【文章內(nèi)容簡介】 噴嘴的存在，使煤粉隔倉和輔助三次風(fēng)的間距加大。 　　3）SGR的煤粉噴嘴出口是漸擴(kuò)型，用以保證煤粉氣流靠近噴嘴出口發(fā)生著火，并起著穩(wěn)定火焰的作用。 　　SGR射流對一、二次風(fēng)射流的分隔作用，把煤粉的燃燒過程分為兩個(gè)燃燒區(qū)，它的NOX排放量是一次燃燒區(qū)生成的（NOx）p和二次燃燒區(qū)生成的（NOx）s的總和。預(yù)期鍋爐的NOx排放量為0．21b／106 Btu（150～155 mg／m3）。 （5）HTNR低NOx燒煤燒器（荷蘭拔伯葛－日立公司生產(chǎn)） 　　HTNR燃燒器的火焰能提供使主燃區(qū)生成的部分NOx在火焰中再度被還原的必要條件，從而降低火焰中的NOX。 （6）切向燃煤PM（Polution Minimun）燃燒器（三菱重工研制） 三菱重工研制的切向燃煤PM燃燒器，PM燃燒器的關(guān)鍵部位是分離器，它由靠近燃燒器的一次風(fēng)管的一個(gè)彎頭及兩個(gè)噴口組成。煤粉氣流流過分離器時(shí)進(jìn)行簡單的慣性分離，富粉流進(jìn)入上噴口，貧粉流進(jìn)入下噴口，實(shí)行濃淡分離。此外，如果在PM燃燒器上10部設(shè)置頂部燃燼風(fēng)噴口，使PM燃燒器區(qū)域處于富燃區(qū)，頂部燃燼風(fēng)噴口處于燃燼區(qū)，形成分級燃燒，可使NOx進(jìn)一步降低。所以，PM燃燒器實(shí)際上是集煙氣再循環(huán)、分級燃燒和濃淡燃燒于一體的低NOX燃燒系統(tǒng)。這種燃燒器的NOx生成量較SGR燃燒器的低，比常用的直流燃燒器煤粉火焰更低，因而稱為污梁物最少型燃燒器。據(jù)報(bào)導(dǎo)，PM燃燒器的NOx值為：燒氣為30mg／m3，燒油為80 mg／m3，燒煤為150 mg／m3。與常規(guī)燃燒器相比，PM燃燒器可使NOX的生成量減少60％。 （7）A－PM燃燒器（三菱重工研制） A－PM燃燒器主要的特征為： 　　1）用內(nèi)置式煤粉濃淡分離器，形成煤粉濃淡分布。 2）大寬度燃燒器。 　　3）分割式燃燒器風(fēng)箱代替常用的整體式燃燒器風(fēng)箱。 4）減少燃燒器噴嘴數(shù)。 　　其原理是希望在PM燃燒器基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低NOx。在燃燒器著火區(qū)，一次風(fēng)煤粉濃淡分離后，把濃粉氣流集中分布在外側(cè)，并增大燃燒器寬度來增加從周圍吸收熱量，目的是實(shí)現(xiàn)低空氣比和高溫環(huán)境；在燃燒器到燃盡區(qū)，除了要低的空氣比和提高溫度，還要求風(fēng)粉混合良好，并加長停留時(shí)間，采取的措施是將燃燒器風(fēng)箱分割開使?fàn)t膛高度方向的空氣分割，來實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)流動(dòng)的最佳化，并擴(kuò)大NOx還原區(qū)；燃盡區(qū)以后，要求低溫、低空氣比，而且還得防止產(chǎn)生高飛灰含碳可燃物，因此需特別均勻地降低爐內(nèi)空氣比，使氧氣擴(kuò)散均勻。 采用分段燃燒方法燃料分級燃燒是降低NOx排放的有效方法之一。它的優(yōu)點(diǎn)在于既可降低火焰最高溫度，減小熱力型NOx的形成，也可減小局部氧氣濃度，抑制燃料型NOx的形成。因此分級燃燒被廣泛地應(yīng)用于鍋爐的設(shè)計(jì)中。但是研究表明，在許多情況下分級燃燒會導(dǎo)致快速型NOx的明顯增大。如果不對分級燃燒進(jìn)行優(yōu)化，很難使李科：燃煤電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)研究鍋爐的NOx排放總量達(dá)到最小。以便使沿爐內(nèi)火焰行程快速型、燃料型和熱力型NOx的形成量達(dá)到最小。(1) 采用分級混合燃燒，降低氧濃度和燃燒溫度以及將燃燒器噴嘴出口燃料分為濃稀兩相。在主燃燒器實(shí)行低氧，低溫燃燒降低NOx生成。在燃燒器頂部設(shè)置燃燼風(fēng)噴嘴（OFA），配以不同的風(fēng)量，燃盡在主燃燒區(qū)低氧條件下產(chǎn)生的未燃?xì)怏w和碳份。分級燃燒主要使燃燒完全和降低NOx排放為最佳。 (2) 采用分級配風(fēng)的方法有： 　 1）在配風(fēng)方式上使煤粉氣流與“二次風(fēng)”氣流的混合燃燒分為兩個(gè)“區(qū)域”進(jìn)行。在一次燃燒區(qū)內(nèi)煤粉是在“缺氧”（一般控制空氣系數(shù)n＝0．7～0．75）的工況下進(jìn)行著火燃燒。一次燃燒區(qū)中未燃盡的煤粉顆粒（焦碳）與余下的燃燒空氣（分級二次風(fēng)）在二次燃燒區(qū)進(jìn)行混合、燃盡。 　 2）燃燒器主風(fēng)箱中設(shè)置一定數(shù)量的富裕噴嘴，當(dāng)煙氣中未燃物上升到排放標(biāo)準(zhǔn)以上時(shí)，分別投入運(yùn)行。 3）控制送入爐膛的燃料和風(fēng)量分配均勻，通過測量把燃料偏差控制在5％以內(nèi)，風(fēng)量偏差在10％以內(nèi)，達(dá)到優(yōu)化燃燒，降低NOx的目的。空氣分級燃燒是把燃料完全燃燒所需要的空氣沿火焰長度分段送入，使燃燒過程分成空氣過剩系數(shù)明顯不同的幾個(gè)階段。目前２級和３級燃燒方式用較多。分級燃燒既可以在單一燃燒器上實(shí)現(xiàn)，也可以在多排布置燃燒器的爐膛內(nèi)整體實(shí)現(xiàn)。前者通過分級配風(fēng)燃燒器的結(jié)構(gòu)，后者通過組織氧氣濃度和溫度不同的燃燒區(qū)來達(dá)到目的。兩種實(shí)現(xiàn)分級燃燒方法的系統(tǒng)是有區(qū)別的。沿爐膛垂直方向分級燃燒的實(shí)現(xiàn)是關(guān)閉上層燃燒器的燃料，或在主燃燒器的上方布置專門的空氣噴嘴；在水平方向分級燃燒的實(shí)現(xiàn)是在對沖布置的燃燒器中，使一面墻的燃燒器具有富燃料，另一面墻的燃燒器具有富氧。但是，無論是那一種方法實(shí)現(xiàn)的分級燃燒，12（２級燃燒的第一級空氣過剩系數(shù)通常選α＝～），結(jié)果降低了火焰的最高溫度以及火焰核心區(qū)氧氣的濃度，從而降低了NOx的形成；而在第二區(qū)，由于燃燒產(chǎn)物和過量空氣的稀釋，實(shí)際上NOx不再形成。日本三菱重工研制和應(yīng)用出兩級和三級燃料燃燒系統(tǒng)。其主要的技術(shù)是在主燃燒器的上方布置有輔助燃燒器，以采用不同細(xì)度的煤粉，采用這種燃燒方式，可使NOx排放量降低到328～600 mg/Nm3。某電廠鍋爐采用分級燃燒技術(shù)，對均等配風(fēng)的煙煤型直流燃燒器進(jìn)行改造，在上部增開燃盡風(fēng)噴口，為防止主燃燒器區(qū)缺氧而可能出現(xiàn)的結(jié)渣和腐蝕，使用了水平偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)，借以增加水冷壁附近的氧濃度。改造后實(shí)測數(shù)據(jù)表明：NOx排放量明顯降低，由改造前的744 mg/Nm3降至556 m*g/Nm3。 爐膛內(nèi)降低NOx技術(shù) 用煤粉再燃降低NOx的技術(shù)（1）煤粉再燃燃燒技術(shù)機(jī)理 燃料燃燒過程中，將燃燒分成3個(gè)區(qū)域：一次燃燒區(qū)，為氧化性或稍還原性氣氛；在第二燃燒區(qū)，為還原性氣氛，將二次燃料送入，則生成CH基團(tuán)，這些基團(tuán)與一次燃燒區(qū)內(nèi)生成的NO反應(yīng)，最終生成N2；這個(gè)區(qū)域通常成為再燃燒區(qū)，二次燃料別稱為再燃燃料，最后送入二次風(fēng)，使燃料完全燃燒，因此，成為燃盡區(qū)，這就是再燃燒技術(shù)的機(jī)理。（2）再燃燃料的選取 　　根據(jù)再燃的原理，再燃區(qū)的還原性氣氛中最利于NOX還原的成分是烴（CHi），因此，選擇二次燃料時(shí)應(yīng)采用能在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量烴根而又不含氮類的物質(zhì)。丙烷和其它燃料相比，能最有效地降低NOX，這是因?yàn)楸槟墚a(chǎn)生大量烴根而沒有額外的氮類成分。而在所有燃料中，氫氣降低NOX的效果最差，因?yàn)樗旧聿荒墚a(chǎn)李科：燃煤電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)研究生烴根是用天然氣、油和煤作為二次燃料時(shí)降低NOX濃度效果的比較。顯然，天然氣是最有效的二次燃料。研究還表明，氣態(tài)烴燃料還原NOX的能力隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加而增加，因此，氣態(tài)烴是最好的二次燃料。 　　再燃燃料作為二次燃料，一般是在還原性氣氛中燃燒，對于鍋爐爐膛來說，一般都是在爐膛的燃燒區(qū)的上部，因此，再燃燃料必須易著火，易燃盡。 （3）三次風(fēng)煤粉作為再燃燃料的可能性分析統(tǒng)，改進(jìn)的成本的運(yùn)行的安全性都不方便。根據(jù)測試發(fā)現(xiàn)，三次風(fēng)煤粉粒度比一次風(fēng)煤粉粒度明顯要小，易著火，易燃燼，比較適合再燃燃料的要求。 另外，對于鍋爐膛內(nèi)的燃燒工況而言，當(dāng)三次風(fēng)投入時(shí)，相當(dāng)于增設(shè)了頂部燃燒區(qū)，實(shí)行分級燃燒，在燃燒器區(qū)域形成富燃區(qū)，三次風(fēng)噴嘴附近形成燃盡區(qū)，使排放量降低，此外，含粉三次風(fēng)還可起到還原已生成NOx的作用，使NOx進(jìn)一步下降。當(dāng)然，使用三次風(fēng)細(xì)粉再燃降低NOx的方法也會出現(xiàn)一定的問題，如磨煤乏氣中煤粉燃燒火焰長度不足，飛灰可燃物含量增加，火焰中心上移，引起出口結(jié)渣，過熱器超溫等不良現(xiàn)象。 但是通過改造三次風(fēng)將其作為再燃燃料送入爐膛，實(shí)行再燃燒技術(shù)還是值得研究的。由于三次風(fēng)含粉量較少(占總粉量的10%15%)，為滿足再燃區(qū)過量空氣系數(shù)a21的要求，必須對三次風(fēng)進(jìn)行濃縮。只要濃縮后的三次風(fēng)噴入爐膛后，形成富燃料的二次燃燒區(qū)(即再燃區(qū))，就可生成大量CH基團(tuán)，這些基團(tuán)與主燃燒區(qū)生成的NOx發(fā)生反應(yīng)，最終生成N2，即可降低NOx的排放量。這就是說，將原有的燃燒方式改造成再燃燃燒方式。這對我國大量的中間儲倉式熱風(fēng)送粉鍋爐是值得考慮的。 采用濃淡燃燒技術(shù)濃淡燃燒可降低NOx的排放。濃淡燃燒就是把煤粉分成濃淡兩股送入爐膛。濃側(cè)煤粉由于煤粉濃縮，著火溫度下降，穩(wěn)燃性提高，淡側(cè)煤粉利用濃側(cè)煤粉火14