350MW超临界CFB锅炉深调工况下NOx超低排放技术研究
内蒙古京能双欣发电有限公司
一、项目案例基本信息
二、项目案例详细内容
1.项目案例简介
针对高含硫烟气特性的烟气再循环系统协同炉内燃烧三场（氧量场、温度场、物料浓度场）优化源头NOx超低排放技术，开发出适用于超临界CFB锅炉的烟气再循环系统深度调峰控制参数及方式，建立一套关联锅炉配风燃烧系统的烟气循环锅炉运行保护逻辑关系及烟气再循环投用调节控制系统。采取一种针对高含硫烟气及冬季深冷气温下，开发一套防止烟风系统管路、一次风机及烟气循环风机设备漏烟、凝结、腐蚀的辅助系统，提高烟气再循环深度调峰NOx排放系统的使用寿命、可靠性及稳定性。首次开发出针对深度调峰燃烧波动工况时，烟气再循环系统协同下耦合复杂气固流场高穿透型SA-SNCR脱硝技术，构建适应于深调密相区燃烧工况下的炉内SNCR脱硝反应模型，实现深度调峰时全工况NOx超低指标要求，同时解决深调工况下的二次风喷口烧损问题。形成具体工程实施方案，并在350MW超临界循环流化床机组上进行20%～40%负荷深度调峰工况下NOx超低排放技术工程试验，于2023年11月通过有资质的第三方性考核试验单位（内蒙古华洋能源环保科技有限公司）现场验收测试20%~50%深调工况下最终NOx排放≤50mg/Nm3。
2.主要创新点概述
首次在350MW超临界循环流化床机组上进行20%～50%负荷深度调峰工况下NOx超低排放技术研究和工程试验，实现NOx排放≤50mg/Nm3。
针对高含硫烟气特性的烟气再循环系统协同炉内燃烧三场（氧量场、温度场、物料浓度场）优化源头NOx超低排放技术，开发出适用于超临界CFB锅炉的烟气再循环系统深度调峰控制参数及方式，建立一套关联锅炉配风燃烧系统的烟气循环锅炉运行保护逻辑关系及烟气再循环投用调节控制系统。针对高含硫烟气及冬季深冷气温下，开发一套防止烟风系统管路、一次风机及烟气循环风机设备漏烟、凝结、腐蚀的辅助系统，提高烟气再循环深度调峰NOx排放系统的使用寿命、可靠性及稳定性。
首次开发出针对深度调峰燃烧波动工况时，烟气再循环系统协同下耦合复杂气固流场高穿透型SA-SNCR脱硝技术。
通过构建适应于深调密相区燃烧工况下的炉内SNCR脱硝反应模型，实现深度调峰时全工况NOx超低指标要求，同时解决深调工况下的二次风喷口烧损问题。形成具体工程实施方案，并在350MW超临界循环流化床机组上进行20%～50%负荷深度调峰工况下NOx超低排放技术工程试验，确保最终NOx排放≤50mg/Nm3。
3.技术实现路径及方法
本项目采用前期调研、理论分析、数值模拟研究、现场摸底试验、实验室试验和工程试验相结合的技术路线。
（1）对现有CFB锅炉的研究成果进行汇总分析，在前人实验数据和工业数据研究的基础上，结合CFB锅炉的运行特性，分析CFB锅炉在低负荷运行下NOx生成等方面的特性。
（2）在实验室开展相关腐蚀机理研究，保证烟气再循环技术方案在实际应用中的安全稳定性。
（3）进行烟气再循环系统的开发，研究循环烟气对锅炉运行床温、氧量、炉膛出口温度等参数的影响，分析烟气循环量对NOx初始排放值的影响，确定循环烟气量以及完成重要设备的选型。
（4）进行烟气再循环系统防漏烟凝结装置开发以及独立给煤密封风系统开发。
（5）开展试验炉试验研究，研究不同锅炉负荷工况下烟气再循环系统NOx超低排放特性，以及超临界CFB锅炉深度调峰燃烧系统三场协同减排参数调整规律，形成完整的烟气再循环系统切换投用及不同工况调整的方法，获得系统使用最佳控制参数。
（6）完成烟气再循环系统的逻辑保护控制系统开发。
（7）开发高穿透型SA-SNCR脱硝技术，作为NOx超低排放技术的辅助手段，与烟气再循环技术结合形成该项目成套的超临界循环流化床锅炉NOx超低排放技术。
（8）进行超临界循环流化床锅炉的工程示范研究，采用稳定工况下烟气再循环系统燃烧源头NOx减排技术，与燃烧波动工况下的辅助高穿透型SA-SNCR脱硝技术相结合，成功开展炉内燃烧调整试验及SNCR脱硝系统调整试验，形成适用于超临界CFB锅炉的深度调峰下全工况NOx超低排放关键技术。
4.应用情况及可推广前景简述
（1）国内首台针对高含硫烟气特性设计的基于烟气再循环系统20%～30%深度调峰350MW超临界循环流化床锅炉NOx超低排放系统。
（2）开发出了适用于超临界CFB锅炉的烟气再循环系统深度调峰控制参数及方式，建立一套掺烧尾部烟气的锅炉运行保护逻辑关系及烟气再循环投用自动控制系统。
（3）采取一种针对高含硫烟气及冬季深冷汽温下，防止漏烟凝结腐蚀的烟气再循环系统，提高系统使用寿命及可靠性。
内蒙古自治区鄂尔多斯市内300MW等级循大型环流化床锅炉机组众多：华电蒙泰2×300MW、蒙能杭锦2×330MW、京泰发电2×300MW等，该深度调峰NOx超低排放技术攻关及示范工程应用给鄂尔多斯区域内其他电厂提供了良好的借鉴参考，其中项目实施后鄂尔多斯市内京泰电厂、君正电厂共计4台300MW等级CFB机组先后在2023年内采用揭榜挂帅项目开发技术，进行了推广应用，大幅增加鄂尔多斯市内CFB机组深度调峰消纳新能源的比例，削减煤炭消耗量，助力鄂尔多斯市未来能耗双控目标实现。
5.经济效益及社会效益情况
深度调峰未来可申请调峰补贴，按照调峰深度50%负荷降低至20%，深调补偿电价0.31元/kWh，单台机组全年深调2000小时，两台机组净收益200万元/年，2台机组增加56000MW·h/年的新能源消纳量，经济环保效益显著。
排放烟气中NOx污染物排放量降低，提高空气质量，减少对人体危害，同时也是对国家节能环保政策的积极响应。机组参与电网深度调峰辅助服务市场，有利于新能源发电更加健康的发展，体现了企业对建立和谐社会和环境友好型社会的责任感。
烟气再循环系统的投用，能够保证锅炉深度调峰期间一次流化风量不降低，实现低负荷床温不超温、不结焦、稳定燃烧，实现了锅炉深度调峰期间锅炉安全稳定运行。
6.项目案例获专利及奖励情况：
（1）发明专利《一种降低NOX排放的流化床锅炉》，专利号：202310734572.1。
（2）实用新型专利《一种锅炉脱硝烟气处理装置》，专利号：202321581055.7。
（3）项目获得2024年内蒙古电力行业职工技术创新成果三等奖。
7.申报单位内部评审结论意见：
针对350MW超临界循环流化床机组进行50%～20%负荷深度调峰工况下NOx超低排放技术研究和工程试验，能够将机组调峰负荷从目前的50%～100%拓宽至20%～100%负荷，同时能适用深调期间的负荷波动工况，实现全工况NOx超低排放。通过该项目的技术攻关，为国内其他超临界CFB锅炉深调需求提供技术参考，对助力企业绿色转型、推动内蒙古区域新能源大比例消纳、实现“碳中和碳达峰”具有重要意义。
故同意申报。
2025年10月12日
京公网安备 11011502004515号 
