DB37/T 2583-2014 煤粉锅炉低氮燃烧技术性能规范

ICS27.060.01

J98

DB37

山东省地方标准

DB37/T2583—2014

煤粉锅炉低氮燃烧技术性能规范

2014-08-22发布2014-09-22实施

山东省质量技术监督局

发布

山东省环境保护厅发布

DB37/T2583—2014

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由山东省环境保护厅提出。

本标准由山东省环保标准化技术委员会归口并解释。

本标准起草单位：烟台龙源电力技术股份有限公司。

本标准主要起草人：唐宏、李明、林淑胜、张永和、崔学霖、侯波、陈彦森、孙树翁、张超群、孙

淑玲、蔡德。

I

DB37/T2583—2014

引言

为贯彻落实《中华人民共和国大气污染防治法》，切实有效地改善大气环境质量，促进煤粉锅炉低

氮燃烧技术的规范化和标准化，减少燃煤锅炉氮氧化物排放，山东省环境保护厅组织制定本标准。

II

DB37/T2583—2014

煤粉锅炉低氮燃烧技术性能规范

1范围

本标准规定了煤粉锅炉采用低氮燃烧技术时设计、施工和验收应遵守的技术性能规范。

本标准适用于燃用无烟煤、贫煤、烟煤和褐煤，采用切向、墙式对冲燃烧方式和双拱（W型火焰）

燃烧方式的煤粉锅炉。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T10184电站锅炉性能试验规程

GB/T22395锅炉钢结构设计规范

GB50217电力工程电缆设计规范

DL/T435电站煤粉锅炉炉膛防爆规程

DL/T715火力发电厂金属材料选用导则

DL/T752火力发电厂异种钢焊接技术规程

DL/T777火力发电厂锅炉耐火材料技术条件

DL/T869火力发电厂焊接技术规程

DL/T1113火力发电厂管道支吊架验收规程

DL/T5072火力发电厂保温油漆设计规程

DL/T5121火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程

DL/T5161.5电气装置安装工程质量检验及评定规程第5部分：电缆线路施工

DL/T5175火力发电厂热工控制系统设计技术规定

DL/T5182火力发电厂热工自动化就地设备安装、管路、电缆设计技术规定

DL5190电力建设施工技术规范

DL/T5210.4电力建设施工质量验收及评价规程第4部分：热工仪表及控制装置

DL/T5210.5电力建设施工质量验收及评价规程第5部分：管道及系统

DL/T5210.7电力建设施工质量验收及评定规程第7部分：焊接

DL/T5240火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程

JB/T1612锅炉水压试验技术条件

JB/T1615锅炉油漆和包装技术条件

JB/T4194锅炉直流式煤粉燃烧器制造技术条件

JB/T10440大型煤粉锅炉炉膛及燃烧器性能设计规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

1

DB37/T2583—2014

3.1

煤粉锅炉pulverizedcoalfiredboiler

燃煤磨制成的煤粉，通过燃烧器送入炉膛后，在悬浮状态下进行燃烧的锅炉。

3.2

煤粉燃烧器pulverized-coalburner

将煤粉制备系统供来的煤粉/空气混合物（一次风）和燃烧所需的二次风分别以一定的配比、温度

和速度通过特定的喷口射入炉膛，在悬浮状态下实现稳定着火燃烧的装置，是组织好炉内正常的气固两

相流动和燃烧反应所必不可少的关键设备。最常使用的煤粉燃烧器可粗略分为直流式和旋流式两类。直

流式燃烧器多用于切向燃烧和拱式燃烧系统；旋流式燃烧器则多用于墙式燃烧系统；弱旋流燃烧器适用

于拱式燃烧。有的炉膛除燃烧器外，还装有独立的三次风（tertiaryair）、分级风（stagingair）

喷口或燃尽风（overfireair,OFA）喷口；配贮仓式制粉系统的锅炉还装有乏气（vent）喷口（也称

三次风）。

3.3

切向燃烧tangentialfiring

燃烧器的一、二次风采用多层直流式喷口排成一竖列布置在炉膛四角（或炉墙），每层射流喷口的

几何中心线都与位于炉膛中央的一个或多个同心的水平假想圆相切（极限条件下，假想圆直径可以为零，

称为四角对冲燃烧）；各层射流的旋转方向相同或上部一些层射流旋转方向与下部各层相反。这些气流

交会时发生强烈的混合。有助于相互点火稳燃，并形成旋转上升火焰。这种燃烧方式又称“角式燃烧”

(cornerfiring)或“四角切圆燃烧”，如图1(a)所示。切向燃烧的特点是喷口射流速度相对较高；一、

二次风早期混合较迟而后期混合相对较强；炉膛充满度较好。个别锅炉（如燃用高水分褐煤配风扇磨的

锅炉）也有将直流燃烧器布置成六角或八角射流相切形式的。“四角对冲”燃烧（一、二次风多股射流

对冲布置）及“四墙切圆”燃烧（燃烧器布置在四面墙上）都属此类燃烧方式。

3.4

墙式燃烧wallfiring

在炉膛前墙或前、后墙壁上水平布置多个旋流式燃烧器，各燃烧器的一、二次风通过环形喷口旋转

射入炉膛，形成的火炬转折向上。大容量锅炉常在炉膛前、后墙对冲布置2～4层旋流燃烧器，如图1（b）

所示。这种墙式燃烧又称“对冲燃烧”（oppositefiring）。其特点是，依靠燃烧器旋转气流中心负

压产生的高温烟气回流维持煤粉射流的着火和稳定燃烧，并形成各自基本独立的火炬；一、二次风的早

期混合相对较强；只有上下左右相邻燃烧器的火炬之间才可能具有相互支持的作用。

3.5

拱式燃烧archfiring

采用直流缝隙式、套筒式或弱旋流式燃烧器成排布置在炉膛前墙的炉拱上，煤粉火焰向下射入炉膛

后，在中心转折向上形成“U”形火炬，故也称“下射式燃烧”（down-shotfiring）。当燃烧器同时

布置在前、后墙的炉拱上时，则形成“w”形火炬，称“双拱燃烧”（double-archfiring）或“W型火

焰燃烧”（W-flamefiring），见图1（c）。双拱（W型火焰）燃烧方式是大容量锅炉燃烧难于着火燃

尽的煤种（无烟煤、贫煤）常采用的一种燃烧方式。

2

DB37/T2583—2014

（a）切向燃烧；（b）墙式燃烧；（c）拱式(W型火焰)

图1燃烧三种常用的煤粉燃烧方式示意

3.6

锅炉额定负荷boilerratedload（BRL）

蒸汽锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度、使用设计燃料时设计所规定的蒸发量，又称锅炉额定蒸

发量（boilerratedcapacity）。

注：有时锅炉额定负荷也用热功率表示。

3.7

锅炉最大连续出力boilermaximumcontinuousrating（BMCR）

锅炉在额定蒸汽参数、额定给水温度，并使用设计燃料能安全连续产生的最大蒸发量。又称锅炉最

大连续出力。

3.8

锅炉最低稳燃负荷boilerminimumstableloadwithoutauxiliaryfuelsupport

锅炉不投辅助燃料助燃的最低稳定燃烧负荷，常用其与锅炉最大连续出力（BMCR）之比表示，称为

最低稳燃负荷率，即：

BMLR=()不投辅助燃料的最低稳燃负荷BMCR×100%.................(1)

注1：分子、分母皆应按锅炉输出热功率计。

注2：每台已投运的机组煤粉锅炉都可能具有3个不同定义的最低不投辅助燃料稳燃负荷率数值，即：

——设计保证值：锅炉制造厂保证的最低稳燃负荷数值；

3

DB37/T2583—2014

——试验值：在设计煤种及正常工况条件下经持续4h～6h稳定运行(无局部灭火及炉膛负压大幅度波动现

象，试验可达到的最低数值；

——可供调度值：考虑到日常入炉煤质波动及设备状态和控制水平、火焰检测系统的可靠性等条件，由业主

规定的可供负荷调度用的实际运行数值。

3.9

炉膛排出氮氧化物（NOX）浓度furnaceexitNOXconcentration

锅炉炉膛排出干烟气中含有的初始NOX浓度。它有别于锅炉的NOX排放浓度（只有在炉膛后烟气流程

中未设NOX脱除装置时才相等）。NOX是NO2、NO和其他微量氮氧化物的总称，都属于有害污染气体组分。

煤粉燃烧最初生成的氮氧化物主要是NO（约占总体积的95%），其余基本为NO2。在大气中NO被氧化成

NO2。NOX生成量与燃烧方式及燃料含氮量有关。本标准表述的NOX浓度都是已换算到标准状态（过量空气

3

系数α=1.4，即O2=6%）下的干烟气中以NO2计算的质量浓度；其单位表示为mg/m（标准状态下)（O2=6

%）。炉膛排出的NOX浓度通常是在锅炉尾部烟道（如有NOX脱除装置，则在其前）测定NO及NO2的体积浓

度，再按式（2）换算为规定条件的质量浓度，即：

⎛21−6⎞

NO=⎜⎟×2.05()NO+NO.........................(2)

X⎜−⎟2

⎝21O2⎠

式中：

3

NOX——在规定条件下NOX的质量浓度，mg/m（标准状态下）（O2=6%）；

NO、NO2——实测的NO及NO2体积浓度（干烟气组分），μL/L，即ppm（V）；

2.05——NO2的密度，即46.00/22.41的商，g/L；

O2——实测干烟气样品的含氧量，%（V）。

如只测量NO的体积浓度时，可改用式（3）计算：

⎛21−6⎞⎛2.05⎞

NO=⎜⎟×NO..............................(3)

X⎜−⎟⎜⎟

⎝21O2⎠⎝0.95⎠

3.10

煤粉锅炉低氮燃烧技术LowNOXcombustiontechnologyforpulverizedcoalfiredboiler

煤粉锅炉采用燃料分级、空气分级、低氮燃烧器技术等，通过炉膛内合理的燃烧组织，抑制氮氧化

物生成，并还原部分已生成的氮氧化物的技术。

3.11

低氮燃烧脱硝效率De-NOXefficiencyoflowNOXcombustion

相同的煤质、BRL工况下，煤粉锅炉采用低氮燃烧技术比未采用低氮燃烧技术炉膛排出氮氧化物

（NOX）浓度的降低值与未采用低氮燃烧技术炉膛排出氮氧化物（NOX）浓度比值。见式（4）：

NO−NO

η=X,0X,1×

DN100%..............................(4)

NOX,0

式中：

ηDN——低氮燃烧脱硝效率