本發(fā)明涉及發(fā)電廠設(shè)備的
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種1000MW超超臨界塔式爐先進(jìn)脫硝運(yùn)行法。
背景技術(shù)：
：目前，火力發(fā)電廠NOx排放量的控制已被納入國(guó)家環(huán)保硬性指標(biāo)，發(fā)電廠均在1000MW超超臨界燃煤機(jī)組同步設(shè)計(jì)安裝了脫硝裝置，采用選擇性催化還原法進(jìn)行煙氣脫硝。在脫硝運(yùn)行成本中液氨成本占比93.2％，所以降低液氨成本即降低了脫硝成本。另外，液氨屬于高?；瘜W(xué)用品，在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用的過程中對(duì)人和環(huán)境都存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。脫硝系統(tǒng)進(jìn)口NOx含量較高，導(dǎo)致耗氨量偏高，運(yùn)行成本居高不下，另外，過度的噴氨造成了煙氣中殘留氨氣增加，加劇環(huán)境污染。通常人們會(huì)使用直流燃燒器二次風(fēng)擋板控制技術(shù)來進(jìn)行NOx排放量的控制。具體操作方法為：各輔助風(fēng)擋板參與二次風(fēng)箱與爐膛之間差壓的調(diào)節(jié)。通過調(diào)整各輔助風(fēng)擋板，自動(dòng)控制二次風(fēng)箱與爐膛之間差壓為一定數(shù)值，從而保證進(jìn)入爐膛的二次風(fēng)有合適的二次風(fēng)速。該風(fēng)箱差壓給定值是根據(jù)主蒸汽流量或負(fù)荷變化的函數(shù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)：能夠合理控制二次風(fēng)箱差壓。缺點(diǎn)：控制系統(tǒng)較復(fù)雜，且未合理考慮空氣分級(jí)燃燒技術(shù)理論。因此不能合理有效控制、降低NOx生成量；也有其他二次風(fēng)擋板自動(dòng)控制技術(shù)，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)，SOFA測(cè)點(diǎn)風(fēng)量不可靠，無法正常調(diào)整；其他二次風(fēng)擋板調(diào)整方案不滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述技術(shù)問題提出的一種1000MW超超臨界塔式爐先進(jìn)脫硝運(yùn)行法，燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)，減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，使得SCR入口NOx濃度由230～280mg/Nm3下降至170～190mg/Nm3，噴氨量由130～180mg/Nm3下降至80～100mg/Nm3。本發(fā)明提供了一種1000MW超超臨界塔式爐先進(jìn)脫硝運(yùn)行法，包括如下步驟：S1、下層主燃燒區(qū)域?qū)?0％～95％的燃燒所需空氣量從下層主燃燒器區(qū)域噴口送入，控制下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量小于完全燃燒所需風(fēng)量；S2、上層燃盡區(qū)域?qū)?5％～35％燃燒所需要空氣量從燃燒器上部噴口送入，控制爐膛上層燃盡區(qū)域風(fēng)量大于完全燃燒所需風(fēng)量。進(jìn)一步地限定，上述技術(shù)方案中，所述步驟S1中下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量控制是通過多臺(tái)煤粉燃燒器中單臺(tái)煤粉燃燒器中設(shè)置的二次風(fēng)擋板開度來進(jìn)行自動(dòng)控制。進(jìn)一步地限定，上述技術(shù)方案中，所述步驟S1中下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量控制方法為：控制上層燃盡區(qū)域的擋板和中層燃燒區(qū)域的擋板全開，通過自動(dòng)控制下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的二次風(fēng)擋板，在摻燒不同發(fā)熱量的煤種時(shí)，都能夠控制鍋爐排放煙氣中的NOx排放量在170～190mg/Nm3。采用上述先進(jìn)脫硝運(yùn)行法后，燃燒方式采用低NOx同軸燃燒系統(tǒng)，減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，使得SCR入口NOx濃度由230～280mg/Nm3下降至170～190mg/Nm3，噴氨量由130～180mg/Nm3下降至80～100mg/Nm3。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：圖1是本發(fā)明燃燒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中上層燃盡區(qū)域SOFA的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中中層燃燒區(qū)域CCOFA的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中單個(gè)煤粉燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式在本發(fā)明中，上層燃盡區(qū)域?yàn)镾OFA，中層燃燒區(qū)域?yàn)镃COFA。四組煤粉燃燒器中每組煤粉燃燒器分別設(shè)置6個(gè)煤粉燃燒器，從下往上依次設(shè)置代號(hào)為A、B、C、D、E、F。如圖1～4所示的是一種1000MW超超臨界塔式爐，包括上層燃盡區(qū)域、中層燃燒區(qū)域、下層主燃燒區(qū)域，上層燃盡區(qū)域、中層燃燒區(qū)域、下層主燃燒區(qū)域從上往下依次連接，下層主燃燒區(qū)域包括對(duì)角設(shè)置的四組煤粉燃燒器，四組煤粉燃燒器中每組煤粉燃燒器包括多臺(tái)煤粉燃燒器，多臺(tái)煤粉燃燒器一側(cè)通過煤粉管道外接磨煤機(jī)；多臺(tái)煤粉燃燒器之間通過熱二次風(fēng)通道連接預(yù)熱器；多臺(tái)煤粉燃燒器中單臺(tái)煤粉燃燒器從上往下依次設(shè)置頂部偏置二次風(fēng)層、煤粉層、煤油層、煤粉層和底部二次風(fēng)層；頂部偏置二次風(fēng)層、煤粉層、煤油層、煤粉層和底部二次風(fēng)層均設(shè)置對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)擋板。其中，上層燃盡區(qū)域?yàn)榉蛛x燃盡風(fēng)層，分離燃盡風(fēng)層下端設(shè)置擋板，分離燃盡風(fēng)層設(shè)置6層。中層燃燒區(qū)域?yàn)榫o湊燃盡風(fēng)層，緊湊燃盡風(fēng)層下端設(shè)置擋板，緊湊燃盡風(fēng)層設(shè)置為2層。一種1000MW超超臨界塔式爐先進(jìn)脫硝運(yùn)行法，包括如下步驟：S1、下層主燃燒區(qū)域?qū)?0％～95％的燃燒所需空氣量從下層主燃燒器區(qū)域噴口送入，控制下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量小于完全燃燒所需風(fēng)量；S2、上層燃盡區(qū)域?qū)?5％～35％燃燒所需要空氣量從燃燒器上部噴口送入，控制爐膛上層燃盡區(qū)域風(fēng)量大于完全燃燒所需風(fēng)量。其中，步驟S1中下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量控制是通過多臺(tái)煤粉燃燒器中單臺(tái)煤粉燃燒器中設(shè)置的二次風(fēng)擋板開度來進(jìn)行自動(dòng)控制。步驟S1中下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的風(fēng)量控制方法為：控制上層燃盡區(qū)域的擋板和中層燃燒區(qū)域的擋板全開，通過自動(dòng)控制下層主燃燒區(qū)域內(nèi)的二次風(fēng)擋板，控制鍋爐排放煙氣中的NOx排放量在170～190mg/Nm3。具體實(shí)施例：步驟一：確定NOx排放量。1、理論分析：采用空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，可以通過調(diào)整下層主燃燒區(qū)域的供氧量，調(diào)節(jié)該區(qū)域的缺氧程度，達(dá)到控制NOx生成量的效果。下層主燃燒區(qū)域越缺氧，NOx排放量越低；但是可能導(dǎo)致燃燒效率下降，不完全燃燒損失增加，鍋爐效率下降。2、試驗(yàn)確定：該1000MW塔式爐在高、低負(fù)荷燃燒性能效率試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)NOx排放量小于170mg/Nm3時(shí)，鍋爐不完全燃燒損失明顯增加，鍋爐效率明顯下降。因此確定了以NOx為170～190mg/Nm3為控制目標(biāo)。該燃燒性能效率試驗(yàn)流程：(1)保持穩(wěn)定負(fù)荷，按照正?？刂棋仩t氧量(詳見表1)、一次風(fēng)量(詳見表2)參數(shù)；控制SOFA、CCOFA擋板全開，控制下層二次風(fēng)擋板至50％開度；將該工況作為工況一。(2)工況一參數(shù)記錄：穩(wěn)定運(yùn)行兩小時(shí)后，記錄此時(shí)鍋爐煙氣中的NOx的排放量；同時(shí)對(duì)鍋爐煙氣中CO及飛灰含碳量、爐渣含碳量進(jìn)行取樣檢測(cè)，計(jì)算鍋爐的不完全燃燒損失及鍋爐效率(q3+q4)，詳見下文公式a)可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失q3(公式1)：q3＝100％×3.2×10-4×CO×21/(21-O2)CO:鍋爐煙氣中CO含量；O2：鍋爐氧量b)固體未完全燃燒熱損失q4(公式2)：Aar:燃煤收到基灰分；Qnet.ar：燃料低位發(fā)熱量；Cfh:飛灰含碳量；Clz：爐渣含碳量；c)鍋爐熱效率(公式3)：η＝100-q2-q3-q4-q5-q6其他損失q2、q5、q6，在調(diào)整過程中，基本不變化，所以不予考慮。(3)保持穩(wěn)定負(fù)荷，保持鍋爐氧量、一次風(fēng)量參數(shù)不變，保持SOFA、CCOFA擋板全開，僅僅通過關(guān)小下層二次風(fēng)擋板，使下層主燃燒區(qū)域缺氧程度增加，降低NOx排放量；將該工況作為工況二。(4)工況二參數(shù)記錄：穩(wěn)定運(yùn)行兩小時(shí)后，記錄此時(shí)鍋爐煙氣中的NOx的排放量；同時(shí)對(duì)鍋爐煙氣中CO及飛灰含碳量進(jìn)行取樣檢測(cè)，計(jì)算鍋爐的不完全燃燒損失，以上述公式一和公式二來進(jìn)行計(jì)算。(5)按照上述步驟要求，選取不同負(fù)荷、不同工況進(jìn)行對(duì)比分析，最終可以得出NOx合理排放量的標(biāo)準(zhǔn)要求。表1：氧量與負(fù)荷控制關(guān)系表負(fù)荷(MW)1803004506007208401000氧量(％)1086.45.24.53.73表2：一次風(fēng)量與對(duì)應(yīng)制粉系統(tǒng)的給煤量控制關(guān)系表步驟二：確定合理的二次風(fēng)擋板調(diào)整方法。1、調(diào)整思路：在不同工況下，通過手動(dòng)調(diào)整各二次風(fēng)擋板，控制NOx為185mg/Nm3左右，確定合理的二次風(fēng)擋板調(diào)整方法。通過這種方法，不需要花費(fèi)大量的時(shí)間檢測(cè)“鍋爐煙氣中CO及飛灰含碳量”，從而既可以快捷方便的得出合理的二次風(fēng)擋板調(diào)整方法，又能夠兼顧鍋爐效率。其具體調(diào)整思路為：(1)當(dāng)制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的給煤量下降時(shí)，如果仍然維持對(duì)應(yīng)層的二次風(fēng)擋板開度不變，則會(huì)造成下層主燃燒區(qū)域的缺氧程度減小，從而導(dǎo)致NOx排放量上升；反之亦然。因此當(dāng)制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的給煤量下降時(shí)，關(guān)小對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)擋板，其關(guān)小的幅度需要經(jīng)過下文中的具體調(diào)整試驗(yàn)決定；反之亦然。(2)不同煤種燃燒所需要的耗氧量不一致。一般情況下，同樣質(zhì)量下，發(fā)熱量高的煤種，耗氧量比發(fā)熱量低的煤種要多。因此不同發(fā)熱量的煤種，同樣給煤量變化前提下，二次風(fēng)擋板需要的調(diào)節(jié)幅度也不一致。為了統(tǒng)一給煤量標(biāo)準(zhǔn)，將各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的給煤量，根據(jù)發(fā)熱量折算成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)煤，簡(jiǎn)稱為修正后的給煤量。對(duì)應(yīng)層給煤量＝對(duì)應(yīng)層給煤量*分倉(cāng)熱值修正系數(shù)。分倉(cāng)熱值修正系數(shù)：該給煤機(jī)輸送煤種的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量之間的比值，該煤種發(fā)熱量根據(jù)實(shí)際情況由人工輸入。2、具體調(diào)整試驗(yàn)流程：(1)工況一參數(shù)調(diào)整：保持穩(wěn)定負(fù)荷，按照正?？刂棋仩t氧量(詳見表1)、一次風(fēng)量(詳見表2)參數(shù)；控制SOFA、CCOFA擋板全開，通過手動(dòng)調(diào)整控制下層二次風(fēng)擋板，控制鍋爐排放煙氣中的NOx至185mg/Nm3左右。(2)工況一參數(shù)記錄：記錄此時(shí)鍋爐煙氣中的NOx的排放量；記錄各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的給煤量；記錄各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)擋板開度。(3)工況二參數(shù)調(diào)整：在工況一對(duì)應(yīng)的負(fù)荷的基礎(chǔ)上變化100MW，同時(shí)按照正?？刂棋仩t氧量、一次風(fēng)量等參數(shù)；再次通過手動(dòng)調(diào)整二次風(fēng)擋板，控制鍋爐排放煙氣中的NOx至185mg/Nm3左右。(4)工況二參數(shù)記錄：記錄此時(shí)鍋爐煙氣中的NOx的排放量；記錄各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的給煤量；記錄各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的二次風(fēng)擋板開度。(5)按照上述步驟要求，選取不同負(fù)荷、不同煤種、不同工況進(jìn)行對(duì)比分析，最終可以得出：各制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的“修正后給煤量”與其對(duì)應(yīng)“二次風(fēng)擋板開度”之間的函數(shù)關(guān)系。步驟三：通過模仿手動(dòng)調(diào)整各二次風(fēng)擋板的方法，確定各二次風(fēng)擋板的自動(dòng)調(diào)整控制邏輯。通過“步驟二”中，各二次風(fēng)擋板的手動(dòng)控制方式，確定了各二次風(fēng)擋板的自動(dòng)控制邏輯，詳見下文：(1)SOFA根據(jù)負(fù)荷變化而自動(dòng)調(diào)整，SOFA擋板開度與鍋爐負(fù)荷的自動(dòng)控制如下：SOFA擋板開度(％)10100100CCOFA擋板開度(％)10100100鍋爐負(fù)荷(％)050100(2)A～F各二次風(fēng)擋板跟蹤對(duì)應(yīng)層給煤機(jī)的給煤量自動(dòng)調(diào)整。對(duì)應(yīng)層給煤量＝對(duì)應(yīng)層給煤量*分倉(cāng)熱值修正系數(shù)。分倉(cāng)熱值修正系數(shù)：該給煤機(jī)輸送煤種的發(fā)熱量與標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量之間的比值，該煤種發(fā)熱量根據(jù)實(shí)際情況由人工輸入。當(dāng)該煤種發(fā)熱量相對(duì)較低，同燃料量前提下，燃燒需求的空氣量比其他煤種要少；同理而摻燒高發(fā)熱量煤種時(shí)，所需空氣量要相對(duì)偏多。采用修正后的給煤量控制對(duì)應(yīng)層的二次風(fēng)擋板后，可以更合理提供所需的空氣量。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：二次風(fēng)擋板指令＝f(相應(yīng)層修正后的給煤量)＝f(相應(yīng)層給煤量*分倉(cāng)熱值修正系數(shù))。修正后的給煤量與各二次風(fēng)擋板開度的自動(dòng)控邏輯的函數(shù)關(guān)系，如下表所示：NOx的生成量于燃燒溫度、燃燒區(qū)域過量空氣系數(shù)、煙氣側(cè)高溫區(qū)的停留時(shí)間等都有密切關(guān)系。燃燒溫度越高，NOx產(chǎn)生量越多；過量空氣系數(shù)越小時(shí)，NOx產(chǎn)生量越少。因此避免富氧、較高的燃燒溫度同時(shí)出現(xiàn)是降低NOx的有效措施。空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，即控制燃煤分別在缺氧高燃燒溫度、富氧低燃燒溫度的兩個(gè)不同階段下進(jìn)行燃燒，可以有效避免富氧、高燃燒溫度兩者同時(shí)出現(xiàn)。下層主燃燒區(qū)域的缺氧程度越低，NOx生成量越小；可以通過調(diào)整該區(qū)域的供氧量，達(dá)到控制NOx生成量的效果。利用該方式來控制NOx生成量，快捷、方便且易控制。采用傳統(tǒng)的脫硝運(yùn)行法，經(jīng)數(shù)據(jù)檢測(cè)得知，SCR入口NOx濃度為230～280mg/Nm3，噴氨量為130～180mg/Nm3。經(jīng)本發(fā)明設(shè)計(jì)的先進(jìn)運(yùn)行脫硝法，可以減少揮發(fā)份氮轉(zhuǎn)化成NOx，使得SCR入口NOx濃度由230～280mg/Nm3下降至170～190mg/Nm3，噴氨量由130～180mg/Nm3下降至80～100mg/Nm3。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對(duì)本實(shí)施方式作出多種變更或修改，而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)，本發(fā)明的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3