江蘇宜興電廠 2x135MW 鍋爐低NOx燃燒案例
宜興電廠是該地區的主要集中供熱熱源企業，這兩臺機組擔負著大部分的供熱任務。機組在2004年正式運營至今。由于該地區對氮氧化物的排放有限制要求，而且有環保收費，所以電廠希望能夠降低Nox的排放量，減少環保費用，同時改善鍋爐燃燒狀況，提高鍋爐效率。阿米那公司綜合考慮了業主的需求，制定了經濟、有效的改造方案，最終獲得了該項目的合同。
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江蘇宜興電廠 |
宜興電廠#8和#9鍋爐由哈爾濱鍋爐廠提供，自然循環、中間再熱、單爐膛、中間倉儲式，四角切圓煤粉爐，過熱蒸汽量80/h。鍋爐通過兩臺球磨機向四層燃燒器供應煤粉，且在主風箱之上布置了具有高風粉比的三次風。 燃燒煤種為煙煤。
存在的問題
1 氮氧化物排放超標，排放濃度約500mg/Nm3；
2 存在較嚴重的結焦現象，尤其在一/三次風噴口周圍；
3 部分燃燒器筒身有超溫現象。
改造后效果
經過阿米那公司的改造，結果如下：
改造前 改造后(承諾) 改造后(實際)
Nox 520mg/Nm3 300mg/Nm3 260mg/Nm3
UBC 2.1% 1.7% 1.5%
同時結焦現象和筒身超溫現象得到了很好的解決，并取得了客戶的認同。
鍋爐主要設計參數及燃煤特性
主要設計參數
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工程內容
根據改造目的和現場實際情況，綜合考慮各種因素，采用我公司的NO70系列的技術和產品為其量身定做了解決方案，具體范圍如下：
1 主風箱改造 針對客戶的具體情況，設計了新的一次風及二次風噴口，并重新調整各燃燒器噴口的位置。
2 分離式燃盡風(SOFA)風箱帶改造 SOFA管道與主二次風管道相連，抽取部分二次風送至SOFA噴口。根據計算，分離式燃盡風(SOFA)的噴口布置在主燃燒區上方。新設計添加的燃盡風風箱帶布置于主風箱上方，并圍繞整個爐膛。
3 新增風道及支吊 所有自二次風箱至SOFA噴口的連接風道以及風道的支吊件由阿米那公司設計提供。
4 SOFA風水冷壁開孔及所需彎管和密封 新增SOFA風處水冷壁的開孔及開孔處密封部件由阿米那公司設計提供。
5 空氣測量系統 新型的測量裝置，準確的檢測風量的變化。
6 控制系統修改 為了保證新的燃燒系統的正確運行，業主需要對燃燒系統所相關的控制設置進行修改：
燃盡風風門擋板控制；一/二風門擋板控制；O2 控制
現有O2控制曲線需根據現場調試結果進行相應調整。阿米那公司安裝風量測試設備，數據顯示在DCS系統中；提供風門控制導則，指導電廠在邏輯保護中進行修改。
阿米那公司提供現場的安裝指導，并為電廠的運行維護人員提供培訓，使熟練掌握對新燃燒系統的運行調整。
計算機流體模擬(CFD)結果
阿米那公司為該項目改造前后分別做了CFD的模擬，從仿真結果上看，阿米那的改造方案使鍋爐運行的狀況，得到了很大的改善：
爐膛溫度
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從圖中可以看出，爐膛出口的排煙溫度沒有變化，保證鍋爐參數不變；控制爐膛內的高溫點，有效的減少熱力型Nox的生成。
氮氧化物(Nox)的濃度
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從圖中可以看出，未改造前，在主燃燒區產生大量的Nox，經過原有的OFA得到很小程度的減少，在爐膛出口處Nox的濃度是很高的；改造后，雖然在主燃燒區也產生了大量的Nox，但是由于在主燃燒區氧氣濃度降低，氧化性氛圍減弱，且溫度降低，濃度相比于改造前大大減小，在經過過燃區時，由于還原性的作用，NOx在爐膛出口處的NOx濃度下降時非常明顯的。
爐內流場分布
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改造后，改善了爐內流場的分布狀況，促進空氣與可燃物間的混合，并保持火焰中心不發生偏移。引入分離式燃盡風，加速上升煙氣的擾動，促進可燃物隨煙氣上升過程中的再次充分燃燒。
大顆粒碳在爐膛內軌跡
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經過改造，增加了爐內空氣場的擾動，更多的碳粒會隨煙氣的上升而向上運動，減少降到灰斗的幾率，同時會帶動熱量與上方的換熱元件進行熱交換。
未燃燼碳(UBC)的沉積率
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圖中表明，在經過改造之后，主燃燒區產生的未燃盡碳會在過燃區充分燃燒，而不是隨煙氣帶出，或沉積到灰斗，這樣使燃燒效率提高，進而提高鍋爐的熱效率。
項目總結
宜興項目是阿米那公司在國內的第一個成功案例，不僅在超額完成了在技術協議中所保證關于NOx排放和UBC的要求，而且使爐膛出口的氧量減小，減小了排煙熱損失，提高了鍋爐的熱效率，而且保證鍋爐的其它運行數據保持原來的良好的狀態。通過改造，使該鍋爐的Nox排放達到了國家標準，減少了相當數量的環保收費，并在現階段避免安裝昂貴的SCR系統；優化了燃燒狀況，提高鍋爐效率，使燃煤適應性更廣。阿米那公司希望能在全國推廣此項技術，為國家的環保計劃、降低NOx排放貢獻自己的力量，并保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，為企業降低成本，取得更好的經濟效益而努力。
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