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NO 治理现状
国内外已对NO 的危害、燃煤发电燃烧过程中NO 的生成机理和降低NO 技术进行了较为充分的研究,可分为三种:热力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ;其中,燃料型NO 约占80-90%,是各种低NO 技术控制的主要对象;其次是热力型,主要是由于炉内局部高温造成,快速型NO 生成量很少。NO 的控制方法可分为燃烧之前的处理、燃烧过程中的处理和燃烧后的处理。燃烧前脱氮是指把燃料转化为低氮燃料,技术复杂,难度大,成本高,因此现在处于研究阶段;燃烧中脱氮主要有:一是***燃烧中NO 的形成,二是还原已形成的NO ;燃烧后脱氮主要是指烟气脱硝:包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等。燃气管路由主管路及支管路造成,主管路部分包括手动关断阀、压力表等。
目前被大家公认,并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NO 方法,主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术;燃烧中脱氮是根据NO 的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是:低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等,该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区,对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域,从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧,降低煤粉燃烧过程中NO 生成量。4.在炉膛中设立再燃区,利用在主燃区中燃烧生成的烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm等,将NO的还原成N2。
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低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析
从低氮燃烧技术在大量电站燃煤锅炉应用实践证明,这项技术对于减少NO 的产生量是非常有效的。但是,在实际工作中,由于锅炉使用的煤种不同,而且锅炉型号也不同,使得NO 的产生量也各不同,产生的问题也不尽相同。
2.1 增加灰和炉渣可燃物,导致炉效降低
改造低氮燃烧器后,NO 的产生量降低很多,但是在使用同一种煤种时,飞灰可燃物升幅也较大。主要原因是低氮燃烧技术使用的是低温和低氧燃烧方式,主燃区的温度就会下降较多,煤粉是否着火就被控制并且推迟,并降低着火区的氧量,使煤粉燃烬能力下降,燃烧的过程被加长,飞灰和炉渣可燃物变多。可当它燃烧温度到1500K以上时,空气中的氮气被氧气氧化,于是产生了氮氧化物。部分锅炉改造时改变了燃烧器的一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积发生变化,致使一次风和二次风的混合推迟,这不利于煤粉的气流着火和燃烧。
2.2 蒸汽参数偏离设计值,过热器减温水量增加或再热器超温
锅炉采用空气分级低氮燃烧技术改造后,一方面,燃烧延迟,火焰中心上移,炉膛出口烟温上升,锅炉的过热汽温、再热汽温上升,对于原来存在过热汽温、再热汽温超设计值的问题则加剧,过、再热减温水量增加。混合促进型燃烧器烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。而另一方面,主燃区温度降低,炉内温度分布更加均匀,对于原来炉膛水冷壁的沾污结渣情况严重的则会改善,水冷壁吸热增加,炉膛出口烟温降低,过热器温升、再热器温升下降,对于原来存在过热汽温、再热汽温低的问题则更达不到超设计值。
低氮燃烧技术改造后,产生锅炉过热器减温水量增大的问题较多,由于煤粉燃烧的过程变长,加上燃尽风的使用,使得炉膛出口的烟气温度变高,这时炉膛的温度变低,炉膛水冷壁的辐射吸热量就会降低,形成对流的受热面的吸热量就会增加,使得过热器减温水量增加。
2.3 锅炉内部燃烧环境变坏,配煤、配风、稳燃性变低
因采用低温、低氧燃烧,炉膛温度下降,在低温缺氧的环境下煤粉就会推迟着火,而且燃为灰烬的能力也会变弱,锅炉内的燃烧环境和改造之前比变差。
在锅炉改造前使用的配煤、配风方式很大程度上不适用,不仅会对锅炉的各项指标产生影响,还会使锅炉低负荷稳燃的能力变低。
2.4 锅炉对煤的种类适应性变差
低氮燃烧器改造后,大力优化调整燃烧,在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和锅炉的经济性。但锅炉燃用煤种发生变化后,就会打破一开始锅炉的经济指标和环保指标的平衡关系。SHAPE\*MERGEFORMAT燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。若使用高热值、高挥发的煤种时,NO 的排放浓度虽略有增加但较易调整控制;若使用的煤种是劣质的或者含的水分较多会稍许减少NO 的排放量,但是比较难控制。
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锅炉低氮燃烧器改造后存在问题的应对策略
现在燃煤电厂的锅炉低氮燃烧器的改造还未全部完成,同时该技术的应用中出现的问题正逐渐暴露。针对已经出现的问题,提出以下解决策略:
3.1 改造前的充分评估
锅炉的各项排放指标都很重要,尤其是NO 的排放浓度与煤种、锅炉选型、燃烧器型式密切相关,对于在运锅炉,炉型已确定,但由于近年来,燃煤电厂为了自身利益,锅炉燃用的煤质大多进行掺混且劣于原设计煤种,因此,在使用低氮燃烧技术改造之前,首先应充分评估锅炉现有主要燃用煤种和常用煤种,在改造可行性论证中由于煤种选定不当造成改造后NO 减排效果不明显并产生新的问题的不乏其数,其次是对在运锅炉进行摸底试验,充分评估锅炉运行中存在的燃烧性能、蒸汽参数、受热面壁温、结焦结渣、运行调整、热工自动等方面的问题,提出科学合理改造预期目标,权衡锅炉经济指标和环保指标,逐渐解决现有问题,杜绝新问题出现。敢为人先首推FGR低氮技术“的成分主要是,其中既没有氧也没有氮。
3.2 优化调整,使用科学的燃烧方法
锅炉低氮燃烧器经过改造后,燃烧器的型式已确定,但是在锅炉不同的条件下,燃烧不同的煤种产生的 NO 的量也会不同,由此可见起主导作用的是锅炉的运行方式。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点,采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧。因此,为了降低 NO 的排放量,必须人们优化调整燃烧方法,并且在满足环保排放要求的前提下要程度兼顾运行经济性。
3.2.1 锅炉内分层配煤混合燃烧
在保证排放气体的浓度符合环保要求并且燃烧稳定的情况下,要使用的煤种,在炉内分层燃烧,既可保证锅炉的稳定性也可以控制 NO 的产生。
3.2.2 优化热工的自动控制
利用低氮技术改造后,锅炉内的燃料燃烧时间变长,因此要优化调整热工的控制系统和控制曲线。根据锅炉在实际工作中出现的问题,应该优化所需的控制曲线及控制系统,改善其在有负荷时的响应能力。
3.2.3 持续燃烧优化调整
锅炉低氮燃烧技术改造后,除与燃用煤种有关外,主要与锅炉的运行方式有关,锅炉运行氧量、配风方式、磨煤机运行组合方式等在煤种变化和负荷变化后都要进行摸索优化,根据锅炉燃烧优化调整试验,当煤质有较大变化后,一般需近两个月的调整,才能摸索出环保排放指标和运行经济指标均兼顾的规律,因此持续燃烧优化调整是必不可少。其中,燃料型NO约占80-90%,是各种低NO技术控制的主要对象。
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结束语
改造锅炉低氮燃烧器的时间较短,问题暴露的还不完全,同时我们对问题的认识还不充分,对处理问题的经验还不足,为缓解燃煤发电厂的环保压力,降低NO 的减排技术沿需进一步研究和发展,减少发电厂的环保压力,更为重要的是在新的减排技术和环保设施应用后产生的问题处理能力要进一步提升,为燃煤发电厂的可持续发展争取更大的环保效益。二、低氮燃烧器分类1、按燃料分为重油燃烧器,燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气)。
关于低NOx燃烧四角切圆燃烧系统煤粉喷燃器与二次风喷嘴是分开布臵的,燃料风、辅助风和燃尽风是分批加入射流火焰,煤粉火焰是一种边燃烧边同二次风混合的扩散火焰,因此形成了一种较长的火焰结构。这种燃料与空气混合方式,本身就具备有分级燃烧的性质,对于降低NOx的生成起到有利的作用。低氮燃烧器改造后,炉内温度场的变化将会对炉膛出口烟温及汽温特性产生较大影响。特别是一次风射流切圆较小、二次风射流切圆较大,更加推迟了一、二次风的初期混合,加强了空气分级的效果,更是起到***NOx的生成作用。四角切圆燃烧的锅炉NOx排放量为600~1000mg/m3,我厂450-500mg/m3,前后墙对冲燃烧的锅炉NOx排放量为850~1200mg/m3,二期600mg/m3左右,三四期800-900mg/m3,这说明四角切圆燃烧本身有低NOx生成的基础。
不足之处在:但是四角切圆燃烧器会因为一些其他原因,而造成结渣。结渣的危害不用我说大家都了解,严重时会造成炸膛。
WR燃烧器
1. 所谓浓淡燃烧器,就是采用将煤粉——空气混合物气流,即一次风气流分离成富粉流和贫粉流两股气流,这样可在一次风总量不变的前提下提高富粉流中的煤粉浓度。
2. 富粉流中燃料在过量空气系数远小于1的条件下燃烧,贫粉流中燃料则在过量空气系数大于或接近1的条件下燃烧,两股气流合起来使燃烧器出口的总过量空气系数仍保持在合理的范围内
3. 浓淡分离原理
(1)离心式煤粉浓缩器用在W型火焰锅炉上;
(2)利用管道转弯所产生的离心力使煤粉浓缩,在四角切圆燃烧的炉膛上得到应用
它实质上也是一种浓淡分离的类型。它是利用2,3口不同的弯管角度实现浓淡分离的。
然后,通入到锅炉燃烧中,起到氮类化合物的减排。
但是由于弯管的作用,有可能使煤粉在弯管内燃烧,***燃烧器
进口品牌:
1、意大利百得 Baltur
公司成立于1950年,两位好友GiuseppeBallanti先生和FerdinandoTura先生抓住迅速发展的市场提供的机会,在供热领域开辟了自己的天地。"百得"燃烧器行销七十多个***和地区,在同类产品中***早获得ISO9001国际质量认证,品质优良、价格合理、享誉国际,在同行业中享有极高的声誉。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系,其中热力型Nox的温度关系同样适合于锅炉燃烧器。在中国市场占有率近25%,但低氮燃烧器后劲不足。
2、意大利利雅路 RIELLO
利雅路集团作为***燃烧器生产厂家至今已有90年的生产历史,在燃烧器产品的生产和研发中积累了丰富的经验。多年来,利雅路集团以其雄厚的实力始终燃烧技术领域的革新与进步,利雅路集团拥有***的燃烧实验室,拥有一只***的研发技术***。2低氮燃烧技术应用改造后存在问题及原因分析从低氮燃烧技术在大量电站燃煤锅炉应用实践证明,这项技术对于减少NO的产生量是非常有效的。在产品的研发和生产上一直处于。为满足中国市场燃烧器需求,2010年在中国上海建厂,市场占有率也接近25%。
3、德国威索 WEISHAUPT
威索是欧洲的制造商之一。威索公司以其自向研究及发展机构及合理的现代化制造工艺而在燃烧技术领域具有的影响力。目前,北京专门针对燃气锅炉研发的全预混低氮燃烧技术成功试点,氮氧化物排放浓度可降至20毫克/立方米左右,比普通燃气锅炉减少约九成。遍及***四十多个***的3000多个雇员效力于威索公司。在德国国内,除本企业直属产销***外,还有众多的公司受委托进行有关的咨询、销售和顾***务等工作。德国威索属于燃烧器中品牌,一般大型企业、企***的多,中国市场占有率10%左右。
4、芬兰奥林 Oilon
奥林集团机构成立于一九六一年,产品已销往欧洲、亚洲、南、北美洲和一些非洲***。奥林燃烧器为***用户提供***齐全的产品系列,从小型的家居取暖、工业锅炉的燃烧到大型的地区供热、电厂,再到***性很强的船用锅炉燃烧器、垃圾焚烧和低NOx燃烧,奥林已成为欧洲乃至***公认的燃烧器生产与研发的***。经过长达3年的理论分析、设计改进、我们的研发团队终于成功研发出了适合我国低氮燃烧的燃烧机,并成功应用于600MW亚临界控制循环锅炉工程。中国市场占有率5%左右。
5、百通 Bentone
瑞典百通公司Bentone AB创于1954年,近半世纪以来一直以严谨态度开发燃烧技术和生产柴油及气体燃烧机,产品遍销世界各国,在燃烧机行业中向居***地位。所有百通牌燃烧机均于百通公司在瑞典的厂房生产。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。出厂前都经过原厂严密检查和测试,确保质量。所生产柴油燃烧机根据欧洲EN267或德国DIN4787规格设计和取得验证。中国市场占有率3%左右。