W 型火焰锅炉热力型NOX 减排技术应用与研究

☆项目详细内容

大唐阳城发电有限责任公司安装两台国产600MW 空冷机组，锅炉是东方锅炉厂制造的“W”型火焰锅炉，煤种为晋东南无烟煤，其特点为煤质硬（哈氏可磨系数38）、挥发份低（7%），着火及燃尽相当困难（着火点800～1000℃）。为利于煤粉着火，该炉采用了煤粉浓淡两相分离燃烧技术，安装有36 个双旋风筒燃烧器。无烟煤锅炉由于燃料特性及炉膛结构特性，炉膛温度高达热力型NOX 是指空气中的N2 与O2 在高温条件下反应生成的NOX。温度对热力型NOX 的生成具有决定性作用，随着温度的升高，热力型NOX 的生成速度按指数规律迅速增长，以四角切圆型煤粉炉为例，在燃烧温度为1350℃时，炉内机会生成100%的燃料型NOX，当温度为1600℃时，热力型NOX 占炉内NOX 的25～30%。

1600℃以上，热力型NOX 占炉内NOX 比例可高达40～50%，改善燃料特性和降低炉膛燃烧室温度为降低炉内热力型NOX 的主要手段。为此我们采取了以下手段：

（1）配煤掺烧的研究

在无烟煤中掺配烟煤可提高入炉煤的挥发分，煤粉着火点降低，炉膛温度降低，在减少了热力型NOX 的生成量的同时，锅炉燃烧稳定性增加，解决去除部分受热面卫燃带及防结焦风带来的燃烧稳定性差和煤种适应性差问题。

（2）去除部分卫燃带及其耙钉，增加了下炉膛水冷壁吸热量，在降低炉膛温度减少热力型NOX 的生成量的同时，解决了混煤由于灰熔点的降低引起的结焦加剧问题。

（3）通过翼墙防结焦风改造增加下炉膛风量降低炉膛温度，在降低炉膛温度减少热力型NOX 的生成量的同时，解决了翼墙结焦问题。

☆主要技术创新

首次尝试从改变燃料特性入手，通过掺配烟煤，提高燃烧稳定性，结合去除受热面耙钉及防结焦风改造等降低炉膛温度的措施，成功地解决了国内外W 型火焰锅炉NOX 排放量大等一系列问题，具有一定的进步性，在目前同类型锅炉（共十台，金竹山、珞璜、黔北、泸州、阳城）中属首创，值得在同行中推广。去除部分受热面卫燃带及耙钉技改手段，解决了同类型锅炉存在的减温水量大、排烟温度高问题，技术成熟，值得推广。

☆项目应用情况

现在大唐阳城发电有限责任公司两台锅炉和阳城国际发电有限责任公司六台锅炉均已进行了部分受热面卫燃带及耙钉去除工作、防结焦风改造工作，同时掺烧烟煤也已成为锅炉常态化运行状态。

☆企业效益情况

1、经济效益

1）经过掺配烟煤后进行锅炉燃烧调整，炉效明显提高0.2～0.5%，降低发电标标煤耗约1.5g/kwh，年节约标煤1.5×55=8250 吨，年节约费用8250×600=495 万元。（备注：按年供电量55 亿度，标煤单价约600 元/吨，燃油单价7000 吨/元计算。）

2）实行掺配后，锅炉稳燃用油与启动用油总量同比降低约500 吨，年节约费用500×7000=350 万元。

3）锅炉NOX 排放量减少，每年排污费减少约100 万元。

4）实行掺配后，锅炉飞灰含碳量降低，改善了飞灰质量，提高了飞灰的可利用率。

2、社会效益

成果应用后，锅炉燃烧稳定性增强，保证各行业稳定用电。同时降低了“W”型火焰锅炉NOX 的排放量，降低污染物排放，保护环境，为电力行业NOX 减排提供了新思路。

NOX 的排放量的降低减少了脱硝还原剂的用量，缓解了危化品给交通部门造成的影响。掺配成功后，缓解了区域内的煤炭供求矛盾，遏制了区域煤价上涨，为公司发展新的战略伙伴提供了技术支持。飞灰质量提高后，年销售灰量大幅升高，缓解了建筑材料市场压力，另外也延缓电厂灰场使用时间。