炉内喷射还原剂分布状况三维模拟效果图
SNCR部分还原剂喷射装置
5.4 逃逸NOx脱除装置
逃逸Nox脱除装设置于脱除锅炉烟气(省煤器后),用于还原逃逸的NOx,以解决SN CR技术较SCR技术NOx逃逸率高的问题。为保证脱硝效果而配置(特殊技术,设备配置及工艺能数暂保密)。
5.5 低NOx燃烧控制装置
低Nox燃烧控制装置由引风烟道、专用风机及配套仪表等设备组成,本装置受燃烧工况监测系统控制,在保证锅炉效率和燃烧工况的前提下,适当降低烟气含氧量。
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烟气含氧量与NOx生成量的关系示意图
5.6 SCADA监测与控制系统
SCADA监测与控制系统由数据服务器、操作站、数据采集器、DCS集散控制器、以及设备于其它分系统/装置的温度、压力、流量、PH值、液位、料位、气态污染物含量等传感器组成。用于实时监测各子系统/装置的各类模拟量参数,并全面监测与控制LNBs+SNCR脱硝装置的各设备运行状况;可实现对各子系统/装置设备的远程启/停及运行调整。关键控制回路可实现全自动控制,避免人为操作对系统效率的影响。
SCADA监测与控制系统设置于锅炉操作间,以便于根据锅炉运行工况变化及时调整。
5.7电气系统
电气系统设备MCC配电柜三台,外接电源种类有AC380V、AC220V两种,内设交直流转模块、空气开关、继电器、熔断器、综合保护器等装置,为LNBs+SNCR装置各子系统/装置提供动力电源。
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6 工艺流程 6.1 LNBs工艺流程
低NOx燃烧控制区示意图
在煤斗给煤链条炉炉排上,燃料从炉排的入口端进入炉室,沿炉排的长度方向,燃烧过程的各个步骤十分明显,即沿链条的传送方向依次出现预热、干燥、挥发分析出,引燃、燃烧和焦炭燃尽阶段。在沿着燃料层的厚度方向上,燃烧过程也很明显,燃烧从煤层表面开始逐渐向煤层内部推进。
该链条炉的主要缺点是过剩空气系数较高(引风机前烟气含氧量监测值为10.2)。特别是在低负荷范围内,过剩空气系数更高。该锅炉一次风分段送入炉室,对于这样的燃烧过程,煤的挥发分含量显然具有决定性的作用。
链条炉的平均燃烧温度约为1000-1200℃ ,在此温度范围内,所生成的热力型NO份额还不大,而燃煤中的挥发份所生成的NO占到了绝大部分。消除温度峰值能起到明显地减少NO生成的作用,而不影响锅炉的正常出力与煤燃烧工况,出现高温的原因是在此区域内存在大量释放出的可燃性挥发分物质。
通过燃烧优化调整与烟气循环,可能在一定程度上提高燃烧强度的均匀性,从而起到明显降低温度峰值的效果。除燃烧温度外,挥发分析出的温度以及受引燃拱结构强烈影响的加热速率对NO的生成也有重要作用。当温度较低和加热速率较小时,析出挥发分就较少,挥发分的含氮组分也就较少。因此,大部分燃料氮就保留在焦炭中,而残炭中的氮生成NO的转化率要比气相状态下挥发氮小得多。在该锅炉目前的送风方式限制下,旨在降低NOx排放的运行调整只能在小范围内进行。
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6.2 SNCR工艺流程
SNCR工艺流程示意图
SNCR技术的工业应用始于20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂,在欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是从90年代初开始的,目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。该方法是把含有NHx基的还原剂(本工程采用尿素),喷入炉膛温度为800~1100 ℃的区域,该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2和H2O。非选择性催化还原法受温度、NH3/NOx摩尔比及停留时间影响较大。通过模拟试验得出氨水最佳喷射温度范围为850~1100 ℃,NH3/NOx理想摩尔比介于1~2,停留时间为1 秒时,理论值最大NOx还原率达到82%。
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7 主要工艺设备表
序号 1 2 3 4 5 6 7 6 7 8 9 10 11 12 13
设备名称 一、还原剂制备系统 还原剂贮仓 还原剂溶解池 还原剂溶液贮罐 星型卸料阀 还原剂输送泵 补水泵 电磁阀 二、锅炉燃烧工况监测系统 热电偶 氧化镐传感器 信号采集器 锅炉燃烧工况分析终端 三、还原剂喷射装置 空压机 输液泵(计量泵) 喷射装置 四、逃逸NOx脱除装置 五、低NOx燃烧控制装置 主要技术指标 封闭式贮仓,防腐内壁,容积3-5立方米,配料位监测仪 半封闭设计,防腐内壁,容积70升,不锈钢材质,配套液位开关 封闭设计,防腐内壁,容积600升,不锈钢材质,配液位监测仪 定量卸料,额定功率<200W,自动卸料,低料位报警 特殊防腐隔膜泵,额定功率<100W,低液位报警,自动输送 小流量高压泵,如提供水源至还原剂制备区,可省略 常闭式电磁阀 温度上限1700℃,配套保护装置,可轴向10cm伸缩 常规 16位精度,32通道 专用终端,某高校专利技术产品 单位 数量 备注 台 台 台 m3 台 台 台 台 套 台 套 台 台 台 套 1 1 1 1 1 2 4 8 1 1 1 1 8 8 1 进口 一用一备 进口 连接辅件特制 特型设备 特型设备 345*139*185mm,150 L/min 特殊型号,配运行状态监测装置 设备型号与参数暂保密,已提供图片资料 机密技术 15