火电厂低氮燃烧技术研究与应用

低氮燃烧器的应用及燃烧调整研究

摘要：本文从NOx的生成机理等角度综合说明应用低氮燃烧器，通过对磨煤机的不同运行组合方式、不同配方方式、不同运行氧量等主要指标进行正交试验，找出机组的最佳运行调整方式优化燃烧操作，降低NOx生成，提高燃烧效率，响应国家煤电节能减排和改造计划非常有效的举措。

关键词：低氮燃烧器；配风方式；运行氧量；磨煤机组合方式

1.概述

随着我国社会经济的发展，可持续发展战略的提出，国家2014年发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划》， 文中要求加强新建机组准入控制，中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限制（ 该排放限值的标准是烟尘，二氧碳及氮化物排放物小于10mg/m3,35mg/m3,50mg/m3）。煤的燃烧又是NOx污染的主要来源，做好大型燃煤火电机组的氮氧化物排放控制迫在眉睫。

目前控制大型燃煤火电机组的氮氧化物排放的技术措施很多，但主要倡导合理使用燃料与污染控制技术相结合，燃烧控制技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施，以减少燃煤电厂的氮氧化物的排放。而低氮燃烧技术作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术，也是有其研究的必要性。

NOx包括NO、NO2、N2O、N2O4、N2O5。研究表明，在燃料的燃烧过程中，NOx生成的途径主要有3类：一是燃料中的氮元素以含氮的小分子或游离氮原子的形式析出后被氧化而成的NOx，它包括挥发份均相生成和残碳中异相反应两部分，称为燃料型NOx，燃料型NOx约占NOx生成总量的80%左右；

二是热力型NOx是空气中氮分子高温条件下形成的产物，热力型NOx约占15%左右；热力型NOx的生成率主要与燃烧温度有很大关系，在燃烧温度低于1300℃时生成量很少，当燃烧温度升至1500℃时，NOx生成量随燃烧温度呈指数上升趋势。降低炉膛的燃烧温度水平可以抑制热力型NOx的生成。

低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用研究

发表时间：2018-08-06T16:57:09.417Z 来源：《电力设备》2018年第11期 作者： 王洋洋 李强彬

[导读] 摘要：近年来，我国的改革步伐越来越快，进而也推动了我国经济的快速发展，但是，经济发展的过程中对于各种能源的需求量也逐渐上升。

（济南锅炉集团有限公司）

摘要：近年来，我国的改革步伐越来越快，进而也推动了我国经济的快速发展，但是，经济发展的过程中对于各种能源的需求量也逐渐上升。就工业发展而言，我国建立的火电厂数量越来越多，这也导致了工业生产过程中大量的氮氧化物排放量产生，而且排放量一直有

增无减，这从根本上影响了生态环境，而且对于人类的生存发展为不利，威胁人们的生命健康。就火电厂煤粉锅炉燃烧整个过程而言，要

想保证合理的控制氮氧化物排放量，一个很重要的环节就是低氮燃烧技术，其在很大程度上可以有效的保护生态环境，有利于经济的可持

续发展。本文重点针对我国当前低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用问题进行研究，分析影响氮氧化物产生的主要原因，然后针对性的提出

具体的低氮燃烧技术应用，为相关技术提供参考。

关键词： 低氮燃烧技术；煤粉锅炉；应用

引言

我国的经济水平在快速上升，同时也增加了能源的需求量，随着能源的大量使用和消耗，氮氧化物的排放量也有了非常明显的增加。氮氧化物对生态环境的影响很大，其在很大程度上会消耗地球大气层中的臭氧层，不但会破坏整个生态环境，而且还会影响人类的身

心健康。就我国而言，大量的氮氧化物排放源头是燃烧煤产生的，而对于煤炭的使用量最大的就是火电厂，我国当前的氮氧化物排放量排

名中电力行业排在第一位，所以，火电厂必须严格控制生产过程中的氮氧化物排放量，通过各种技术来降低对环境以及人类社会的危害。

一、燃烧过程NO形成机理

在进行火电厂煤粉锅炉燃烧的时候,使用的燃料为煤，其燃烧会产生大量的氮氧化物，其中包含的主要成分有：一氧化氮、二氧化氮以及一氧化二氮,在这几中成分里面，一氧化氮占的比重大于9％，二氧化氮所占的比重大约在5-10%之间,一氧化二氮属于比重比较小的，只有

锅炉低氮燃烧技术的应用与浅析

背景

随着时代的发展，中国逐渐成迈入先进技术的行列，赶超了外国的先进技术，同时人民群众的环保意识逐步的增强，中国也开始要准备颁布严格的氮氧化物的排放标准，这样就对发电厂提出了一个要求，就是如何有效的降低锅炉烟气中的氮氧化物的含量。

近年来国内新建了很多大型的火力发电厂，在这些电厂的的锅炉燃料系统中普遍采用了一些先进的氮燃烧技术来降低氮氧化物的排放，而这些技术通常是伴随着锅炉的主体设备采购的，同时也有部分设备是通过研究国外成熟的技术以后，经过消化结合本土的特色开发的。

这些经过国内科研院所和电力生产企业的研究开发的技术，在低氮燃烧技术方面通常都取得了比较好的效果，而且国内的很多锅炉生产设备厂家在低氮燃烧系统设计领域也渐渐的从过去的完全模仿向着独立自主的研发方向发展，目前在低氮燃烧领域，国内存在的主要的问题就是在独立知识产权方面缺乏与之相关的产品，因此如何完善相关的技术，形成成熟的技术，并将该技术运用到实际的生产中是将来需要解决的问题。

1、锅炉氮燃烧产生原理

在火力发电厂锅炉燃烧产生的氮氧化物中通常包含着2种成分，一中是NO2，含量大概在5%-10%左右，剩下的大量的是NO，含量在90%左右，占大部分。氮氧化物中的NO在氧气的作用下就会生成NO2，在锅炉中NO的形成通常分为如下三种方式：

（1）燃料类型的NO

燃料型类型的NO产生的方式是以化合物形式存在于燃料中的氮原子，在锅炉燃烧过程中被氧化而生成的。其生成温度为600～700摄氏度，化石燃料中的氮通常是煤炭燃烧过程中产生的NOX的最主要的来源，通常燃料类型的NO相比其他类型的NO更加容易的生成。通常在锅炉中的NOX的60%～80%是由于燃料燃烧形成的，燃料中的氮比空气中的氮容易生NO，在实际生产中由于燃煤种类的不同，燃烧产生气体中的含氮量有所不同。

（2）热力类型的NO

热力类型的NO，通常是由于空气中的氮气和氧气在高温下产生，在锅炉中经过燃烧生成NOX，而在该类型下影响空气中氮转化为为当氧化物的各种影响因子中，温度占了相当大的一个因素，据一项研究表明，当锅炉中的燃烧温度高于1500摄氏度的时候NO生成量会成指数规律性的速效增加，其他的几个因素，包括在高温下停留的时间，氧气的浓度大小都与NO的形成成正比，如果减少在高温下的停留的时间，降低氧气的浓度的时候就可以在一定范围内降低NOX产生的数量。

超低氮燃烧技术在燃气锅炉上的研究与应用

摘要：近年来，社会进步迅速，我国的化工工程建设的发展也有了提高。我国大气污染日趋严重，环保压力越来越大，随着“煤改气”的逐渐深入，焦作市逐步实行更严格的排放要求，由原来的氮氧化物排放≤150?mg改为≤80?mg或≤30?mg，也就是所谓的气改气（超低氮排放≤30?mg/m3）。

关键词：超低氮燃烧技术；燃气锅炉；研究与应用

引言

氮氧化物（NOx）指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的NOx包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、一氧化二氮（N2O）、五氧化二氮（N2O5）等。作为空气污染物的NOx常指NO和NO2。全球每年因人类向大气排放的NOx约5300万吨。NOx对自然环境的破坏力非常大，它是形成酸雨、光化学烟雾的重要物质，同时也是消耗臭氧的一个重要因子。火力发电厂作为NOx的一个重要排放源，每年会向大气中排放大量的NOx，近些年随着国家环保政策的日益严格，NOx排放得到严格控制。目前国家大力推行火电厂超低改造，依据超低排放的要求，NOx排放标准为50mg/m3。

1低氮燃烧技术改造方案

一是保证氮氧化物排放浓度≤30mg/m3，深入推进超低氮排放。近年来，我国多地实行了氮氧化物≤30mg的超低氮排放改造，如北京市（2016年）、郑州市（2017年）等。所以，为避免一改再改，必须实现一步到位，满足环保要求。二是降低锅炉额定负荷至原负荷的75%。由于使用烟气回流技术，参与燃烧的回流烟气含氧量低，降低了炉胆内的温度，使得锅炉出力和效率减少，负荷降低。三是换装≤30mg/m3超低氮燃烧器。主要要求如下：设计结构合理，设备尺寸、各性能参数与现有锅炉相匹配；自动化程度高，实现燃气进气量随锅炉压力、温度自动调节，自动开启，全过程计算机监控，操控简单，维护与保养方便；企业信誉良好，产品质量有保障，售后服务有保障。四是加装FGR烟气外循环装置。结合现场实际空间位置，选择合适的管路布置走向，不得影响锅炉的使用、维护、行人以及安全。五是控制柜控制部分稍作调整。