燃煤锅炉超低排放改造，燃气锅炉超低排放标准
chanong
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北极星大气网讯： 摘要：通过4#锅炉低氮燃烧器及烟气再循环技术改造，锅炉氮氧化物排放达到超低排放要求，取得了良好的经济效益和环境效益，我做到了。
1 锅炉基本情况
唐钢南区4#锅炉为唐山锅炉厂设计制造的中压（3.8MPa）中温（450）自然循环锅炉TG-130/3.8-Q。锅炉整体布置为前悬挂、后支撑的“”型布置。
燃气燃烧设备由旋流燃烧器和炉内蓄热燃烧器组成。放置燃烧器的四个角，火焰的虚切圆的直径成为燃烧器稳定器的外圆。煤气燃烧器分上、中、下三级布置，每台高炉煤气燃烧器均配有直径89的焦炉煤气喷嘴，保证点火和稳定燃烧。中、下层各燃烧器均配有焦炉煤气枪和高能点火枪。
1.1 锅炉设计参数
锅炉设计参数为：
设计蒸发量（D）: 130 t/h；
转鼓压力（P）: 3.82 MPa；
蒸汽压力（P）: 3.82MPa；
蒸汽温度(t): 450；
供水温度（tg）: 150；
供水压力（Pgs）: 4.6 MPa；
热风温度（trk）: 370；
排烟温度（tpy）: 155；
设计送风量（Q主）: 105261 m3/h；
废气量（Qy）: 361161 m3/h。
1.2 锅炉基本尺寸
滚筒高度： 28880 mm；
最高点海拔：32600毫米。
炉宽（两侧水冷壁中心线之间的距离）: x 6336 mm。
炉深（前后水冷壁中心线之间的距离）:-6336毫米。
锅炉宽度（左右排中心线距离：9300mm，
锅炉深度（Z1柱末端后墙中心）:15220毫米；
锅炉最大宽度（含平台）为：15000毫米。
锅炉最大深度（含平台） : 18660 mm；
锅炉运行层高为：-8000mm。
1.3 锅炉燃料消耗量（表1）
1.4 气体热值
气体热值检测值如下。
高炉煤气：3631 kJ/m3；
转炉煤气：6379 kJ/m3；
焦炉煤气：16545kJ/m3。
1.5 煤气主要成分（表2）
2个燃烧器
2.1 使整个炉子成为低氮设计单元
多燃烧器炉中的燃烧器除了火焰接触外，还存在相互影响和相关性，特别是在低氮燃烧中，多燃烧器炉的清洁燃烧理念与多燃烧器炉的清洁燃烧理念相同。有相似之处，但并不完全相同。燃烧器低氮方案将整个炉膛作为一个整体的燃烧装置，从整个炉膛的角度实施低氮设计。锅炉的上、中、下燃烧器采用不同技术原理的低氮燃烧器，在不改变水冷壁的情况下实现全炉协调燃烧。燃烧气氛设计为从底部开始的三层燃烧区，SOFA空气区分别为还原燃烧区、弱氧化燃烧区和强氧化燃烧区。 （图1）
对于底部燃烧器，选择LCRS-2-I 半预混强力旋流燃烧器。尽量保证燃料与燃烧空气在还原性气氛中混合均匀，避免局部氧化性气氛，以有效抑制NOx的生成过程。
中间燃烧器为LCRS-2-II型弱涡多级配风燃烧器。分级配风控制燃烧过程中火焰各位置的燃烧强度，避免局部氧浓度过高的区域，抑制NOx的产生。
上部燃烧器选用LCRS-2-III型直流级配风燃烧器。渐进式配风控制燃烧过程中火焰各位置的燃烧强度，避免局部区域氧浓度过高，抑制NOx的产生（见图2）。中间层完全燃尽，中间产物提供助燃空气，保证燃料燃烧速率。
根据NOx生成和抑制的原理，NOx或中间产物在还原气氛中被还原为N2。因此，在还原燃烧区仅产生少量的NOx。随着燃烧反应的进行，在下燃烧区和中燃烧区产生大量废气，这些废气随炉膛向上流动，显着稀释了上燃烧区的氧气浓度，但增加了这些区域的空燃比。当它大于1时，氧浓度很低，因此NOx的生成过程被充分抑制，并且NOx的生成量也很小。
2.2高效低氮燃烧器
同样，每个燃烧器本身都是根据高效、低氮结构设计的。燃烧器采用高效低氮/低热值燃气燃烧器LCRS-2。
燃烧器主要燃料为高炉煤气，点火燃料为焦炉煤气。烟雾中的有害成分包括游离碳和氮氧化物。
LCRS-2燃烧器主要采用优化设计的旋流叶片，以适当的强度均匀地混合空气和燃气，并防止游离碳的形成。为了降低NOX，降低燃烧过量空气系数和火焰温度是有效的。它通过加强油气混合来降低过量空气系数，并通过分级分段配风来控制火焰各区域的氧气浓度和温度，从而减少NOX的产生。
同时，燃烧器各部分的流体旋流装置的设计考虑了炉膛的结构尺寸，根据截面形状设计流体旋流装置的旋流强度，假设混合均匀。通过调节炉膛尺寸来控制混合过程，不仅可以保证混合均匀，而且可以保证火焰很好地充满整个炉膛并避免局部温度峰值，从而减少NOx的产生。
燃烧器中心轴上放置焦炉煤气喷枪，喷枪周围安装旋流叶片燃烧稳定器，保证点火可靠、燃烧稳定。燃烧稳定器和喷枪头均采用耐热钢制成，确保燃烧器的使用寿命。 （见图3）
2.3 SOFA风系统
根据锅炉的整体燃烧条件，这种转换会在主燃烧器上方添加燃尽空气。每台燃尽风装置均可独立运行，四路燃尽风量约占总风量的15%~20%。燃尽空气装置设有气流旋转方向调节装置，热力调试时可根据现场情况，通过辅助混合燃尽空气热风，手动调节确定合适的位置。废气得到增强，产生的部分氮氧化物得到减少。同时，湍流气流促进未燃烧燃料的燃烧，这也有助于增强温度调节。
燃尽空气喷嘴示意图如图4所示。
燃尽风源从主热风道获得。风道内安装新的独立风门。燃尽风风门可配备电动（气动）执行器。执行器控制必须连接新的控制系统至控制室DCS。阻尼器可以单独运行，也可以在同一楼层同时运行。
2.4 外部废气循环系统
此次改造的锅炉，结合锅炉的实际运行工况和锅炉的特殊结构形式，设计在锅炉中心安装蓄热锥体，以保证燃烧稳定。为了使气体成分和NOx排放量波动较大，满足环保要求，必须将低温废气从锅炉后部抽出，引入助燃风道，与助燃空气充分混合后再进入燃烧。风道，必须有涌入。当燃烧空气与烟气混合时，火焰温度降低100150，O2浓度可降低18%20%，NOx排放量可减少50%。最初为70%。废气再循环系统包括废气再循环风机、废气调节阀、废气流量计等设备，根据不同负荷下最佳燃烧工况的要求，合理、精确地调节混合废气量。
3 介绍效果/好处
由于采用低氮燃烧器+SOFA空气+废气外循环的多重低氮措施，正常工况下NOx排放值始终低于30mg/m3。该项目取得了良好的经济效益和环境效益，值得行业推广。
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