成果介绍 成果名称：降低循环流化床锅炉烟气NOx排放技术研究 成果参与单位：华北电力大学、中石化洛阳技术研发中心 成果完成人：常剑、齐文义、王体朋、陆强、陈千惠、李小苗、黄延召、郝代军、孟学峰、邓向军 知识产权情况：成果对应发明及实用新型专利1项，已形成完整知识产权体系 随着NOx排放标准的日益严苛，低NOx燃烧+SNCR+SCR（或臭氧脱硝）配置已经成为常态，严重削弱了循环流化床锅炉低成本污染物治理的优势。本研究在明确循环流化床锅炉NOx形成演化机制与CO原位催化还原脱除机理的基础上，确定关键污染物NOx与CO、炭质颗粒的时空分布与变化规律，确立专用脱硝催化剂的主要反应区域，构筑与CO和炭质颗粒原位脱硝反应高度协同匹配的催化剂和传递环境。开发适于循环流化床锅炉的脱硝催化剂，加入锅炉炉膛内部，利用燃料燃烧产生的CO和炭质颗粒原位脱除烟气中的NOx，高强度、粒度适宜的催化剂颗粒随循环灰在系统内循环，可以提高催化剂的使用效率，降低脱硝成本。 与现有脱硝技术相比，该技术具有操作流程短、使用方便、脱硝成本低的优势。为进一步验证本技术在不同尺度规模工业装置上的脱硝性能，需寻求再次工业验证装置。 创新点 1、基于循环流化床锅炉烟气NOx的生成与转化机理，提出了通过向循环流化床锅炉燃烧室内加入脱硝催化剂颗粒、利用循环流化床锅炉自身具有的特殊还原气氛、原位将烟气中的NOx催化还原为N2的技术路线。 2、基于循环流化床流动和热质传递特性，研究开发了一种脱硝催化剂，催化剂具有适宜的堆积密度、粒度分布和强度，使其在循环流化床循环燃烧过程中具有较高的保留度，降低了催化剂的用量，单位脱硝成本相对较低。 3、首次在工业规模220t/h循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验，脱硝效率达到50%～70%，实现了该装置NOx的超低排放。 市场前景 2022年在中石化九江分公司220t/h工业规模循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验，脱硝效率达到50%～70%，在停止SNCR喷氨和降低30%左右的臭氧的情况下，实现达标排放。 应用案例 据统计，全国大大小小的CFB锅炉超过3000台。日益严格的环保标准促使更多企业加大在环保方面的投入，但严峻的经济形势也会使企业在环保投资方面更加理性，能满足环保要求、经济上合算的技术将越来越受到人们的重视。低NOx燃烧+SNCR+SCR（或LoTOx）等是目前降低CFB锅炉烟气NOx排放的主要技术，但存在运行成本高、运行周期短等缺陷。 采用炉内脱硝催化剂的方法，在燃料燃烧过程中将NOx原位转化成N2，脱硝成本低、不会产生二次污染，具有良好的经济效益和社会效益。

本发明公开了一种电站锅炉炉膛结渣多区段实时监测方法，通过在炉膛中增加热流计测点并采集锅炉实时运行参数、入炉煤质数据和锅炉炉膛结构及设计参数，按照建立好的结渣多区段计算步骤，推算出炉膛多个区段的实时结渣情况，为运行人员进行分区段吹灰提供参考。

本发明公开了一种基于ＣＦＤ数值模拟和智能建模的锅炉燃烧优化系统及方法，系统包括ＤＣＳ控制系统接口、ＣＦＤ计算集群、样本数据库集群、智能建模集群、中央处理集群和人机界面，通过对ＣＦＤ模拟样本和历史运行样本进行存储、建模和优化，实现了机组随电网负荷指令、入炉煤煤质特性、过量空气系数等变化的最优配风方式实时匹配。本发明中ＣＦＤ数值模拟技术的使用提高了建模的准确性，优化时可直接调用ＤＣＳ控制系统实现闭环控制，使配风方式快速响应负荷变化，实现机组燃烧热效率和ＮＯｘ排放的实时优化。

本实用新型公开了一种利用循环流化床锅炉烟气余热干燥废木材的设备。废木材含水率高会增加燃烧的成本，而循环流化床锅炉的尾部烟气经常由于温度偏高，影响了锅炉运行的经济性，同时对炉后电除尘的安全运行也构成威胁，因此采取余热干燥势在必行。将烟气余热收集，根据小时产量湿物料的需要，采用烟气直接加热干燥废木材的形式，达到要求。设备包括：刮板上料机、分流阀门、止风阀、旋风除尘器、空气预热器、省煤器、引风机、布袋除尘器、异长径比回转圆筒干燥机、全自动控制柜、输出烘干物料封闭传输带、烟气温度检测仪。希望能对各大企业有所帮助，为大规模的废木材循环流化床锅炉发电厂或者供热公司回收余热工艺推广提供技术支持。

中储式钢球磨煤机已广泛用于国内外火电厂，但中储式钢球磨煤机制粉系统的能耗较高。由于磨煤机是一个具有非线性、大滞后和不确定性扰动的多变量对象，目前几乎所有控制系统均未投入，制粉电耗相当高。本项目以多变量控制理论、模糊控制理论及自适应优化理论为基础，在充分考虑了制粉系统特点后，采用基于不同控制理论的实用控制策略。

氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物质,也是PM2.5的重要前体物。国内外研究和治理经验表明，控制区域性PM2.5污染是一项难度非常大的系统工程，必须在综合分析基础上，提出有针对性的控制对策，才能有效缓解区域PM2.5污染。 针对北京市《锅炉大气污染物排放标准》地方标准中关于燃油（气）工业锅炉的排放限值2016年4月1日起实施的新要求，研究开发了深度冷凝-低温等离子体燃气锅炉NOx超低排放组合工艺，达到颗粒物10mg/m3、二氧化硫20mg/m3、氮氧化物30mg/m3的燃气锅炉烟气排放限值指标，可提升锅炉热效率11%。全年120天共节约天然气量为108864m3,以北京工业天然气价格3.23元/立方米计算，可以节约天然气投资108864×3.23=351630元，投资回报期为1.2年。

本发明公开了一种余热锅炉汽水泄漏诊断的数据预处理方法， 内容如下：(1)运行数据的采集与记录；(2)剔除运行数据中的异常值； (3)筛选稳定工况下的运行数据；(4)在异常值剔除和稳态筛选的基础 上，对各稳态段进行均值聚合。本发明针对燃气-蒸汽联合循环机组余 热锅炉的运行数据特点而提出，具有较高的可靠性，能提高运行数据 质量，改善故障诊断准确率。

本发明公开了一种用富氧燃烧锅炉烟气制取生物质高热值气化气的系统及方法，其中系统包括循环流化床气化器、旋风分离器；循环流化床气化器具有进料口；循环流化床气化器还设置有进气口，该进气口用于输入气化介质；循环流化床气化器用于在气化介质的作用下将生物质物料气化得到气化气；气化介质采用温度为 120℃～140℃的富氧燃烧锅炉低温烟气；旋风分离器用于分离颗粒获得洁净气化气。本发明将生物质气化系统与富氧燃烧锅炉系统配合使用，采用富氧燃烧锅炉低温烟气作为生物质气化反应的气化介质，既提高了富氧燃烧锅炉系统的能量利用效率，又提高了生物质气化气的品质，使整体热能的利用效率提高、降低了生产成本，提高了电厂的整体经济性。

目前我国部分地区PM2.5雾霾等空气污染频频发生，为实现污染物总量控制目标、减少燃煤污染物排放，国内很多地区限制使用燃煤工业锅炉，这为生物质锅炉的发展提供了空间。与此同时，由于传统煤基活性炭原料(优质无烟煤和不粘煤)资源的不断减少及其不可再生性，造成了原料供应不足、生产成本提高的局面。本课题针对目前燃煤锅炉污染大、能耗高以及传统活性炭制备技术粗放、成本高的问题，开发一种新型生物燃气-活性炭联产技术，以木屑、木片、秸秆等农林废弃物为生物质燃料，通过高温气化转化为生物质可燃气，同时将所得生物质炭渣改性为具有高吸附性能的粒状或粉状活性炭，并将此气炭联产技术应用于实际燃煤锅炉改造，开发出融节能、减排及废弃物资源回收利用为一体的绿色生产技术。该技术不仅能排除生物质本身的缺陷, 扩大了农林废弃物的利用途径，而且生成了应用广泛、价值高的活性炭，做到了变废为宝，使得农林废弃物生物质的工业化、大规模、高效率利用成为可能。目前针对本课题已在实验室进行了初步的小试研究，在利用农林废弃物产生生物燃气的同时制得了生物炭，如下图所示。将结合企业实际需求进一步深入研究，并应用于实际。

本发明属于燃煤锅炉脱硝领域，并公开了一种燃尽风与 SNCR 耦合的燃煤锅炉脱硝系统及方法，该系统包括 SNCR、燃尽风和 DCS 控制分系统，SNCR 分系统包括喷枪、热电偶、电动调节阀和电子流 量计，该喷枪共设置有三层，热电偶设于炉膛内，其布置高度与三层 喷枪的布置高度对应；燃尽风分系统共设有两层，每层包括燃尽风风 管、电动调节门和测速器；DCS 控制分系统用于接收各个分系统发送 的数据，并根据数据调节各个分系统。所述方法利用上述系统进行脱 硝处理。本发明可实现温度窗口宽范围调节和脱氮效率最高化，降低 了还原剂使用量，提高锅炉运行的安全性和经济性。