爐內(nèi)空氣分級燃燒降低氮氧化物的技術(shù)應(yīng)用

1、爐內(nèi)空氣分級燃燒降低氮氧化物的技術(shù)應(yīng)用氮氧化物的排放量中70%來自于煤炭的直接燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要是NO和 NO2 （被通稱為NOx），在絕大多數(shù)燃燒方式中，產(chǎn)生的NO占9o%以上，其余為NO2。目 前，控制氮氧化物排放的方法分為兩大類：低NOx燃燒技術(shù)-在燃燒過程中控制氮氧化物 的生成；煙氣脫硝技術(shù)-使生成后的氮氧化物還原。二、概述燃燒過程生成的NOX主要有熱力型、燃料型及快速型3種，其中燃料型NO占總生成量的 60% 80%最高可達(dá)90%，熱力型NOX在溫度足夠高時可達(dá)20%，快速型NOX占的比例最 小。燃料型NOX是燃料中的含氮化合物在燃燒過程中熱分解后氧化而成的。由于煤中

2、含氮有機 化合物的C-N較空氣中N三N的鍵能小得多更易形成NO。燃料中的有機氮首先被熱分解成 HCN、NH3及CN等中間產(chǎn)物隨揮發(fā)分一起析出，即所謂揮發(fā)分N，然后再被氧化成NO。在 通常的燃燒溫度1200 一 l350C，燃料中70%-90%的氮成為揮發(fā)分N，由此形成的N0占燃 料型 NO 的 60% 80%。熱力型NOX是由空氣中的氮氣高溫氧化而成。NOX的生成與氧原子的存在成正比，反應(yīng)速 度隨溫度的升高而加速，當(dāng)煤粉爐中的溫度升至1600C時，熱力型NOX可占到爐內(nèi)NOX總 量的25% 一 30%，這就是液態(tài)排渣爐的NOX比固態(tài)排渣爐高的原因。大唐甘谷發(fā)電廠1、2鍋爐煙氣脫硝采用鍋爐尾部布

3、置脫硝裝置采用液氨法制備脫硝還原劑， 選擇性催化還原法（SCR）作為脫硝方式；在脫硝系統(tǒng)設(shè)計煤種、鍋爐BMCR工況、處理100% 煙氣量條件下，在入口 NOx含量在500mg/Nm3時，設(shè)計脫硝總效率大于80%且出口 NOx排 放濃度小于100mg/Nm3,催化劑層數(shù)按2+1設(shè)置。三、原運行方式存在的問題我廠采用液氨法制備脫硝還原劑，選擇性催化還原法（SCR）作為脫硝方式；在此前正常 鍋爐運行方式下1號爐脫硝入口當(dāng)氧化物A、B兩側(cè)平均值506.5mg/Nm3在經(jīng)過尾部脫硝反 應(yīng)器后出口 NOx排放濃度71.8mg/Nm3，此種運行方式液氨消耗量較大造成運行成本、運輸 成本增加。四、優(yōu)化方案為了

4、實現(xiàn)清潔燃燒，目前降低燃燒中NOx、排放污染的技術(shù)措施可分為兩大類： 一類是爐內(nèi)脫氮，另一類是尾部脫氮。爐內(nèi)脫氮就是采用各種燃燒技術(shù)手段來控制燃燒過程中NOx的生成，又稱低NOx燃燒技術(shù)， 即使采用煙氣脫硝技術(shù)，同時采用低NOx燃煤技術(shù)來控制燃燒過程NOx的產(chǎn)生，以盡可能 降低設(shè)備的運行和維護費用。1.空氣分級燃燒技術(shù)改造（1）基本工作原理基本原理是將燃料的燃燒過程分階段完成，采用倒三角的配風(fēng)方式。在第一階段預(yù)燃階段， 將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少（相當(dāng)于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃 料燃燒條件下燃燒。此時第一級燃燒區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)a1的條件下完成全部燃燒過程。這一方法彌補了

5、 簡單的低過量空氣燃燒的缺點。在第一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)越小，抑制NOX的生成效 果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導(dǎo)致燃燒效率降低、引起結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。因此， 為保證既能減少NOX的排放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和可靠性，必須正確組織空氣分級燃 燒過程。（2）分級燃燒技術(shù)的主要特點分級燃燒技術(shù)的最突出特點是超低NOx燃燒特性，在保證穩(wěn)燃高效的前提下，通過采用高效 濃淡分離技術(shù)、空間燃燒分級技術(shù)、一次風(fēng)逆向射流等手段不僅保證煤粉早著火，穩(wěn)定燃燒， 通過采用上下、左右可調(diào)燃盡風(fēng)噴口技術(shù)，實現(xiàn)爐內(nèi)按需供風(fēng)和降低爐膛出口煙溫偏差，更 重要的是實現(xiàn)了鍋爐超低NOx的燃燒排放。（3）調(diào)整方案我廠自

6、脫硝設(shè)備投產(chǎn)運行以來，鍋爐二次小風(fēng)門配風(fēng)方式為正常的均等配風(fēng)，此時脫硝入口 氮氧化物一直維持在600mg/N3左右。對此前的運行方式做以下調(diào)整：磨出口溫度提高到80C以上運行（最好提高到85C）；氧量控制以空預(yù)器入口實測值為準(zhǔn)，應(yīng)定期校對表盤氧量指示值，以確定控制范圍；輔助風(fēng)配風(fēng)采用縮腰型（如圖1所示）；縮腰型配風(fēng)的低負(fù)荷穩(wěn)燃特性好，縮腰配風(fēng)示例：ABCDE 磨：EE 65%，DE 40%，CD 30%，BC 35%，AB 40%，AA 100%。ABDE 磨：EE 60%，DE 40%，CD 8%，BC 35%，AB 40%，AA 100%。ABCD 磨：EE 8%，DE 60%，CD 35

7、%，BC 30%，AB 35%，AA 100%。磨通風(fēng)量的控制原則是：200MW負(fù)荷以上，磨冷風(fēng)門盡量關(guān)小，磨出口溫度通過熱風(fēng)門 控制。圖3調(diào)整后300MW時脫硝B側(cè)入口氮氧化物通過以上配風(fēng)調(diào)整關(guān)小下層小風(fēng)門將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少（相當(dāng)于理論空氣量 的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒。此時第一級燃燒區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù) a1的條件下完成全部燃燒過程。 此時在300MW工況時能夠使入口氮氧化物從620mg/m3緩慢下降至480 mg/m3 （圖2、圖3 所示）左右運行，降低氮氧化物140 mg/m3。五、取得的效果1、爐內(nèi)低氮燃燒調(diào)整試驗前后有關(guān)參數(shù)對比：由上表數(shù)據(jù)可知，在鍋爐100%BRL負(fù)荷點下脫硝入口氮氧化物平均下降120mg/m3左右，脫 硝氮氧化物出口在70mg/m3左右，滿足環(huán)保要求。液氨單耗費用由18.772元/萬KWH下降 到13.587元/萬KWH，環(huán)比下降5.185元/萬