【正文】 較高，熱力型NOx的排放量稍有增加，而燃料型NOx卻大為減少；淡側(cè)過量空氣系數(shù)大，溫度水平較低，熱力型NOx的排放量是降低的，燃料型NOx略有增加，總NOx的排放量是降低的。濃淡燃燒就是把煤粉分成濃淡兩股送入爐膛。這對(duì)我國(guó)大量的中間儲(chǔ)倉式熱風(fēng)送粉鍋爐是值得考慮的。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。 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。 另外，對(duì)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(jí)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。 （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。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。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。（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)。改造后實(shí)測(cè)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。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。但是，無論是那一種方法實(shí)現(xiàn)的分級(jí)燃燒，12（２級(jí)燃燒的第一級(jí)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。兩種實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒方法的系統(tǒng)是有區(qū)別的。分級(jí)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)。空氣分級(jí)燃燒是把燃料完全燃燒所需要的空氣沿火焰長(zhǎng)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。 　 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。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。分級(jí)燃燒主要使燃燒完全和降低NOx排放為最佳。在主燃燒器實(shí)行低氧，低溫燃燒降低NOx生成。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。但是研究表明，在許多情況下分級(jí)燃燒會(huì)導(dǎo)致快速型NOx的明顯增大。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。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(zhǎng)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。 4）減少燃燒器噴嘴數(shù)。 2）大寬度燃燒器。與常規(guī)燃燒器相比，PM燃燒器可使NOX的生成量減少60％。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。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(jí)燃燒，可使NOx進(jìn)一步降低。 （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。預(yù)期鍋爐的NOx排放量為0．21b／106 Btu（150～155 mg／m3）。 　　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。 （4）SGR煤粉燃燒器（日本三菱重工生產(chǎn)） 　　其結(jié)構(gòu)是煤粉一次風(fēng)噴嘴與輔助二次風(fēng)噴嘴相間布置，與傳統(tǒng)的切向燃燒器相比，SGR煤粉燃燒器在結(jié)構(gòu)上具有如下特點(diǎn)： 　　1）在煤粉噴嘴的上下方各布置一個(gè)再循環(huán)煙氣分隔（SGR）噴嘴，通過SGR噴嘴向爐膛噴入再循環(huán)煙氣。另外，在燃燒器的周圍布置了幾個(gè)空氣噴嘴，引入的三次空氣量使鍋爐爐膛具有20％的空氣過剩量，用以保證煤粉顆粒的燃盡。李科：燃煤電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)研究（3） DMB燃燒器（美國(guó)能源和環(huán)境研究所（EER）生產(chǎn)）具有3個(gè)同心的環(huán)行噴口中心煤粉一次風(fēng)噴口和內(nèi)外層雙調(diào)風(fēng)器的二次風(fēng)噴口。此燃燒器一次風(fēng)的多股噴射和二次風(fēng)的雙層配風(fēng)方式，能保證在噴口6．83～3．05 m的范圍內(nèi)，燃燒區(qū)的空氣量維持在60％～70％的理論空氣量。 　　Weihen電站0．7萬kW燃煤鍋爐改裝為分級(jí)混合燃燒器后，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，當(dāng)分級(jí)風(fēng)接近關(guān)閉時(shí)，測(cè)得鍋爐的NOx排放量為550 mg／m3，投用分級(jí)風(fēng)后，當(dāng)控制一次燃燒區(qū)的空氣系數(shù)為n1＝0．9時(shí)，NOX排放量為335 mg／m3，約減少了40％；當(dāng)n1＝0．75時(shí)，NOx排放量為270 mg／m3，約減少了50％。煤粉一次風(fēng)和周界風(fēng)在燃燒器出口附近形成一個(gè)低于理論空氣量運(yùn)行的一次燃燒區(qū)。分級(jí)風(fēng)的噴口布置在燃燒器外圍，該噴口可以是圓形的也可以是縫隙式。除中心風(fēng)外，下剩的二次風(fēng)分成周界風(fēng)和分級(jí)風(fēng)兩部分。燃燒器燒油時(shí)才投入中心二次風(fēng)，燒煤時(shí)其中心二次風(fēng)擋板幾乎處于關(guān)閉狀態(tài)。低NOx燃燒器得到了廣泛的開發(fā)和應(yīng)用，世界各國(guó)的大鍋爐公司，為使其鍋爐產(chǎn)品滿足日益嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，分別開發(fā)了不同類型的低NOx燃燒器，可達(dá)到NOx降低率一般在3060%。從燃燒的角度看，燃燒器的性能對(duì)煤粉燃燒設(shè)備的可靠性和經(jīng)濟(jì)性起著主要作用。 低NOx燒煤燃燒器的開發(fā)煤粉燃燒器是鍋爐燃燒系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。 對(duì)于已經(jīng)采用低NOx 燃燒技術(shù)的電站鍋爐，燃燒優(yōu)化仍然是降低NOx排放的重要前提。燃燒優(yōu)化是通過鍋爐燃燒器運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)的，采取控制過?？諝饬?、燃燒器一、二次風(fēng)量配比的調(diào)整、平衡送入每只燃燒器的風(fēng)粉量等方法，從而在燃燒過程中把NOx的生成量降到最低。有關(guān)資料表明，綜合考慮NOx值和成本兩個(gè)方面，使用低NOx燃燒器和爐膛內(nèi)降低NOx是既經(jīng)濟(jì)又最有效方法。李科：燃煤電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)研究第三章 低NOx排放技術(shù) 鍋爐燃燒技術(shù)的改進(jìn)。這不僅增加設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，還可能引起預(yù)熱器等鍋爐尾部受熱面的堵塞等。 2）煙氣脫氮技術(shù)鍋爐燃燒技術(shù)的改進(jìn)一般為鍋爐燃燒優(yōu)化、低NOx燒煤燃燒器的開發(fā)、爐膛內(nèi)降低NOx技術(shù)和采用煙氣再循環(huán)等技術(shù)。因而，減少氮氧化物排放的主要措施是降低燃料型NOx的形成，即降低氧濃度，使燃料氮的相對(duì)濃度提高，增強(qiáng)還原性氣氛，延長(zhǎng)燃料氮在還原性氣氛中的停留時(shí)間，從而降低燃料氮向燃料型NOx的轉(zhuǎn)變率。燃料型NOx主要與氧濃度（化學(xué)當(dāng)量比）有關(guān)，在很大的范圍內(nèi)幾乎與溫度無關(guān)。留在煤焦中剩余的母氮可以通過異相反應(yīng)氧化生成NOX。煤中的母氮大部分在揮發(fā)份析出階段以HCN和NH3的形式從顆粒中釋放出來，隨后氧化生成NOx。煤粉燃燒過程中燃料型NOx包括由揮發(fā)份中均相生成的NOx和由殘?zhí)恐挟愊嗌傻腘Ox兩部分。因此，在煤粉鍋爐中熱力型NOx在總NOx排放量中所占的比例較?。?2) 快速型NOx只在富燃料的烴類火焰中有較大量的生成，但據(jù)估算，如果煤中含有1％的燃料氮，且其50％轉(zhuǎn)為NOx，快速型NOx的生成量仍將小于總NOx的5％，而通常的煤含有1％～2％的母氮。熱力李科：燃煤電廠低氮氧化物燃燒技術(shù)研究型NOx只在燃料富氧燃燒時(shí)生成，而且溫度超過1 800 Ｋ時(shí)才能大量