電站鍋爐低氮燃燒技術(shù)與原理概述(存儲版)
【正文】 還原性煙氣與爐壁的接觸。 圖 1 NOx的排放濃度與一級燃燒區(qū)內(nèi)溫度和過剩空氣 系數(shù)的關(guān)系 （ 3）停留時間的影響：圖 2 是煙煤在 1 300 ℃下不同的一級反應(yīng)區(qū)停留時間的 NOx排放濃度。 （ 1）一級燃燒區(qū)內(nèi)的過剩空氣系數(shù)： 為有效控制 NOx的生成量，需要正確地選擇一級燃燒區(qū)內(nèi)的過剩空氣系數(shù)（α 1），當(dāng)α 1為 時， NOx的生成量較 左右時降低 50%，而且此時的燃燒工況也穩(wěn)定。這是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的低NOx 燃燒技術(shù)。對固態(tài)排渣爐盡可能地減少煙氣在高溫區(qū)的停留時間，可有效抑制熱力型 NOx的生成。各種途徑 NOx的形成條件、生成機理及化學(xué)反應(yīng)方程式在文獻［ 1］中已有詳細介紹。 燃料型 NOx（ Fuel NOx）是由燃料中的含氮化合物在燃燒過程中熱分解以后再氧化而成的。 2 影響燃燒過程 NOx 生成與排放的因素 燃燒過程中氮氧化物的生成量和排放量與燃燒方式與燃燒條件密切相關(guān)，主要影響因素有：（ 1）煤種的特性，如煤的含氮量、揮發(fā)分含量以及固定碳與揮發(fā)分的比例。國內(nèi)現(xiàn)有的電站鍋爐幾乎都是采用這種原理與技術(shù)來控制 NOx的產(chǎn)生。如繼續(xù)下降，雖然可進一步減少 NOx的生成，但煙氣中 HCN、 NH3 和煤中的焦炭 N 的含量也會隨之增加，繼而在第二級燃燒區(qū)（燃盡區(qū)）氧化成NO，使總的 NOx 排放量增加。當(dāng)停留時間從 1 s 增加到 4 s， NOx濃度明顯減少，降低幅 度最大可達 60%（α 1= 時），但在 4 s 以后繼續(xù)延長停留時間 繼續(xù)降低的作用不明顯?！斑吔顼L(fēng)”系統(tǒng)則是一個有效的解決辦法，具體措施是在爐底冷灰斗和側(cè)墻上布臵空氣槽口，以很低的流速向爐內(nèi)送入一層稱為“邊界風(fēng)”的空氣流，總流量約占總空氣量的 5%，這些邊界風(fēng)進入鍋爐后沿爐壁上升，使水冷壁表面保持氧化性氣氛，可有效防止?fàn)t膛水冷壁腐蝕或結(jié)渣。 適應(yīng)范圍與條件 這一技術(shù)既可在一臺鍋爐上單獨使用，也可和其它低氮燃燒技術(shù)配合使用。一般情況下，采用燃料分級的方法均可使 NOx 的排放濃度降低50%左右。而氫氣（ H2）由于本身不能產(chǎn)生烴根，故效果最差。當(dāng)以煤作二次燃料時，煙氣中的 CO濃度和飛灰含碳量將隨比例的增加顯著增加，故對具體的某一個二次燃料 ，其比例需要由試驗確定。 圖 8 不同溫度下再燃區(qū)過?？諝庀禂?shù)與 NOx濃度的關(guān)系 再燃區(qū)內(nèi)停留時間的影響 再燃區(qū)內(nèi)的停留時間取決于鍋爐再燃區(qū)的長度，即二次燃料噴口距主燃燒器的距離。 4 結(jié)語 在 眾多的低氮燃燒技術(shù)中，空氣分級燃燒技術(shù)最為成熟，在電站鍋爐中應(yīng)用也最為普遍，既可用于新建電廠，也可方便地用于老機組改造，其結(jié)構(gòu)型式也最多，且隨著設(shè)備廠家有較大的差異，各大鍋爐制造公司都有自主研制與開發(fā)的低氮燃燒器。 lowNOx bustion technology。但筆者認為，這一技術(shù)將是當(dāng)今乃至今后一段時間內(nèi)最有開發(fā)前景的低氮燃燒技術(shù)。所有這些影響因素的最佳值都需由試驗確定。而當(dāng)溫度為 1000℃時，降低率為 70%左右。 由圖 7 可見在相同的二次燃料比例下，天然氣可達到更好的 NOx的降低效果，但在其比例達 20%以上時，繼續(xù)增加二次燃料的比例降低 NOx 的效果增加不再明顯。圖 5 為各種不同燃料的各再燃區(qū)過?？諝庀禂?shù)（α 2）條件下產(chǎn)生的 NOx的濃度。二級燃燒區(qū)稱為再燃區(qū)，送入二次燃燒區(qū)的燃料稱為二次燃料。在采用煙氣再循環(huán)法時，由于煙氣量增加，將引起燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，從而增加未完全燃燒熱損失。 在未采取分級燃燒時，細煤粉的 NOx排放濃度高于粗煤粉，在采用空氣分級燃燒技術(shù)后，當(dāng)α1＜ 1 時，細煤粉 NOx的排放值明顯低于粗煤粉，并且煙煤粒度的降低對抑制 NOx的生成效果優(yōu)于貧煤 [9]。 故在組織空氣分級燃燒時，需要根據(jù)煤種特性，將一級燃燒區(qū)的溫度控制在最有利于降低 NOx排放濃度的范圍內(nèi)。因此，在采用空氣分級
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