我公司炉内深度低氮燃烧技术（DLNC），强调炉内深度脱硝、炉内高效超低硝燃烧；炉内深度脱硝的深度表现在二次风深度分级、较低一次风率、深度的料层低氧燃烧技术、深度的料层飞灰催化燃烧技术；炉内高效超低硝燃烧的高效表现在追求炉内脱硝效率的最大化（60-70%与床温有关），但不刻意追求炉内脱硝效率的最大化这是为了照顾到SNCR系统正常脱硝需要的烟气温度。“DLNC+SNCR提效”才能保证CFB锅炉烟气脱硝超低排放。

我公司炉内深度高效超低氮燃烧技术（DLNC），技术特点主要表现在：

★ 二次风深度分级燃烧

★ 料层飞灰催化燃烧

★ 深度料层低氧燃烧

★ 较低一次风率

★ 优化炉内物料流态化状况(对风帽和布风板改进提供技术支持)

★ 改善着火燃尽特性（粒度调整、燃煤均匀抛撒和返料均匀着床技术）

★ 五大循环（内、外、底渣、飞灰、烟气）

★ 五口改造（风帽出风口、二次风口、燃煤入口、播煤风口、返料口）

★ 五大均匀（一次风、二次风、燃煤、返料、烟温）

★ 放灰加灰（调整循环倍率影响床温）

★ 三消二降（消除局部富氧、降低普遍富氧、消除局部缺氧、消除局部高温、降低普遍高温）

★ 还原区有效降氮高度与氧化区高效脱硫脱硝（SNCR）

★ 热量再循环维持床温

★ 烟道送风与喷水（兼顾脱硫）

改造施工的范围如图所示：

DLNC脱硝超低排放系统的技术特点还集中表现在：

一个突出、两者结合、三项兼顾、四个均匀、五口改造、六种循环。

1）. 突出深度超低氮燃烧技术

深度低氮燃烧技术区别于普通的低氮燃烧就在于深度和高效，维持锅炉稳定燃烧前提下的炉内脱硝效率高达70%左右。

2）. 两者结合原则

坚持深度低氮燃烧与SNCR提效相结合，深度超低氮燃烧必须与SNCR提效结合才能达到烟气脱硝超低排放。单打独斗是无法做到烟气脱硝超低排放。

这里要强调过低的床温和过低的氧量对应的低氮燃烧烟气脱硝排放值虽然很低，但是这是以牺牲锅炉设计燃烧效率为前提的，是以牺牲SNCR不反应为前提的最终达不到超低排放要求，业主是不答应的，业主是难以接受的。

3）.三项兼顾

深度低氧低温燃烧：

要兼顾到到床温满足SNCR反应温度窗使SNCR能正常发挥作用；

要兼顾到床温和氧量满足锅炉设计燃烧效率；

要兼顾到对炉内脱硫喜氧的影响。

低氮燃烧改造后，炉膛上部的燃烧份额会提高，炉膛出口烟气温度与床温相差很小，这更加有利于实现后期SNCR所要求的温度窗口和飞灰的燃尽。

低负荷时采用SNCR中部喷枪，确保SNCR所要求的温度窗口，同时此温度窗口区域氧量充足，使SNCR发挥的效率最高。

4）.四个均匀

流化的均匀。

给煤的均匀抛撒。

物料与烟气氧量的均匀。

返料的均匀着床。

通过四个均匀达到物料与烟气的温度均匀，温度均匀的目的在于消除局部高温引起的硝量峰值，实现理想的880～940℃最佳低氮温度环境。

局部氧量均匀维持了炉内密相区整体低氮环境还原性气氛。

5）.五口改造

风帽出风口。

二次风口。

燃煤入口。

播煤风口。

返料口。

通过以上五口改造，消除局部富氧、降低普遍富氧、消除局部缺氧、消除局部高温。

6）.六种循环

内循环。

外循环。

底渣再循环。

飞灰再循环。

烟气在循环。

热量再循环。

通过以上六种循环，解决锅炉高、低负荷下的床温超高或超低严重影响烟气脱硝超低排放效果的问题。

5 深度低氮燃烧

(烟气脱硝超低氨耗改造方案)

国家专利技术支撑

ZL2016204148661，一种用于循环流化床锅炉的低硝燃烧系统；ZL201110100247.7，一种流化床锅炉床料的蒸汽加热方法（发明）；

5.1 分级燃烧中部风的实施

各层氧量偏离，炉内氧量分布不均，不利于脱硝，需进行配风改造和运行优化调整。采用中部风专利技术。二次风口距布风板高度对脱硝影响很大，选择合适的高度进行改造。

对于脱硝效果不理想的锅炉，采用广义配风，在炉堂进行高梯度多级分级送风。防磨导流板防止新增二次风口上部磨损。

根据公司锅炉的实际情况，为使得NOx排放达到超低水平，设计的工艺方案如下：

改造后原上二次风口距离布风板距离不变，原下二次风口距离布风板距离不变，，增加中部风（上上二次风），距离布风板9000mm左右（标高16600）。

中部风口管径不小于160*210，喷口处风速为40m/s左右，可保证补充稀相区燃尽风的需要。喷口处风箱为耐热耐磨钢铸钢，中部风向下倾斜15°。

由于分级燃烧技术使炉内形成沿炉膛高度方向明显的“双还原区”，也有利于脱硫。分级燃烧技术使炉内强还原区域部分含硫物质在碳氢催化作用下分解成H₂S，并与烟气中分解形成的CaO发生反应，生成CaS。由于分级燃烧的强还原性和独特的着火燃烧过程，使CaS较稳定地存在于炉渣中。

本次改造，二次风的改造是一项重点内容，主要是优化二次风分级布置。

5.1.2 二次风口导流台的实施

循环流化床锅炉普遍存在着炉膛中心缺氧问题，炉内氧量分布严重不均，二次风口附近的高氧处产生的硝量大。在方案一的前提下（即密相区已经低氧的情况下），用二次风口导流台专利技术解决炉内氧量分布不均和局部高氧问题（引发局部高硝量问题），对10个上二次风口实施二次风口导流台，导流台由耐火耐磨材料构成。

材料及施工：二次风口内外耐火材料的拆除与恢复、销钉的制作与焊接。

在空间尺度方面，未顾及极高浓度的密相区下部物料的强阻挡效应，二次风根本无法穿透物料，直接造成炉膛中央的高贫氧区，导致CFB燃烧效率下降，炉效降低；

在水平方向，未考虑氧量均匀分配的因素，形成了物料燃尽过程较大的差异，也影响最终燃尽率；

二次风射流引入角度不合理，造成二次风喷口形状不规整，产生喷口局部涡流和失效效应，进一步降低了二次风射流刚性；

二次风整体调节裕度很小，运行人员无法根据烟温偏差、炉内温度场分布等运行工况的要求进行合理的二次风调整；

二次风设计没有根据实际回料口位置和给煤口位置进行合理调配，而以简单的等径、等高和均分方式，去应对相对复杂的炉内灰浓度场分布和新鲜燃料的不平衡性，更加造成了氧量分布的不均衡；

没有针对目前低排放要求的氧化、还原区合理分配，不能很好地将高效燃烧与低氮排放有机地结合在一起。

5.2 料层低氧燃烧调整改造

循环流化床锅炉普遍存在着料层富氧燃烧硝量较大的问题，防止结焦采用较大的一次风率和二次风大角度向下倾斜是其主要原因。料层氧量偏离会对炉内脱硝产生负面影响，必需进行优化调整和局部改造，实施中采用专利技术用烟气调整锅炉两侧一次风中的氧量，料层低氧燃烧，从而达到低硝燃烧，可以大幅度降低燃烧中产生的硝量。当床温已经较高时（接近980℃）调整循环灰量使床温下降不明显需要增大一次风降床温时，需要对料层强制降低氧量，增风不增氧！实现低温低氧燃烧。在锅炉一次风机入口增设烟气再循环系统，降低一次风含氧量，抑制床温，同时在保证流化效率的前提下，适当提高二次风率，为二次风合理的空气分级创造条件。

为了有效减小锅炉一次风含氧量，又满足锅炉一次风流化风量需求，设计了烟气再循环系统。从脱硫塔出口引一股洁净烟气，送入锅炉一次风机入口，充当锅炉一次风。以有效降低一次风含氧量，来保证NO_X的生成量最低。

烟气再循环能起到高效降氮作用，是在二次风喷口改造的基础之上才能可靠实现的。究其原因在于循环流化床本来就中心缺氧，加入烟气再循环后会加剧这种情况，所以必须经过二次风改造（导流台和倾角改造）保证炉膛氧量的均匀性。个别工程由于没做二次风改造，直接加设烟气再循环后燃烧工况变得十分恶劣，CO排放能达到10000ppm或更高。但是经过二次风改造的CFB锅炉加设烟气再循环，不仅能改善燃烧，使整个燃烧在炉膛高度和水平方向上均匀化。

5.3 料层粗灰调整改造

调整飞灰中的粗灰实现小循环和大循环，适当影响循环倍率。实施中采用专利技术对省煤器下部、预热器下部、除尘器下部的飞灰粗灰视现场情况进行综合利用，不但显著利于脱硝，还有利于脱硫剂的回收利用。实验证明，飞灰返料量增加能有效降低床温，使NOx排放量下降。

材料及施工：几百米DN150管道、手动闸板门、耐磨弯头，在后墙下二次风口附近接口，2个接口即2路管道。

5.4 返料均匀着床

返料均匀着床可以减少床温的不均匀性，减少炉内硝的产生量，采用循环流化床锅炉密相区导流台专利技术对返料方向进行调整。返料偏后墙会使部分返料随排渣排走从而使循环倍率相对变小，返料均匀着床可以使循环倍率相对增大，使返料随排渣排走得量减小。

5.5 入炉煤均匀抛撒

入炉煤均匀抛撒可以减少炉内硝的产生量。采用专利射流喷嘴技术对给煤口播煤风射流方向和风箱进行调整。在落煤管处用气体射流将入炉煤均匀抛撒在料层里可以降低火焰中HCN浓度从而减少快速型NOx生成量。

5.6 运行优化调整

一些主要运行参数的长期习惯于偏离优化值会对炉内脱硝产生负面影响，主要由业主配合按照技术要求调试：

★ 优化调整一次风率；一次风率过度偏离，不利于脱硝，需进行优化调整，建立在入炉煤粒度得到保证，必要时采用完全细筛机。

★ 优化调整床温。床温偏离幅度过大，如增大一次风调整床温极不利于脱硝，必需进行优化调整。对绝热式分离器采用温风流化技术，调整循环倍率对床温偏离进行纠正，对返料器进行改造调整循环倍率。

★ 优化调整烟气氧量。控制烟气氧量及正确判断，照顾到炉内脱硫。

★ 优化调整床压。适当调整料层，调试料层对床温和Nox排放的影响。

★ 优化调整循环倍率；通过运行调整或采取加灰措施调整循环倍率，影响床温。

运行调整时压减一次风量使料层低氧燃烧可减少硝的生成量，但当床温已经较高时（接近980℃）就只能调整循环灰量（增加补充循环灰系统，细底渣破碎后过0.8mm孔筛可以充当循环灰）使床温下降以实现料层低温燃烧。首先要保证循环回路的正常运行，返料风压、返料风量足够，返料风帽出风口直径足够大。

在以上各个调整中观察烟气中NOx的变化，找到各个参数对烟气中NOx的影响，最后制定最佳的有利于脱硝的运行参数。

5.7分离器效率和返料器改造完善

返料器返料风的压力、温度选择不好不利于脱硝，要对其调整，必要时进行供气系统和返料器布风板的改造。循环倍率不当不利于脱硝，要对其调整，进行分离器提效改造；用耐火耐磨材料形成水平烟道倾斜和水平烟道后部再渐缩，中心筒变短与偏置。

由于分离器入口烟气速度偏低，通过增加分离器进口耐磨料层的厚度，减少进口面积增大进口烟气流速。本次改造增加凸台缩口后，进入分离器入口烟气流速增加到26-30 m/s，效率有望进一步提高。

通过分离器入口截面缩小改造后，返料量会大大增加，改造时按实际需要的风量对返料器返料风速进行优化设计，保证松动风在保证流化的前提下风量最小，以防反串影响分离器效率，返料风可调性好，以保证返料通畅。本部分改造内容主要涉及分离器中心筒更换和相关浇注料的敷设。

6、性能承诺

总体改造后，使得锅炉NOx排放排放值维持现状，氨水耗量大大降低。

7、工期

锅炉接口及锅炉内的改造，10-15天（锅炉就可以点火启动了）；

8、案例分析：

内蒙某集团公司电厂3台160t/hCFB锅炉实施SNCR脱硝，3-4个月后出现省煤器严重积灰发展到堵灰。锅炉燃烧烟煤。

2015年3月去电厂查看现场，做技术诊断，讲课与交流，出方案；4月实施改造第一台锅炉，至9月3台锅炉皆改造调整调试好。

3台CFB锅炉SNCR 脱硝的氨水耗量皆趋近于零！防止了SNCR引起省煤器堵灰！改造后氨水耗量为零！且最低NOx 134mg/Nm3！投入SNCR就超排了！

云南宣威磷电公司电厂3台240t/hCFB锅炉在2009年实施中部风改造后，没有上SNCR系统烟气中NOx自然在180mg/Nm3以下！（当时张全胜任磷电公司总经理助理分管电厂）

简介：张全胜，山西永济市人，大学学历，热能动力专业，高级工程师；

在电厂工作28年,先后从事过8个电厂的中层管理20年，从事总工、副总、厂长等职务工作10年。

1、前言

2、烟气脱硝超低氨耗改造目标

改造后目标要求:

工程质量标准：

3 锅炉运行情况

4、烟气脱硝超低氨耗改造技术路线

1）. 突出深度超低氮燃烧技术

深度低氮燃烧技术区别于普通的低氮燃烧就在于深度和高效，维持锅炉稳定燃烧前提下的炉内脱硝效率高达70%左右。

2）. 两者结合原则

3）.三项兼顾

4）.四个均匀

5）.五口改造

6）.六种循环

5 深度低氮燃烧

(烟气脱硝超低氨耗改造方案)

国家专利技术支撑

5.1 分级燃烧中部风的实施

5.1.2 二次风口导流台的实施

5.2 料层低氧燃烧调整改造

5.3 料层粗灰调整改造

5.4 返料均匀着床

5.5 入炉煤均匀抛撒

5.6 运行优化调整

5.7分离器效率和返料器改造完善

6、性能承诺

7、工期

8、案例分析：