空气分级燃烧降低锅炉NOx排放控制技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第4期电力科学与工程VoI．23．No．42007年9月E[ectricPowerScienceandEn~neefingSep．，2007空气分级燃烧降低锅炉NOx排放控制技术庞永梅，王晋权，郭建，白涛，陈振洪(华北电力大学能源与动力工程学院，河北，保定071003)摘要：阐述了空气分级燃烧降低NOx的排放机理及影响分级燃烧NOx生成的主要因素。对某电厂应用空气分级燃烧技术及NOx排放效果进行了分析，同时对内蒙古乌拉山电厂WGZ410／100—12型锅炉的分级燃烧改造方案及其降低NOx排放效果进行了分析，

2、初步了解分级燃烧的特性。关键词：低NOx；锅炉；空气分级燃烧中图分类号：TK227文献标识码：A料碳氢火焰中占优，而在煤粉燃烧中其排放量仅0引言占总量的5％；热力型NOx是空气中的在高温下氧化形成的，与燃烧区域的温度水平和氧浓氮氧化物(NOx)是大气污染物之一，目前度有关。一般煤粉炉固态排渣燃烧方式下，当过我国电站锅炉的NOx排放量每年为700万t左剩空气系数小于0．95，和温度小于1500℃时，右，约占总NOx排放量的70％，根据国际环境热力型NOx可以忽略不计；燃料型NOx是由署的测算，电站锅炉NOx排放每年的环境损失燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解而

3、进约56亿元，按照上海市从2004年7月1日开始一步氧化生成，与燃料特性以及锅炉运行状况关实行的污染物环境排放收费标准为0．63元／kg系密切，在电站锅炉NOx排放占主导地位，约NOx，电力工业每年的NOx排污费约为44亿为80％-90％~4-6]。元。因此，对燃煤电站锅炉的NOx排放进行有1．2空气分级燃烧的基本原理效控制，不仅有环境效益，而且也还有重大经济空气分级燃烧是通过调整燃烧器及附近区域效益和社会效益l卜2l。或整个炉膛区域内空气和燃料的混合状态，使燃燃煤锅降低NOx排放的燃烧技术包括低料经过“富燃料燃烧”和“富氧燃烧”两个阶NOx燃烧技术、炉内低过量

4、空气系数运行，空段，实现NOx生成量下降的燃烧控制术。在富气分级燃烧技术，燃料分级燃烧技术和烟气再循燃料燃烧阶段，由于氧气浓度较低，抑制了热力环技术和烟气再循环技术等。空气分级燃烧技术型NOx的生成，同时，不完全燃烧使中间产物是目前电厂中普遍采用的一种低NOx燃烧技(如HCN和N)将部分已生成的NOx还原成术[3jN2，减少燃料型NOx的生成【。在富氧燃烧阶段，燃料燃尽，但由于此区域温度已降低，新生1空气分级燃烧原理成的NOx量有限，因此，总体上NOx的排放量少[。分级燃烧的实现有多种形式，但主要有1．1NOz生成机理轴向和径向分级燃烧两种8J。电站锅炉中NOx

5、生成途径有瞬问型、热力(1)轴向分级燃烧型和燃料型3种类型。瞬间型NOx一般在富燃轴向分级燃烧方式即火上风方式是将燃烧所收稿日期：2007—06—25作者简介：庞永梅(1983一)，女，华北电力大学能源与动力工程学院硕士生，主要从事能源经济与先进能量系统方面的研究。维普资讯http://www.cqvip.com第4期庞永梅，等空气分级燃烧降低锅炉NOx排放控制技术47需的二次风分两部分进入炉膛：一部分为主二次风，约占二次风总量的70％～85％；另一部分2影响分级燃烧NOx生成的主要因素为火上风，约占二次风量的l5％～30％。如此，炉膛内形成3个燃烧区域，即热解

6、区、贫氧区和分级燃烧技术中影响NOx生成量的因素很富氧区，如图1所示。热解区中煤粉和一次风混多，可归结为燃料本身特性的影响和燃烧条件的合燃烧，会生成少量的热力型NOx；贫氧区中影响。燃烧条件的影响主要有燃料与空气的比、燃料不完全燃烧，抑制了燃料性NOx的生成；燃烧烟气的停留时间、主燃烧区温度水平、各级富氧区中火上风促成了燃料的完全燃烧。整个过空气比、主燃烧区过量空气系数、配风方式等，程减少了热力型NOx的生成，同时抑制了燃料这些因素又互相影响，因此要取得最佳效果，必型NOx的生成，降低了NOx的总排放量，实须综合考虑各种因素_9J。现了高效低NOx燃烧的要求[6

7、-7J。3分级燃烧技术应用实例[1o]3．1设备简介某发电有限责任公司锅炉为亚临界控制循环燃煤汽包锅炉。该锅炉为钢架全悬吊结构，半露天布置，固态排渣。每台锅炉设置16只低NOx燃烧器，四角布置、空气分级燃烧配风方式，切圆燃烧，旋转方向为逆时针。4台双进双出磨煤机直吹式制粉系统，锅炉采用高能电火器、油图1轴向分级燃烧示意图枪、煤粉燃烧器两级点火方式。共8只油枪，两(2)径向分级燃烧层布置。过热器汽温采用二级喷水减温调节，再将二次风射流轴线向水冷壁偏转一定角度，热蒸汽温度调节采用摆动式燃烧器，在再热器入形成一次风煤粉气流在内、二次风在外的径向分口的再热汽管道上设有喷

8、水减温器，作为事故备级燃