低氮燃烧器原理及实例分析

发布时间：2023-12-03 17:26:34| 来源：乐鱼平台登录

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  内容提示：低碳世界 LOW CARBON WORLDLOW CARBON WORLD 2015/5低氮燃烧器原理及实例分析魏振界1 ，王艳军 2（1.国投新集电力利辛有限公司，安徽 亳州 利辛 236700；2.阜阳师范学院历史背景和文化与旅游院，安徽 阜阳 236000）【摘 要】结合多年从事大型燃煤火电机组脱除 NO x 实践经验，和国家环保部门对减排的要求，本文对火力发电厂控制 NO x 排放的工艺进行了研究，旨在为脱除 NO x 提供较优工艺。【关键词】燃煤火电机组；氮氧化物；低氮燃烧器【中图分类号】TK227.1 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2015）13-0043-021 概 述随着我们国家社会经济的发展，可持续发展战略提出，我国更加重视节...

  低碳世界 LOW CARBON WORLDLOW CARBON WORLD 2015/5低氮燃烧器原理及实例分析魏振界1 ，王艳军 2（1.国投新集电力利辛有限公司，安徽 亳州 利辛 236700；2.阜阳师范学院历史文化与旅游院，安徽 阜阳 236000）【摘 要】结合多年从事大型燃煤火电机组脱除 NO x 实践经验，和国家环保部门对减排的要求，本文对火力发电厂控制 NO x 排放的工艺进行了研究，旨在为脱除 NO x 提供较优工艺。【关键词】燃煤火电机组；氮氧化物；低氮燃烧器【中图分类号】TK227.1 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2015）13-0043-021 概 述随着我们国家社会经济的发展，可持续发展的策略提出，我国更加重视节能减排工作发展，国家发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划》，文中要求加强新建机组准入控制，中部地区（黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等 8 省）新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值 （该排放限值的标准是烟尘、 二氧化碳以及氮化物排放物小于 10mg/m 3 、35mg/m 3 、 50mg/m 3 ）。氮氧化合物（ NO x ）是我国全国性的大气污染物之一，煤的燃烧是 NO x 污染的主要来源。 空气中的水分会和氮氧化物产生化学反应，从而生成有害物质，对人体造成极大危害；除此之外，氮氧化物也是产生酸雨的主要污染源之一，并且在一定条件下会形成光化学污染，对人体及动物有之毒作用；造成植物损害；破坏臭氧层。我国煤炭消耗形式，为了实施可持续发展的策略，煤炭消耗将受到十分严格的控制，以保护环境为主，未来十五年内，将实现煤炭一次能源消费比重降至 62% 之内，与此同时，火电机组的煤炭消耗，将成为主要煤炭消耗形式，为此，要做好大型燃煤火电机组的氮氧化物排放控制迫在眉睫。2 氮氧化物排放控制工艺针对燃煤产生的 NO x 排放的控制， 应该追溯到 20 世纪70 年代，西方资本主义国家率先注意到了这一问题，并且经过几十年的发展，取得了一定成效。 目前，控制大气中 NO x 污染的技术措施很多， 但总的来说可大致分为燃烧中控制和燃烧后控制两大类型。 所谓燃烧中控制主要是指通过控制燃烧过程中 NO x 形成的因素降低 NO x 的生成， 典型的方案为采用低氮燃烧器；燃烧后控制主要是指烟气脱氮包含 SCR 和 SNCR 。我国倡导合理使用燃料与污染控制技术相结合、 燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施， 以减少燃煤电厂氮氧化物的排放。 燃煤电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜、因煤制宜、因炉制宜，依据技术上成熟、经济上合理及便于操作来确定。 低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术。 当采用低氮燃烧技术后，氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时，应建设烟气脱硝设施。3 氮氧化物生成机理NO x 是 NO 和 NO 2 的统称， 在排放的烟气当中， NO x 则是由于燃煤造成的，所以，煤燃烧是 NO x 的主要污染来源。 在煤炭进行燃烧过程中， 由于热量促进化学反应造成 NO 和 NO 2产生，从而生成 NO x 气体，经由烟气排放时，会对环境产生十分不利的影响。 一般来说， NO x 气体又分为热力型、快速型和燃料型三种形式。热力型 NO x 产生主要是炉膛温度造成的， 只有当炉膛的温度超过 1400℃ 的时候，才会造成热力型 NO x 产生；燃料型 NO x 主要是燃料中的物质发生化学反应， 由此产生 NO x 气体，这种产生问题大多在于燃料本身的配比上，一般来说，燃料型的 NO x 往往是造成污染的重要的因素；快速型 NO x 是燃烧过程中，氮和碳氢离子团发生反应，从而形成 NO x ，不过这种快速型 NO x 所占比例最小，并且受到温度限制，所以，关于氮氧化物生成机理的研究，通过对比我们就不难发现，主要是燃料本身产生的。4 低氮燃烧器技术特点燃烧过程中氮氧化物的生成与温度有密切的关系， 一般火焰温度越高，氮氧化物的生成越多，反之亦然。 用改变燃烧条件的方法来降低 NO x 的排放，统称为低 NO x 燃烧技术。低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股，浓相在内，淡相在外。 而一般来说，当浓相起火后，火焰温度要比淡相高，火势较大，燃烧也较为旺盛，这样一来，反而形成的氮氧化物较少；当淡相起火后，由于其本身处在外面，有较为充足的氧气，加之温度低，形成的氮氧化物也不多。 由此我们显而易见，影响氮氧化物生成的重要的因素在于温度和氧气，怎么来控制这两个因素，对于减少氮氧化物排放来说，具备极其重大意义。 所以，在进行煤炭燃烧过程中，要注意温度和氧量控制，确保煤炭燃烧时候的温度和氧量选择，这对于降低氮氧化物排放和保护自然环境来说，意义重大。煤炭燃烧的主要设备就是锅炉，而锅炉燃烧系统中，最为关键的设备则是燃烧器。 煤炭燃烧需要在燃烧器中进行，控制好燃烧器的温度和氧气， 对于氮氧化物形成来说具备极其重大影响。 通过上文所说的 NO x 生成机理来看，氮氧化物形成是在煤粉着火阶段生成的，所以，就这一问题，怎么来降低煤粉着火阶段生成 NO x 气体，这对于降低氮氧化物生成来说，具备极其重大意义。 因此，在燃烧器的选择问题上，通常选用低氮燃烧器，能够在很大程度上抑制 NO x 气体产生，起到保护自然环境的作用。5 低氮燃烧器应用实例分析以马鞍山某电厂 #2 机组低氮燃烧器改造为例，分析燃烧器改造效果。 该机组于 1996 年 12 月投产运行，机组当中涉及的锅炉型号是东方锅炉厂设计的循环汽包炉， 这种循环汽包炉具有一次中间再热、四角切圆燃烧等特点，对于降低煤粉燃烧阶段形成 NO x 气体来说，具有非常好的抑制作用。该锅炉原设计燃烧器为四角布置直流式燃烧器， 切圆燃烧，一次风喷口共四层，均采用新型多功能船形燃烧器，此燃烧器适用于挥发分较低的贫煤燃烧， 具有燃烧稳定性强的优点。 2011 年底进行了低氮燃烧器改造，采用水平浓淡分离燃烧器，依然是按照贫煤设计，此次改造将喷口重新布置，增加 OFA喷口数量，重新布置高速 OFA 喷口，形成典型的低 NO x 燃烧布置方案 较为突出的 OFA 喷口组实现空气分级燃烧和烟气再循环。 重新布置后的燃烧器喷口主要高度数据如下：（ 1 ）下层一次风中心线 ）下层一次风距上层一次风中心线m ；能源电力43