代双尺度燃烧技术——双区燃烧技术完成了研发与应用,它是主要应用于燃用烟煤锅炉的基于区域化炉内空间尺度上三场特性差异化的燃烧技术。
(三)全新一代技术——双尺度燃烧系统技术
2002~2007年针对第一代双区燃烧技术所存在的煤质与细度适应性窄、结渣部位易上移、NOx与飞灰可燃物矛盾突出、难燃煤燃尽度低、稳燃性差的缺陷,开展了试验研究与工程应用,实现了该系统技术上的跨越。
——技术思想上从炉内双区过渡到全炉膛内三场特性差异化,从空间尺度发展到与过程尺度三场特性复合。
以双尺度燃烧系统以炉内防渣、低NOx、稳燃与三场特性相关成果为基础,通过炉内射流组合使在空间尺度上相关区域三场特性差异化,在过程尺度上相关节点区段三场特性差异化(即在两个尺度上三场特性不同于其他区域)。
从而在两个尺度上形成炉内利于防渣、低NOx、稳燃功能的三场特性,达到三大功能稳定且强大。
(四)技术结合的创新一代技术——等离子双尺度低NOx燃烧技术
2008年开始随着烟台龙源电力技术股份有限公司对北京国电科环洁净燃烧工程技术有限公司并购的工作的进行,两家公司的技术也走到了一起,这不是简单的两个公司的资产整合,而是两项国际领先的技术的结合。
自此,通过等离子双尺度低NOX燃烧技术的研发,揭开了炉内深度脱氮的技术时代,这项技术的研发成功将是脱氮领域的技术革命,将会使脱氮成本大幅降低,通过炉内脱氮就能达到国内发达地区较为严格地氮氧化物的排放标准。
对NOX减排工作起到推进作用,对我国乃至世界环保事业意义重大,具有深远影响。
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二.等离子双尺度低NOX燃烧技术技术原理
以炉内防渣、低NOx及稳燃工程与三场特性相关成果为基础通过炉内射流组合使在空间尺度上相关区域三场特性差异化,在过程尺度上相关节点区段三场特性差异化(即在两个尺度上三场特性不同于其他区域)。
从而在两个尺度上形成炉内利于防渣、低NOx、稳燃功能的三场特性,达到三大功能稳定且强大。
(一)强防渣原理和技术优势
对炉内结渣过程描述公认的认知概括为:
实际上炉内三场特性参数随机性强,各向不均匀性在高度、水平方向上,尤其是“中心区”与“近壁区”存在很大差异。
根据结渣三场特性规律空间尺度上,通过一种空气与燃料射流组合设法扩大两大区域三场特性的差异,形成了“中心区”有较高煤粉浓度、较高温度、适宜氧浓度、较高燃烧强度。
近壁区为较低温度、较低CO浓度、较高O2浓度(沿程逐步掺入中心区)和有利于阻止灰粒附壁,延长了冷却路径的流场结构。
从工程应用出发,我们将复杂的炉内壁面结渣沾污与高温腐蚀过程和十余个影响因素简化归结为在近壁区三场特性参数,对特定燃用煤种条件下达到一定界限范围即可发生结渣沾污,反之则明显抑制结渣腐蚀。
图2-1双区燃烧示意图
在过程尺度上优化了燃烧不同阶段三场特性差异使火焰边部可控可调,保证近壁区三场特性利于防渣。
如图2-1,2-2所示。
依据双区燃烧技术抗结渣的技术思想,通过多年工程应用形成了企业自已的专家数据库和燃烧系统设计导则与分区优化调试导则。
现炉内形成强抗结渣性能的技术优势为以下各方面:
①合理的炉内各区域α(过剩空气系数)分布,使着火小区位置适中,形成适度集中于中心区的高强度燃烧区,火焰边部与近壁区距离适中。
②相对独立的,保证近壁区形成利于防渣三场特性射流结构。
③燃烧器结构参数具有宽调节比,实施OTS系统,分区优化调试使之在燃煤一定条件下达到最佳防渣功能。
④通过有效控制调节大屏底部烟温,应用分区涡原理组织该区域流场使之进入分割大屏后“拟序”结构不利于灰粒沉积。
解决了结渣上移难题。
(a)改造前(b)改造后
图2-2某200MW机组改造燃烧器前后炉内空气动力场示踪
(二)高效低NOx原理和技术特色
根据公认的煤燃烧NOx产生与还原的机理,通过空气,燃料分级的技术途径实现低NOx排放。
纵观国内外切向燃烧低NOx燃烧技术原理从70年代起已历经了简单空气分级→同轴燃烧系统→高度方向与水平方向浓淡燃烧→燃料分级与再燃技术。
从结构上历经了OFA(顶部燃尽风)→CFSI-III(偏折二次风)→LNCFS(前两项复合)系统→TFS2000系统(多级OFA加CFSI等)及MACT系统等。
旋流燃烧器的双调风,局部浓淡,复合OFA等,减排NOx效果上已经从20%提高到60%左右的先进水平。
但我国火电厂普遍面临着煤质多变,使这部分技术应用中产生了飞灰可燃物大幅升高,烟温升高,汽温异常,尤其是结渣沾污问题十分突出,直接影响着电厂安全经济运行。
综上所述,“双尺度燃烧”过程建立了强防渣,高效稳燃的防线,可以使空气分级、燃料分级等措施“深度到位”,从而实现了与常规低NOx燃烧技术相比有较高脱NOx和较好的安全经济性。
表2-1,2-2各项因素对比结果表明双区燃烧在抑制NOx产生和还原NOx具有的优势。
表2-1双尺度燃烧与常规燃烧影响抑制NOx生成因素对比表
影响因素
燃烧方式
火焰温度分布
烟气停留时间
混合速度
α分布
主燃区
着火状况
双尺度燃烧系统
尖峰高温区消失
各区较常规延长
主燃区局部加快,燃尽区加快
0.6~0.8有较大区域
着火提前且稳定
低NOx常规
燃烧方式
存在尖峰,高温区可达1600℃以上
与常规燃烧方式相同
无大提高
小范围小于0.9左右
与常规燃烧过程相同
表2-2双尺度燃烧过程炉内还原NOx影响因素对比表
影响因素
燃烧方式
还原区域
大小
还原区
温度
燃料在还原区停留时间
α分布
煤粉分布
双尺度燃烧系统
全炉加大
较高
较长
0.7~0.8
三维浓淡分布。
低NOx
常规燃烧方式
小区域
一般
与常规燃烧技术相同
0.9~1.1
无
双尺度燃烧技术主要“深度到位”降NOx的影响因素简述如下:
①实现了深度分级送风与低O2燃烧过程
全炉空气送入量和送入方式,采用了多点、多区、多角度送风,且可控制不同区段有不同的掺混率。
高度方向上,下自底部二次风口,上至顶部(高于常规OFA的位置)OFA采用多组多喷口小流量的设计原则。
在水平方向相对独立的近壁区射流,实现了沿炉体高度逐步掺混,优于各类偏转二次风方式。
全炉燃烧过程均采用了低于常规燃烧过程的O2量(视燃煤与炉型而定)。
②扩大了还原气氛区和还原燃烧区
在高度方向上以一次风粉为中心组织了双还原区如图2-3所示。
煤粉三维浓淡分布如图2-4所示,它弥补了二维分布煤质和NOx针对性相关不足(如难燃煤后期混合差飞灰可燃物高),总体上加大了抑制碳-NOx产生和还原量。
在主燃烧区由于变异风粉布置型式,使煤粉较快析出挥发份和着火,迅速进入浓相区实现了部分NOx分解还原,加大了火焰内还原NOx的比重。
在两个主燃烧区上方布置的还原区对NOx仍继续进行还原,同时产生部分焦碳NOx。
这主要是在主燃区仍有部分CHi、CO等上升进入还原区。
若此时空气较多将大大减弱还原反应。
图2-3双还原氧化区示意图图2-4炉内煤粉三维浓淡示意图
③炉内吸热量提高
显而易见常规分级送风,分段燃烧低NOx燃烧技术,易使火焰中心升高,火焰拉长,炉出口烟温升高,使汽温升高。
而“双尺度燃烧系统”使炉内吸热量提高,导致炉出口烟温有下降趋势,这在多台锅炉实施后有此类情况,为分析原因,与国电热工院合作2000年专门对改造后220t/h炉炉膛出口部分进行了烟温网格系统测试与各部吸热量分析计算,予以了验证。
它还明显提高了着火稳燃性能。
本技术已成功用于高灰份劣质煤。
④优化混合过程,实现双区燃尽
一次风的相互掺混,气固相混合由于合理的流场优化了混合。
对主高温烟气流场,主要由于避免了启旋,控旋射流的集中布置与单一角度调整的结构,实现了适宜的主汽流较佳的旋流强度。
避免过强过弱。
在燃尽区为了强化混合过程采用了分区涡技术,部分左右可调射流,提高了混合程度。
(三)高稳燃性能原理和技术特点
国际燃烧界对为应对中国煤质差且多变的实际情况,而产生众多主燃烧器喷口稳燃技术一直给予较高评价,称之为“中国燃烧器”,结构上大体可归纳为各类阻塞物形式和各类射流复合,其稳燃原理是扩大喷口小区流场速度差,压力差,浓度差,温度差,实现大热回流区,回流率,局部煤粉浓聚,从而促成高温,高浓度煤粉,较高氧量三场特性,实现着火初期稳定,通常人们认为用燃烧全程20%时间在着火初期燃烧掉80%的煤粉,但大量试验与运行实践表明,对难燃煤绝非如此。
着火后中期全程的优化却是已有的稳燃技术不足。
如前所述,在主燃烧器出口之后由于炉膛大空间的燃烧过程三场非线性随机特性,主燃烧器局部三场特性难以延续到全炉膛,这就出现了喷口稳燃伴有结焦,燃用难燃煤时稳燃燃烧射流动量不足,使着火小区与“中心区”过渡区段燃烧“链环”不牢易断,对国内600MW~200MW60余台切向燃烧锅炉测试与运行统计表明,凡装有各类喷口稳燃技术的锅炉灭火70%以上不是喷口着火延迟脱火造成的灭火,主要是在过渡区段燃烧链环断开,其表现为与喷口小区比该区域温度场发生突变,压力场流动突变,即三场特性场发生临界失稳。
图2-5环涡稳燃技术示意图
(a)流矢图(b)流线图
图2-6DfPIV法着火区与中心区环涡模化试验流场图
环涡稳燃技术如图2-5,2-6所示,在燃烧过程尺度上利用热力与动力不对称性原理使三种动涡连续相扣,特别是喷口处煤粉热解着火后碳的着火燃烧区段的三场特性利于与炉中心复合射流大涡的复合不致断开。
环涡系统内火焰锋面的弯曲使火焰传播速度保持高于“新鲜”风粉涡团向前的速度,环涡内碳粒有较高的内回流率延长了在环涡内停留时间,显著提高了环涡内碳燃烧发热量,这是热量积累主要来源。
由于喷口附近附壁小涡的存在形成了接力式烟气热回流扩大了回流区域与回流量。
为减少该区段散热量,在空间尺度上,依煤种可强化“中心区”与“着火近壁区”出于稳燃需求的三场特性差异化,如“着火近壁区”温度水平高于防渣需求,使得近壁区三场特性利于稳燃,利用壁区小涡层卷吸粒子增大了该壁面热阻来实现。
环涡稳燃,着火-碳燃烧-碳燃烬全过程链环稳固,这是优于单纯喷口稳燃的原因所在。
(四)独特有效的技术实施系统
业内公认的炉内过程是燃烧,流动,传热三大过程耦合,由于其十分复杂,人们认知手段(测试)能力限制对其三维强耦合非线形特性予以简化忽略,目前国内外炉膛和燃烧器设计方法是以基于零维强搅拌炉内过程模型的热力计算和以空气动力计算耦合简化燃烧过程为主的燃烧器设计计算方法。
实际上只体现了部分主燃烧区域三场特性,本质上只反映了简化后空间上三场特性的均匀性。
我们在长期的炉内过程的试验研究结果及大量数据与成果归纳中发现,依据防渣,稳燃,低NOx机理在炉内空间尺度上(如“中心区”、“近壁区”、主燃区以上区段等等)和炉内过程尺度上(如煤加热、热解,碳燃烧、燃烬等等)扩大或优化三场特性参数差异程度,可达到更佳的预期功能。
另一方面炉内过程的非线形特性和燃烧射流在大空间发展规律几乎不可能只通过主燃烧器分区射流的初始特性,即可对全炉膛可控,因此所谓多功能复合主燃烧器不大可能在全炉过程中有其良好表现。
这已为实践证明:
稳燃与结渣矛盾,低NOx与结渣矛盾,低NOx与飞灰可燃物矛盾十分突出。
炉内三大功能稳定性同时取决于系统结构参数——即主燃烧器设计和系统边界条件——即输入系统参数范围。
这样方可基本保证炉内过程实现三大功能稳定复合。
基于此产生了本系统的实施系统OTS(OneideaandObject.TwowaySystem)即一个技术思想和寻优目标,在炉内组织双尺度燃烧过程,由二个途径来实现,即燃烧器改造为双尺度燃烧器和炉内进行“基于双尺度分区优化调试法”两种途径的复合显著地弥补了现燃烧器设计方法的面对非线性系统炉内三大过程需求的局限性。
(五)炉内过程分区优化调试技术原理与系统:
对改造为双尺度燃烧系统的锅炉燃烧系统和具备一定条件未改造燃烧系统以评估三场特性诊断三场特性异常为目的的燃烧优化调试方法。
依据炉内结渣沾污过程,燃烧失稳过程,高NOx排放过程具有“阶段特性”和“区域特性”的特征,改变了传统常规调试方法以全炉膛为平衡体,而以三场特性异常小区为调试平衡体,进行寻优调试,从而达到炉内形成利于提高炉内抗结渣、稳燃、低NOx排放能力的三场特性。
它也是OTS实施系统组成部分。
三.双尺度低NOx燃烧技术特点
1.能够极大地消减NOx;
2.彻底解决锅炉炉膛结渣,提高锅炉设备安全性;
3.实现低氧运行,提高锅炉效率;
4.提高锅炉低负荷稳然能力,增加锅炉运行可靠性;
5.结果简单、实施方便、操作灵活;
6.初投资低,无运行成本;
7.改造工期短,一般一个大修期完成。
四.双尺度低NOx燃烧技术水平
防渣技术达到国际领先水平;降NOx技术达到国内领先水平。
该技术成果获省部级科技进步二等奖三项,专利一项,已申报多项国内外专利。
在国内外有二十多篇专题论文发表。
该技术主要发明人,国家级有突出贡献专家(享受政府特殊津贴),西北电力系统首席燃烧技术专家邓元凯博士获2001年度省级科技功臣奖(甘肃省重奖60万元)。
第一代双尺度燃烧系统---防渣低污染双区燃烧技术2001年9月已经通过由甘肃省科技厅,国家电力公司组织,清华大学、国家电力公司热工研究院等单位的院士、教授、专家组成的技术鉴定委员会的技术鉴定。
主要结论是:
“该技术成果在煤粉锅炉中应用空间相交组合射流,组织“双区燃烧”,在降NOx方面达到国内领先水平。
在高强度热负荷炉膛内燃用易结渣煤的条件下,防渣技术达国际领先水平。
该技术投资较低,改造工作量小,无易磨损件,防渣、稳燃、低NOx排放性能优异”。
2005年6月由国家电网公司(原项目下达单位国家电力公司)对双区燃烧技术的深度开发课题成果进行了验收,由国内燃烧界专家组成的验收委员会对这一成果给予了较高评价。
验收意见认为:
“对原有双区燃烧在技术上进行了改进并有所突破……”,“提升和完善了已有的双区燃烧系统技术水平。
这方面的研究在炉内过程研究领域中具有重大创新”。
这是双尺度燃烧系统阶段性成果。
2006年,大同二电厂#6炉应用“GD—KH双区燃烧技术技改工程“获国电科技进步二等奖。
2007年,北京京能热电厂#1炉锅炉低NOX改造工程(奥运工程)中,应用的“锅炉双区燃烧技术改造工程应用于改进技术”获得由共青团中央企业工委、中央企业青联、国家科技奖励办公室、中国企业联合会等四家单位联合评选的中国青年科技创新活动的优秀奖。
2008年,放渣、低污染双尺度节能减排燃烧技术在北京京能热电厂#1炉研究与应用,获得由中国技术市场协会评比的金桥奖。
五.双尺度低NOx燃烧技术应用案例
(一)国电大同二电厂#4炉低NOX燃烧改造说明
保证强防渣、高效稳燃的基础上,实现超低NOx排放目标。
保留原双尺度燃烧技术优点,设有附壁及高位燃尽风。
下三层一次风相对集中,上一层燃烧较高位布置,上层一次风对下三层一次可实现还原降氮效果,炉内生成的NOx可有效得到还原。
在30m标高左右拟再增设一层高位燃尽风,进一步强化还原,本层燃尽风作为试验喷口,运行时可完全关闭,最高层燃尽风采用较独立的二次风道(见图2-9)。
锅炉改造后NOx指标大幅下降,最低达270mg/m3,平均300mg/m3。
(二)京能集团北京石景山热电厂#1锅炉低NOX燃烧改造说明
改造设计时保持原有燃烧器本体大体结构,燃烧器风箱及一次风标高不变。
第二层一次风保持原水平浓淡燃烧方式,第一层及第四层一次风改造为上浓下淡燃烧器并向上偏转5度角,第三层及第五层改造下浓上淡燃烧器并向下偏转5度角。
形成上下两组,每组一次风喷口出口方向相对集中,在炉内高度方向上形成两区分布,最上两层一次风形成一个燃烧区,下三层一次风形成一个燃烧区(见图2-10),改造后一次风喷口煤粉射流形成空间浓淡分布。
上倾或下倾一次风喷口相应地增大侧边风面积,以利防结渣和高温腐蚀。
在原燃烧器上方增设两层高位燃尽风(约总风量20%),下层燃尽风喷口可水平摆动喷口,运行时通过调整摆动角度,调整锅炉两侧烟温偏差及降低飞灰含碳量。
改造后经华北电科院测试锅炉各项技术经济指标达到或超改造要求,防渣能力突出,NOx大幅度降低,顺利通过了验收。
特别是改造彻底解决了炉膛严重结渣问题,锅炉炉内可以实现一周内不吹灰,炉膛出口烟温偏差很小,使#1炉从结渣最严重成为运行状况最好的一台,得到业主上下一致好评。
锅炉改造后炉内结渣情况大大减轻,NOx排放量明显减少(260mg/Nm3),辅机耗能明显降低。
再热器汽温上升到设计值,减温水量明显减少,排烟温度降低,综合供电煤耗降低约4g/kw.h。
改造前存在问题
改造后解决的问题
炉膛严重结焦。
每班汽吹灰二次,白班水吹灰一次。
投入液体除焦剂。
彻底解决该问题,实现了长周期不吹灰,停用除焦剂。
NOX排放1000mg/Nm3以上(O2=6%)。
可达260mg/Nm3,平均达320mg/Nm3(O2=6%)。
再热器、过热器壁温超标
已正常。
减温水大,过热器约80T/h,再热器约20T/h,。
减温正常投用,过热器20T/h,再热器3T/h。
炉出口烟温偏差大(150℃~200℃)。
已小于50℃。
吸送风机出力大。
低氧运行,吸送风机电流下降60A,年节电3003Kwh。
(三)深圳妈湾电厂#1炉锅炉低NOX燃烧改造说明
结合锅炉状况,我们采用低NOx双尺度燃烧技术对锅炉进行低NOx改造,就是在射流空气分布(空间尺度)及燃烧过程控制实现(过程尺度)上采取措放。
具体措施如下:
(1)纵向三区分布(图2-11):
在主燃烧器区上部布置有高位OFA燃尽风,占总风量的约25%,是降低燃料型及热力型NOx的主要手段。
主燃烧器区域内对一二次风喷口进行重新组合及浓淡分布措施,一次风喷口采用空间浓淡燃烧技术组合分布,下三层一次风组成一组,上三层一次风为一组,通过对纵向过量空气系数分布控制,从下到上分别为氧化燃烧区、集中还原区、燃尽区,是降低NOx及维持高效运行的关键。
(2)横向双区分布(图2-12):
通过对炉内一二次风切圆的调整,并在适当位置布置有贴壁风喷口,在炉膛截面上形成了三场特性截然不同的中心区与近壁区分布。
贴壁风可以保证壁面有足够的氧气存在,防止结渣及高温腐蚀,又不改变主射流方向,是我公司独特的专有技术,已在多台锅炉上成功使用。
本次改造采用一次风反切小切圆,一三角二次风对冲布置,二四角二次风正切布置。
一次风反切使一次风气流逆向冲进上游来的高温空气,使煤粉在此区域内迟滞浓缩,提早析出挥发份着火燃烧,对稳燃及燃尽相当有利。
(3)一次风采用空间浓淡分布技术(过程尺度)
一次风空间浓淡组合布置。
采用浓淡型燃烧器,一次风用弯头或挡块等方法实现浓淡分离。
一次风沿高度方向分为两组,下三层为一组,上三层为一组,两组功能不同。
最下层为上浓下淡方式,第二层为水平浓淡且浓侧在向火侧,第三层为下浓上淡,这样在最下层就组成了高稳燃特性的空间组合浓淡分布,此区域过量空气系数在1左右,满足基本燃烧需要,保证锅炉炉膛足够高的温度水平。
第四层一次风为上浓下淡,其余两层都为下浓上淡,这样上三层风组成了新的浓淡分布,特别是上两层采用下浓上淡,保证浓侧煤粉向下集中,对着火燃尽有利,运行时通过调整可以适当降低此区域的过量空气系数,此区域炉温达到较高水平,在缺氧的状态下,NOx还原物大量析出,还原已生成的NOx,特别是最上层一次风适当上移,更能起到这个效果,而不增加燃尽高度。
3改造后性能指标
改造前:
NOx排放浓度大于550mg/m3~700mg/m3;CO排放浓度大于100µL/L局部超过1600µL/L;锅炉效率小于91.5%~93.2%;飞灰含碳量为7%左右。
改造后:
锅炉气温、壁温正常,炉膛无结焦,满负荷NOx排放浓度达到300mg/m3以下,达到230mg/m3~280mg/m3;烧神华煤可达到150mg/m3~180mg/m3,CO排放浓度不大于100µL/L;锅炉效率大于94.00%~94.5%;飞灰含碳量1.0%~4.0%。
六.等离子双尺度低NOx燃烧技术与SCR烟气脱硝技术比较
(一)脱硝率
等离子低NOX燃烧技术目前脱硝率最高可达到70%以上,以深圳能源集团妈湾发电厂#1炉30万千瓦机组锅炉低NOX燃烧改造项目为例,该厂是我公司于2008年12月签约,2009年5月完成的锅炉低NOX燃烧改造项目,燃用易结焦大同大友和神华烟煤,锅炉为四角切圆燃烧形式,改造前经西安热工院测试,氮氧化物排放700mg/m3,合同目标值为330mg/m3。
改造后,经测试氮氧化物排放:
烧大友煤达到300mg/m3以下,最低达到230mg/m3,纯烧神华煤达到150mg/m3,远远低于目前国家450mg/m3的排放标准。
SCR选择性催化还原烟气脱硝技术为引进技术,在锅炉尾部加装烟气脱硝装置,使用液氨为催化剂。
可脱除氮氧化物80%-90%以上。
国际上从1900年至今,已有200余台,负荷范围为156-1300MW的锅炉机组采用了SCR方法,此方法为目前主流脱硝方法,脱硝率高。
(二)投资运行成本
等离子低NOX燃烧技术一次性投资无运行成本,目前每千瓦投资仅为40元人民币。
SCR选择性催化还原烟气脱硝技术,在新建机组采用SCR控制技术初投资为每千瓦投资为50美元,老机组采用SCR控制技术初投资为每千瓦投资为60美元到150美元。
另外运行成本为每兆瓦时0.5~1美元。
从以上比较可以看出,SCR脱硝技术的脱硝率较高,能够达到较高的排放标准。
但有初投资较高,运行成本高,对场地要求大,还原剂逃逸产生二次污染,储运过程具有安全隐患等弊端。
而等离子低NOX燃烧技术脱硝效率已远远高于目前国家450mg/m3的排放标准。
且初投资低无运行成本,初投资约为SCR脱硝技术的七分之一。
即使将来国家提高排放标准,由于炉内已降低60~70%氮
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