如何降低烟气中的氮氧化物--集控二值QC小组

中国铝业兰州分公司

CHALCO LANZHOU BRANCH 质量管理小组活动记录

（问题解决型）

Q/CHALCO-LZ15JL53-2007

课题名称： 如何降低烟气中的Nox

单位名称： 中铝兰州分公司自备电厂发电部 小组名称： 集控二值QC小组 注 册 号： 中国铝业兰州分公司自备电厂发电部 编制

如何降低烟气中的氮氧化物Nox

中铝兰州分公司自备电厂发电部QC小组

前言

近年来，随着我过电力工业的迅速发展，火电装机容量逐年剧增，作为大气污染目之一的氮氧化物污染问题也日益突然，在煤粉燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部分，燃烧所生成的氮氧化物主要是NO和NO2，目前已有的降低氮氧化物的方法分为两类：一是控制在燃烧过程中的氮氧化物生成的燃

烧技术，另一类是降低在烟气

氮氧化物的处理办法

二、小组介绍 名称课题 小组名称 成立时间 所属单位 如何降低烟气中的氮氧化物 自备电厂发电部集控二值QC小组 2011.02

课题类型 注册号 问题解决型 小组成员概况： 序号 1 2 3 4 5 6 姓名 张磊 杨艳龙 康宝华 张晓军 吕军奋 李明 性文化职务/别 程度 职称 男 大专 组长 组内分工/职接受质量培训情责 况 全面负责 60小时 60小时 48小时 48小时 48小时 48小时 男 大专 副组长 组织活动 男 大专 技术员 技术指导 男 大专 技术员 数据分析 男 大专 技术员 数据分析 男 大专 技术员 生产工艺监控 7 8 9 武伟 郭富敏 梁卫民 男 大专 技术员 整改实施 男 本科 助工 男 本科 助工 整改实施 数据收集 48小时 48小时 48小时 36小时 36小时 36小时 10 马静蕾 11 齐红志 12 薛伟卫 女 本科 技术员 数据收集 男 中专 技术员 数据收集 男 大专 技术员 整理记录 一、课题选择 我厂锅炉：型号HG-1065/17.5-YM24，亚临界，自然循环。一次中间再热，单炉膛，四角切圆燃烧方式，平衡通风，固态排渣，紧身密闭布置，全钢架悬吊燃烧锅炉，整体一二次风间间隔布置，四角均等配风。降低氮氧化物生成，减少烟温偏差防止炉膛结焦采用水平浓度煤粉燃烧器在燃烧器顶部布置了两层OFA喷嘴反向切入，实现分级送风和减弱烟气残余旋转，锅炉采用三台双进双出钢球磨煤机六层粉三层浊，八层二次风。分级配风，逐级燃烧。

我厂紧跟国际环境形势，为确保各种环境指标合格根据我厂现有设备情况，作为电厂运行人员必须在燃烧调整，在确保燃烧稳定经济的前提下尽可能减少排放量，并达到国家要求标准。

氮氧化物（NOx）是锅炉排放气体中的有害物之一。燃煤锅炉在1996年国家要求控制在650mg/m3而在2004年第3年时段排放标准进一步提高控制在450mg/m3；根据我厂设备现状降低烟气中的氮氧化物含量已是迫在眉睫。

二、现状调查 我厂在设备对环保参数要求时，根据燃烧与负荷，氮氧化物长期处于超标的状态，对于我要求，我厂加大对净烟气中的氮氧化物含量指标的严格要求，密切关注、确保氮氧化物在国家要求的标准内。

（1）磨煤机规范

项 目 型式 型号 容量（设计/最大） 煤粉细度（200目筛） 煤粉细度R90 单 位 t/h % % rpm KPa ℃ kwh/t T T T 规 范 双进双出钢球磨 MGS3854 55/62 73.5 20 17 0.996～1.494 75℃ 15.76 32 15 18 磨

转速 耳轴密封风与筒体差压 磨煤机出口温度 磨煤机单耗 Ø50 Ø30 煤机装球量Ø25 总重 T 65

燃烧器采用四角切圆燃烧方式，逆时针旋转的假想切圆直径为φ880mm。整组燃烧器为一、二次风间隔布置，四角均等配风。为降低NOx的生成、减少烟温偏差、防止炉膛结焦，采用了水平浓淡煤粉燃烧器，对煤粉进行浓淡分离。在燃烧器顶部分别布置了两层OFA喷咀反向切入，实现分级送风和减弱烟气残余旋转。整组燃烧器可上下摆动30°(除两层OFA喷嘴外)。锅炉采用三台双进双出钢球磨煤机，锅炉自下而上共布置有AA、AB、BC、BD、CE、CF六层(每台磨煤机带两层一次风喷口)共24只煤粉燃烧器及AB、CD、EF三层共12只油枪 我厂紧跟国际环境形势，为确保各种环境指标合格，根据我厂现有设备情况，做为电厂运行人员必须在确保燃烧稳定经济前提下尽可能减少排放量，并达到国家环保要求。由于我厂没有脱硝设备，更体现燃烧调整的重要性和必要性。分析氮氧化物生成机理，确定氮氧化物生成原因，确立主要原因，在机组运行中不断尝试，总结出适合我厂氮氧化物的降低的方法，并提出合理建议，确保氮氧化物排放量符合国家标准。

燃烧器

三、设定目标 净烟气中氮氧化物含量<450mg/m3

四、原因分析 燃烧过程中氮氧化物生产机理：

通常的燃烧温度于，锅炉排出得烟气中氮氧化物在氮氧化物总量的90%以上，而二氧化氮只占5%~10%，因而一般主要考虑氮氧化物的生成机理。燃烧过程中，主要通过三种形式生成氮氧化物，即热力型氮氧化物燃料型氮氧化物和速度型氮氧化物，

煤粉燃烧过程中生成的热力型氮氧化物和速度型氮氧化物中N都是来自空气中氮，固态排渣煤粉炉膛温度一般在低于1500℃的情况下，这样类型的氮氧化物占整个煤粉燃烧中所产生的份额不大于（20%~40%）燃料型氮氧化物是氮氧化物的主要来源。

五、原因验证 氮氧化物降低的方法：

燃料型氮氧化物控制氮氧化物排放量采取  减少燃烧的过量空气系数  控制燃料与空气的前期混合  调高入炉的局部燃料浓度

热力型氮氧化物控制氮氧化物排放量采取  减少燃烧最高温度区域范围  降低锅炉燃烧的峰值温度

 降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度

主要原因：

A． 配配风不合理

B． 总风量过大，煤粉一直处于富氧燃烧 C． 燃烧温度高，在局部高温区 D． 水冷壁结焦，积灰不能及时吸热 E． 入炉的局部燃料浓度不足

六、制定对策 针对要因，我们小组讨论后，根据设备情况和现场位置，制定一下对策： 序号 1 2 配风不合理 总风量过大 采用“收腰型”配风方式“倒三角”配风方式 降低空预器入口含量 降低当氧化物 降低氮氧化物保证燃烧充分 降低氮氧化物防止煤粉集中燃烧 使煤粉分阶段燃烧并处于低氧的还原性气氛 降低送风机的总风量 要因 对策 措施 预期目标 执行完成人 张磊 日期 杨艳龙 3 防止局部高温区 入炉的局部燃料浓度不足 炉膛内禁止局部高温 清洁水冷壁表面，合理分配磨出力，配风 吕军奋 康宝华 4 提高局部燃料浓度 降低氮氧化物 降低煤局部的二次配比，提高入炉燃料浓度 武伟 薛伟卫

七、对策实施 #3炉：负荷306MW，主汽压力16.12Mpa 总煤量：150t/h 总风量838t/h。氧量：1.725 氮氧化物含量：390mg/m3

调整前A AB B B1 B2 C CD D D1 D2 E EF F

F1 OFA1 OF2

A AB B B1 B2 C CD D D1 D2 E EF F F1 OFA1 OFA2 59 39.8 34.8 32.9 32.2 29 30.5 30 30 29.5 32 29.8 32.4 32.4 49 调整后：

A AB B B1 B2 C CD D D1 D2 E EF F F1 39.3 OFA1 OFA2 59 39.8 25.1 32.9 32.2 19.8 30.5 19.6 30 29 15.6 32.2 18.3 32.4 50

氮氧化物含量380mg/m3 调整后2：

A AB B B1 B2 C CD D D1 D2 E EF F 39.2 F1 OFA1 OFA2 59.4 39.8 35 32.1 29 24.2 24 23.6 24.1 29 30 33 35.5 44 50 39.2

氮氧化物含量340mg/m3

调整3：

A AB B B1 B2 C CD D D1 D2 E EF F F1 OFA1 OFA2 59.4 39.8 35 32.1 29 24.2 24 23.6 24.1 29 30 33 35.5 44 20

氮氧化物含量：380mg/m3

1.调整二次风配比，调整为中间小两侧大，上大于底部的“收腰型”配风方式，利用OFA OFA2

为辅助手段调整氮氧化物 2.降低入炉总风量：

降低入炉总风量是降低氮氧化物最直接的方式，但是对炉膛的渣含碳及飞灰含碳的影响很大。

逐渐调整风量：当氮氧化物< mg/m3 时且渣含碳量与飞灰含碳量增加，造成锅炉机械不完全燃烧热损失

要求氮氧化物<380mg/m3

3．炉膛水冷壁保持清洁，及时吸收热量降低炉膛温度，降低氮氧化物生成。 要求每班对炉膛吹4根短吹灰枪。

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结论

小组严格按照公司《质量管理小组活动管理标准》，以如何降低烟气中的氮氧化物(NOX)为研究课题，通过现状调查、目标设定、分析原因（确定主要原因）、制定对策已经措施处理。

按照国家标准规定以及我厂的实际情况对于自备电厂发电降低烟气中的氮氧化物降低，从理论上完成，并在实践工作中得到应用。 作为自备电厂运行人员，应以此为工作指导与方法，全面切实的投入正常的工作中。以为我厂的建设添砖加瓦