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NO 治理現(xiàn)狀

國內(nèi)外已對NO 的危害、燃煤發(fā)電燃燒過程中NO 的生成機(jī)理和降低NO 技術(shù)進(jìn)行了較為充分的研究，可分為三種：熱力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ；其中，燃料型NO 約占80-90%，是各種低NO 技術(shù)控制的主要對象；其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NO 生成量很少。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)在現(xiàn)有LNB技術(shù)和SNCR技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對鍋爐LNB和SNCR技術(shù)進(jìn)行大量的試驗研究和工程化研發(fā)，研究適應(yīng)于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優(yōu)化技術(shù)裝備的耦合技術(shù)。NO 的控制方法可分為燃燒之前的處理、燃燒過程中的處理和燃燒后的處理。燃燒前脫氮是指把燃料轉(zhuǎn)化為低氮燃料，技術(shù)復(fù)雜，難度大，成本高，因此現(xiàn)在處于研究階段；燃燒中脫氮主要有：一是抑制燃燒中NO 的形成，二是還原已形成的NO ；燃燒后脫氮主要是指煙氣脫硝：包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法等。

目前被大家公認(rèn)，并已在各燃煤機(jī)組鍋爐上廣為應(yīng)用的降NO 方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術(shù)加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術(shù)；燃燒中脫氮是根據(jù)NO 的生成機(jī)理采取的低氮燃燒技術(shù)主要是：低氧燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)等，該技術(shù)的主要機(jī)理就是將燃燒器通過縱向布置形成氧化還原、主還原、燃盡三區(qū)，對于四角切圓燃燒鍋爐還可通過橫向雙區(qū)布置形成近壁區(qū)和中心區(qū)兩個區(qū)域，從而實現(xiàn)燃料與配風(fēng)在爐膛內(nèi)分區(qū)、分級、低溫、低氧燃燒，降低煤粉燃燒過程中NO 生成量。冷凝熱水鍋爐采用了新理念的模塊化設(shè)計方式，可根據(jù)用戶的實際需求，提供各種類型不同規(guī)格型號的冷凝鍋爐。

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低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用改造后存在問題及原因分析

從低氮燃燒技術(shù)在大量電站燃煤鍋爐應(yīng)用實踐證明，這項技術(shù)對于減少NO 的產(chǎn)生量是非常有效的。但是，在實際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號也不同，使得NO 的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問題也不盡相同。

2.1 增加灰和爐渣可燃物，導(dǎo)致爐效降低

改造低氮燃燒器后，NO 的產(chǎn)生量降低很多，但是在使用同一種煤種時，飛灰可燃物升幅也較大。Levy等人（1993）發(fā)現(xiàn)，控制不同燃燒器傾斜角度以控制蒸汽溫度和改變氧氣流量，在不同燃燒器負(fù)荷下的磨機(jī)負(fù)載和空氣配置設(shè)置也可以有助于減少NOx的形成。主要原因是低氮燃燒技術(shù)使用的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區(qū)的溫度就會下降較多，煤粉是否著火就被控制并且推遲，并降低著火區(qū)的氧量，使煤粉燃燼能力下降，燃燒的過程被加長，飛灰和爐渣可燃物變多。部分鍋爐改造時改變了燃燒器的一、二次風(fēng)噴口和燃盡風(fēng)噴口的面積發(fā)生變化，致使一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。

2.2 蒸汽參數(shù)偏離設(shè)計值，過熱器減溫水量增加或再熱器超溫

鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術(shù)改造后，一方面，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設(shè)計值的問題則加劇，過、再熱減溫水量增加。第二階段是自2017年4月1日起，新建鍋爐排放氮氧化物必須低于30毫克/立方米，在用的燃?xì)忮仩t必須低于80毫克/立方米。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐內(nèi)溫度分布更加均勻，對于原來爐膛水冷壁的沾污結(jié)渣情況嚴(yán)重的則會改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過熱器溫升、再熱器溫升下降，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達(dá)不到超設(shè)計值。

低氮燃燒技術(shù)改造后，產(chǎn)生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多，由于煤粉燃燒的過程變長，加上燃盡風(fēng)的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會降低，形成對流的受熱面的吸熱量就會增加，使得過熱器減溫水量增加。

2.3 鍋爐內(nèi)部燃燒環(huán)境變壞，配煤、配風(fēng)、穩(wěn)燃性變低

因采用低溫、低氧燃燒，爐膛溫度下降，在低溫缺氧的環(huán)境下煤粉就會推遲著火，而且燃為灰燼的能力也會變?nèi)酰仩t內(nèi)的燃燒環(huán)境和改造之前比變差。

在鍋爐改造前使用的配煤、配風(fēng)方式很大程度上不適用，不僅會對鍋爐的各項指標(biāo)產(chǎn)生影響，還會使鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃的能力變低。

2.4 鍋爐對煤的種類適應(yīng)性變差

低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調(diào)整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。這些包括研究持續(xù)的低氧運行對水壁浪費的影響以及燃燒器桶可能由于火焰前沿的接近而可能受到的損害。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會打破一開始鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)的平衡關(guān)系。若使用高熱值、高揮發(fā)的煤種時，NO 的排放濃度雖略有增加但較易調(diào)整控制；若使用的煤種是劣質(zhì)的或者含的水分較多會稍許減少NO 的排放量，但是比較難控制。

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鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應(yīng)對策略

現(xiàn)在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時該技術(shù)的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題正逐漸暴露。針對已經(jīng)出現(xiàn)的問題，提出以下解決策略：

3.1 改造前的充分評估

鍋爐的各項排放指標(biāo)都很重要，尤其是NO 的排放濃度與煤種、鍋爐選型、燃燒器型式密切相關(guān)，對于在運鍋爐，爐型已確定，但由于近年來，燃煤電廠為了自身利益，鍋爐燃用的煤質(zhì)大多進(jìn)行摻混且劣于原設(shè)計煤種，因此，在使用低氮燃燒技術(shù)改造之前，首先應(yīng)充分評估鍋爐現(xiàn)有主要燃用煤種和常用煤種，在改造可行性論證中由于煤種選定不當(dāng)造成改造后NO 減排效果不明顯并產(chǎn)生新的問題的不乏其數(shù)，其次是對在運鍋爐進(jìn)行摸底試驗，充分評估鍋爐運行中存在的燃燒性能、蒸汽參數(shù)、受熱面壁溫、結(jié)焦結(jié)渣、運行調(diào)整、熱工自動等方面的問題，提出科學(xué)合理改造預(yù)期目標(biāo)，權(quán)衡鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)，逐漸解決現(xiàn)有問題，杜絕新問題出現(xiàn)。環(huán)保鍋爐改造的“熱潮”使一批進(jìn)口燃燒器品牌進(jìn)入中國市場，而中國國產(chǎn)品牌燃燒機(jī)也層出不窮。

3.2 優(yōu)化調(diào)整，使用科學(xué)的燃燒方法

鍋爐低氮燃燒器經(jīng)過改造后，燃燒器的型式已確定，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種產(chǎn)生的 NO 的量也會不同，由此可見起主導(dǎo)作用的是鍋爐的運行方式。一、NOx氮氧化物的生成機(jī)制對于鍋爐來說，Nox的產(chǎn)生主要來自空氣中的氮氣和過量氧氣產(chǎn)生的熱力型Nox，熱力型NOx的產(chǎn)生和燃燒的溫度呈指數(shù)型關(guān)系，通常在燃燒溫度高于1000攝氏度的時候開始產(chǎn)生，而在1400度以上NOx的生成速度會急劇增加。因此，為了降低 NO 的排放量，必須人們優(yōu)化調(diào)整燃燒方法，并且在滿足環(huán)保排放要求的前提下要程度兼顧運行經(jīng)濟(jì)性。

3.2.1 鍋爐內(nèi)分層配煤混合燃燒

在保證排放氣體的濃度符合環(huán)保要求并且燃燒穩(wěn)定的情況下，要使用的煤種，在爐內(nèi)分層燃燒，既可保證鍋爐的穩(wěn)定性也可以控制 NO 的產(chǎn)生。

3.2.2 優(yōu)化熱工的自動控制

利用低氮技術(shù)改造后，鍋爐內(nèi)的燃料燃燒時間變長，因此要優(yōu)化調(diào)整熱工的控制系統(tǒng)和控制曲線。根據(jù)鍋爐在實際工作中出現(xiàn)的問題，應(yīng)該優(yōu)化所需的控制曲線及控制系統(tǒng)，改善其在有負(fù)荷時的響應(yīng)能力。

3.2.3 持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整

鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造后，除與燃用煤種有關(guān)外，主要與鍋爐的運行方式有關(guān)，鍋爐運行氧量、配風(fēng)方式、磨煤機(jī)運行組合方式等在煤種變化和負(fù)荷變化后都要進(jìn)行摸索優(yōu)化，根據(jù)鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗，當(dāng)煤質(zhì)有較大變化后，一般需近兩個月的調(diào)整，才能摸索出環(huán)保排放指標(biāo)和運行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均兼顧的規(guī)律，因此持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整是必不可少。在煙氣再循環(huán)對層燃鍋爐典型區(qū)段燃燒的影響下，結(jié)合空氣分級技術(shù)通過半焦催化還原NO。

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結(jié)束語

改造鍋爐低氮燃燒器的時間較短，問題暴露的還不完全，同時我們對問題的認(rèn)識還不充分，對處理問題的經(jīng)驗還不足，為緩解燃煤發(fā)電廠的環(huán)保壓力，降低NO 的減排技術(shù)沿需進(jìn)一步研究和發(fā)展，減少發(fā)電廠的環(huán)保壓力，更為重要的是在新的減排技術(shù)和環(huán)保設(shè)施應(yīng)用后產(chǎn)生的問題處理能力要進(jìn)一步提升，為燃煤發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展?fàn)幦「蟮沫h(huán)保效益。35~116MW）的工業(yè)鍋爐及熱載體爐，涵蓋煙氣再循環(huán)技術(shù)，魅焰燃燒技術(shù)及表面燃燒技術(shù)，同時還為相關(guān)行業(yè)企業(yè)提供技術(shù)咨詢，運用自身豐富的低氮燃燒技術(shù)經(jīng)驗為我國的環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

關(guān)于低NOx燃燒四角切圓燃燒系統(tǒng)煤粉噴燃器與二次風(fēng)噴嘴是分開布臵的，燃料風(fēng)、輔助風(fēng)和燃盡風(fēng)是分批加入射流火焰，煤粉火焰是一種邊燃燒邊同二次風(fēng)混合的擴(kuò)散火焰，因此形成了一種較長的火焰結(jié)構(gòu)。做為燃?xì)忮仩t領(lǐng)跑者的知名企業(yè)--，在低氮燃?xì)忮仩t改造大潮中，敢為人先執(zhí)著創(chuàng)新,憑借2大先進(jìn)低氮技術(shù)，占領(lǐng)市場鼎力推進(jìn)大氣污染治理。這種燃料與空氣混合方式，本身就具備有分級燃燒的性質(zhì)，對于降低NOx的生成起到有利的作用。特別是一次風(fēng)射流切圓較小、二次風(fēng)射流切圓較大，更加推遲了一、二次風(fēng)的初期混合，加強(qiáng)了空氣分級的效果，更是起到抑制NOx的生成作用。四角切圓燃燒的鍋爐NOx排放量為600～1000mg/m3，我廠450－500mg/m3，前后墻對沖燃燒的鍋爐NOx排放量為850～1200mg/m3，二期600mg/m3左右，三四期800－900mg/m3，這說明四角切圓燃燒本身有低NOx生成的基礎(chǔ)。

不足之處在：但是四角切圓燃燒器會因為一些其他原因，而造成結(jié)渣。結(jié)渣的危害不用我說大家都了解，嚴(yán)重時會造成炸膛。

WR燃燒器

1. 所謂濃淡燃燒器，就是采用將煤粉——空氣混合物氣流，即一次風(fēng)氣流分離成富粉流和貧粉流兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變的前提下提高富粉流中的煤粉濃度。

2. 富粉流中燃料在過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1的條件下燃燒，貧粉流中燃料則在過量空氣系數(shù)大于或接近1的條件下燃燒，兩股氣流合起來使燃燒器出口的總過量空氣系數(shù)仍保持在合理的范圍內(nèi)

3. 濃淡分離原理

（1）離心式煤粉濃縮器用在W型火焰鍋爐上；

（2）利用管道轉(zhuǎn)彎所產(chǎn)生的離心力使煤粉濃縮，在四角切圓燃燒的爐膛上得到應(yīng)用

它實質(zhì)上也是一種濃淡分離的類型。它是利用2，3口不同的彎管角度實現(xiàn)濃淡分離的。

然后，通入到鍋爐燃燒中，起到氮類化合物的減排。

但是由于彎管的作用，有可能使煤粉在彎管內(nèi)燃燒，破壞燃燒器

所有物質(zhì)都含有不同數(shù)量的俘獲能量，具體取決于物質(zhì)的存在情況。4．在爐膛中設(shè)立再燃區(qū)，利用在主燃區(qū)中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm等，將NO的還原成N2。即固體，液體或氣體。 兩種物質(zhì)結(jié)合形成其他物質(zhì)被稱為“化學(xué)反應(yīng)”。燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)。這個反應(yīng)是為了散熱的目的。我們將會看到，氧氣將永遠(yuǎn)是反應(yīng)中的物質(zhì)之一，另一種是碳?xì)浠衔?，氫，碳，硫等的混合物。（本文在www.down-burner.cn同時發(fā)布！更多干貨請訪問關(guān)注！）

燃燒只是燃料和氧氣的混合物，在燃燒過程中完全燃燒。SHAPE*MERGEFORMAT低氮燃燒器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃燒器。 理想的情況是在燃燒室內(nèi)提供足夠的空氣以確保燃料完全燃燒。 如果在物理上有可能使每種原子的燃料直接接觸完成燃燒所需的空氣量，情況就是這樣。 迄今為止，還沒有在燃燒室設(shè)計方法，使空氣和燃料以恰當(dāng)?shù)谋壤耆佑|。

如果我們減少氧氣的數(shù)量，那么在一個的混合物中，我們將有一個富有燃料的狀況。2優(yōu)化熱工的自動控制利用低氮技術(shù)改造后，鍋爐內(nèi)的燃料燃燒時間變長，因此要優(yōu)化調(diào)整熱工的控制系統(tǒng)和控制曲線。 但是，如果我們增加了氧氣的數(shù)量，那么在一個的混合物中，我們現(xiàn)在有了過量，這對燃燒過程沒有貢獻(xiàn)。 只有適量的氧氣（不多不少于）被稱為化學(xué)計量點或化學(xué)計量的燃燒。 化學(xué)計量點也被稱為100％空氣點。

任何高于100％的點都稱為超額。 例如，我們可以使用術(shù)語20％過量空氣來描述鍋爐的空氣/燃料混合點。 這意味著多余的空氣在混合點以上的120％或20％（高于化學(xué)計量比）運行。

化學(xué)計量燃燒是重要的，因為它是我們可以測量加熱單元效率的參考點。 空氣含有20.9％的氧氣和79.1％的氮氣。 空氣/燃料混合物可以簡單地描述為燃料 空氣。 請記住，空氣由兩部分氧氣（0 2 ）以及7.52份氮氣（N 2 ）組成。