電廠(chǎng)直吹式鍋爐降NOx燃燒技術(shù)研究

楊 軼（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638000）

?

電廠(chǎng)直吹式鍋爐降NOx燃燒技術(shù)研究

楊 軼
（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638000）

摘 要：隨著環(huán)境污染的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)發(fā)電廠(chǎng)的環(huán)保要求也變得更高，所以使得發(fā)電廠(chǎng)的鍋爐燃煤技術(shù)對(duì)于氮化物的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格。這就使得發(fā)電廠(chǎng)在保證鍋爐維持生產(chǎn)、提高效率的情況下，需要不斷改進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)管理，把NOx的排放量控制在一定的范圍內(nèi)，達(dá)到國(guó)家的環(huán)保要求。本文通過(guò)對(duì)直吹式鍋爐降低NOx燃燒技術(shù)的研究分析，結(jié)合實(shí)際情況，提出一些技術(shù)改進(jìn)的意見(jiàn)和建議，以期提高鍋爐的燃燒效率，降低NOx的排放量。

關(guān)鍵詞：直吹式鍋爐；NOx；燃燒技術(shù)

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的大力提倡，各火力發(fā)電廠(chǎng)也開(kāi)始積極響應(yīng)國(guó)家的政策號(hào)召，對(duì)于自身的鍋爐生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，設(shè)備升級(jí)，來(lái)提升煤炭燃燒的利用效率，降低NOx的排放量，使得電廠(chǎng)節(jié)能環(huán)保的要求達(dá)標(biāo)。眾所周知，現(xiàn)在很多發(fā)電廠(chǎng)采用正壓直吹式鍋爐，通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)成以及燃燒器等部件的改裝升級(jí)，提高鍋爐的燃燒效率以及控制NOx排放量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。由于這種鍋爐在使用過(guò)程中，常出現(xiàn)磨煤機(jī)出力少、石子煤量多等弊端，不僅影響鍋爐的有效運(yùn)行，而且還使得鍋爐在燃燒過(guò)程中，容易產(chǎn)生大量的NOx氣體排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以需要通過(guò)不斷地改進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的要求。

一、鍋爐在燃燒過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

為了降低NOx的排放率達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求，而且還要在保障安全生產(chǎn)的前提下，這就需要直吹式鍋爐在燃燒煤炭的過(guò)程中，調(diào)整好各方面的因素，實(shí)現(xiàn)污染低、效益高的目的。目前存在的現(xiàn)實(shí)矛盾是，為了確保鍋爐生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，需要盡可能提高鍋爐的燃燒溫度，但是溫度過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致NOx的排放量提升。解決這些問(wèn)題需要調(diào)整好鍋爐的各項(xiàng)技術(shù)，而且還需要在包括燃燒器在內(nèi)的各個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。在保障燃燒效率的前提下，進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備，通過(guò)提高煤粉濃度等措施，降低NOx的排放。

二、鍋爐在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生NOx的原因

一般情況下，NOx產(chǎn)生的原理是空氣中的氮?dú)庠诟邷氐臈l件下，與氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生NOx，同時(shí)煤炭中的一些固態(tài)的氮化物在高溫的條件下，經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生大量的NOx氣體。當(dāng)發(fā)電廠(chǎng)直吹式鍋爐在燃燒過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生大量的NOx氣體，并且固態(tài)的氮化物存在于煤炭中，經(jīng)過(guò)高溫分解后，產(chǎn)生的化合物HCN和NHi與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生大量的NOx氣體，這些都是發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生大量NOx這種氣體的主要原因。通過(guò)對(duì)于產(chǎn)生NOx氣體的原因分析，我們就可以尋找到相關(guān)的技術(shù)變革，降低在燃燒過(guò)程中的NOx氣體產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)降低污染的目標(biāo)。

三、燃燒器的使用

燃燒器是將煤炭等燃料和空氣輸進(jìn)鍋爐進(jìn)行混合燃燒的一種裝置，這種裝置一般在使用過(guò)程中，配備不同的裝置，可以采用多種不同的技術(shù)對(duì)燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的NOx氣體具有抑制作用，達(dá)到減排的效果。

1. 濃淡分離技術(shù)的應(yīng)用

在煤炭輸送過(guò)程中，利用裝置的擋塊對(duì)煤炭進(jìn)行撞擊，實(shí)現(xiàn)煤粉濃淡分離。煤粉濃度的調(diào)整可以運(yùn)用擋塊高度實(shí)現(xiàn)多個(gè)檔次的區(qū)分，各個(gè)檔次的濃淡分離效果也是不同的，這樣就可以對(duì)煤粉濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用濃淡分離技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)濃淡分離燃燒，而且提高煤粉濃度，達(dá)到降低NOx氣體排放的效果。

2. 預(yù)熱技術(shù)的應(yīng)用

利用擋塊，實(shí)現(xiàn)濃淡分離，再在煤粉出口處加裝一個(gè)預(yù)加熱裝置，在煤粉進(jìn)入爐體前，從底部進(jìn)行加熱，確保煤粉進(jìn)入爐膛不需要高溫的前提下，達(dá)到預(yù)熱的目的。這樣就不需要在爐膛區(qū)域?qū)囟忍嵘?，就能?shí)現(xiàn)煤炭充分燃燒，大大提高燃燒效率，但不需要在更高溫的條件下，從而也就降低NOx的產(chǎn)生。

3. 配風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用

燃燒器的功能可以根據(jù)含氮量的變化，進(jìn)行靈活配風(fēng)。在鍋爐內(nèi)的煤炭因?yàn)橘|(zhì)量參差不齊，這就需要在配風(fēng)的過(guò)程中，調(diào)整好風(fēng)量大小，確保煤炭燃燒率提升，就可以降低NOx氣體的產(chǎn)生量。所以配風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用，也是可以降低氧化氮?dú)怏w的產(chǎn)量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

四、通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)改進(jìn)，降低氧化氮?dú)怏w排放

從煤炭的爐前摻配，分磨制粉，爐內(nèi)混燒這一系列的過(guò)程和環(huán)節(jié)中，都有很多地方，可以在保證安全生產(chǎn)的前提下，進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)，逐步總結(jié)出一些控制NOx排量的技術(shù)。

1. 控制鍋爐的含氧量

從氧化氮這種氣體在爐內(nèi)生成的原因分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是氮化物還是氮?dú)舛夹枰谟醒醯那闆r下，才能產(chǎn)生各種氧化氮?dú)怏w，由此可見(jiàn)，只要控制好鍋爐內(nèi)部的氧氣含量，就可以在燃燒時(shí)，不僅可以保證燃燒效率，而且可以降低NOx的產(chǎn)生。

2. 爐前摻配

眾所周知，“混煤的著火特性接近于易著火煤”，根據(jù)煤炭的這一特點(diǎn)，派遣技術(shù)人員檢測(cè)在燃料中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)煤粉進(jìn)行爐前摻配，這也是有效抑制NOx產(chǎn)生的方法。

3. 分級(jí)配風(fēng)

利用燃燒器的配風(fēng)裝置，根據(jù)爐內(nèi)的含氧量高低來(lái)組織配風(fēng)。當(dāng)含氮量低于通常的要求值時(shí)，可以用常規(guī)配風(fēng)來(lái)促進(jìn)燃燒，而爐內(nèi)含氮量高于通常的要求值時(shí)，可以實(shí)施分級(jí)配風(fēng)的方式，降低含氧量，抑制NOx氣體的產(chǎn)生。

4. 預(yù)熱

制粉系統(tǒng)出口處注意消防安全的前提下，加裝一個(gè)預(yù)加熱裝置，在煤粉進(jìn)入爐體前，從底部進(jìn)行加熱，提升煤粉進(jìn)入爐內(nèi)前的溫度，這樣更加便于燃燒，提高煤炭在爐內(nèi)的燃燒效率，也同樣可以有效降低NOx的排放，但是裝置在使用前，要做好相關(guān)的提示工作，形成一定的規(guī)章制度，以免發(fā)生安全隱患。

5. 大風(fēng)箱與爐膛差壓的合理調(diào)整

經(jīng)過(guò)相關(guān)的檢測(cè)，在一般情況下，調(diào)整二次風(fēng)箱與爐內(nèi)差壓至少保證在600Pa以上；當(dāng)負(fù)荷達(dá)到90%左右的時(shí)候，二保證次風(fēng)箱與爐膛差壓大約在1000Pa，這樣在燃燒過(guò)程中，經(jīng)過(guò)測(cè)試，通過(guò)數(shù)據(jù)反映有助于燃燒效率的提高，并且降低NOx氣體的排放。

6. 反切風(fēng)的使用

一般情況下，反切風(fēng)都是需要調(diào)小的，除非用于調(diào)整熱偏差的時(shí)候，才可以調(diào)大使用。因?yàn)榉辞酗L(fēng)在使用過(guò)程中，可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)剩余的氮?dú)夂脱鯕?，在燃燒未盡的條件下，發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致NOx的產(chǎn)生。

7. 設(shè)置監(jiān)測(cè)裝備

在整個(gè)煤粉摻和、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，做好監(jiān)測(cè)工作，提前在重要位置安裝監(jiān)控裝置，確保在運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程中，恰當(dāng)掌握風(fēng)和煤的搭配關(guān)系，及時(shí)調(diào)整好其他裝置的配套使用，更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

8. 燃燒器的維護(hù)

在安全生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要進(jìn)行定期維修和保養(yǎng)，確保在工作狀態(tài)下的各種機(jī)器設(shè)備都能快速高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣就可以在使用的過(guò)程中，提升煤炭在爐內(nèi)的燃燒效率，大大地降低氧化氮?dú)怏w的產(chǎn)生，降低了污染氣體的排放，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。

以上各種技術(shù)的運(yùn)用，僅僅是在原有裝置的基礎(chǔ)上，做出進(jìn)一步的改進(jìn)，提升煤炭的燃燒效率，降低污染氣體的排放，并沒(méi)有從更新技術(shù)和設(shè)備的角度闡述，只能算是簡(jiǎn)單的小補(bǔ)小修，作用也是非常有限。如果有的發(fā)電廠(chǎng)在條件允許的情況下，可以繼續(xù)引進(jìn)更先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，在鍋爐的尾部煙道加裝脫硝裝置，把粉煤燃燒形成的NOx轉(zhuǎn)化成無(wú)害的氮?dú)夂陀杏玫牡?，全面提升環(huán)保要求，那效果就更好了。

結(jié)論

由于改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直處于快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的能源來(lái)提供保障，所以造成的環(huán)境污染就越來(lái)越嚴(yán)重。根據(jù)相關(guān)部門(mén)的權(quán)威統(tǒng)計(jì)，我國(guó)70%的氧化氮?dú)怏w來(lái)自于煤炭的燃燒，而其中一大半來(lái)自于火電發(fā)電。這些年來(lái)，人們的環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，一方面尋找和開(kāi)發(fā)新的能源，另一方面對(duì)于傳統(tǒng)的能源，進(jìn)行技術(shù)革新，開(kāi)展節(jié)能減排運(yùn)動(dòng)，在應(yīng)用方面積也的確積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是不改變傳統(tǒng)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，或者對(duì)原有的技術(shù)進(jìn)行徹底的革命，污染始終不能從源頭杜絕污染。因此，對(duì)煤粉鍋爐燃燒技術(shù)的進(jìn)一步研究，不可避免，前面的道路依舊很漫長(zhǎng)，需要廣大煤電行業(yè)的科技人員繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)

［1］王海濤.低氮燃燒技術(shù)在煤粉鍋爐上的應(yīng)用分析［J］.廣東科技，2013（14）：165-191.

［2］白巖，郭風(fēng)波，汪偉，吳炬，冷杰.某電廠(chǎng)鍋爐直吹式制粉系統(tǒng)問(wèn)題治理［J］.東北電力技術(shù)，2013（3）：38-44.

［3］鄧堅(jiān).直吹式鍋爐混煤摻燒技術(shù)研究與實(shí)踐［J］.廣東科技，2010（4）：119-120.

［4］曹定華，劉海洋.鍋爐NOx排放控制技術(shù)及應(yīng)用［J］.華電技術(shù)，2011（3）：69-82.

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A