關(guān)于鍋爐燃燒器結(jié)構(gòu)與布置對(duì)生成污染物的研究

王龍　張博

摘要：隨著我國工業(yè)化發(fā)展的不斷進(jìn)步以及人們物質(zhì)生活的不斷提高，對(duì)于各類能源的需求也逐漸增加。就當(dāng)前我國能源的來源情況分布可以看出，當(dāng)前我國所使用的能源主力還是電力的供給，目前就電力的產(chǎn)生來源來看，主要的電力提供是當(dāng)前各地的火力發(fā)電廠，其次是各地的不同種類的水利發(fā)電站以及風(fēng)力發(fā)電站等。因此，火力發(fā)電廠“中不可或缺的鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與其帶來的污染，就成為了當(dāng)前十分重要的一個(gè)討論話題。就目前一些大型發(fā)電廠的實(shí)際情況來看，大型發(fā)電廠產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物和其他物質(zhì)被排放到大氣中。當(dāng)它們上升到一定高度時(shí)，會(huì)與空氣中的水蒸氣相遇，形成硫酸和硝酸的小水滴，從而使雨水酸化，這就對(duì)地面的環(huán)境、土質(zhì)的狀態(tài)以及建筑和植物造成極大的破壞。接下來，文中就針對(duì)當(dāng)前發(fā)電廠內(nèi)，鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置對(duì)生成的污染物的影響進(jìn)行一定的研究和分析，旨在分析不同鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)對(duì)于生成污染物種類的影響，從而加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃燒器燃燒所生成的污染物質(zhì)的控制力度，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

關(guān)鍵詞：鍋爐燃燒器;氮氧化物;污染物;結(jié)構(gòu)與布置

中圖分類號(hào)：TK229.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0179-02

0引言

隨著人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，相應(yīng)的環(huán)保措施也隨之不斷的改革與完善。眾所周知，鍋爐的燃燒對(duì)于周圍環(huán)境以及大氣具有十分重要的影響，鍋爐燃燒所生產(chǎn)出來的溫室氣體以及二氧化硫和二氧化氮等硫、氮混合物會(huì)與大氣中的水分以及大氣所直接接觸，這些污染物不但會(huì)破壞大氣的結(jié)構(gòu)，在一定程度上還會(huì)污染我們周圍的

環(huán)境。根據(jù)中國環(huán)保部2014年所頒布的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》來看，各個(gè)行業(yè)的鍋爐燃燒都需要進(jìn)行相應(yīng)的改革和進(jìn)步，以符合相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

1鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置對(duì)氮氧化物的影響和控制

氮氧化物是目前鍋爐燃燒所產(chǎn)生的主要污染物質(zhì)之氮氧化物的超標(biāo)排放會(huì)對(duì)大氣產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，對(duì)周圍植物、土壤等環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞。在此基礎(chǔ)上，我們就針對(duì)當(dāng)前鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置對(duì)氮氧化物的影響和控制進(jìn)行一定的分析，并提出相應(yīng)的鍋爐結(jié)與布置的措施。

1.1氮氧化物的生成原理分析

鍋爐燃燒所產(chǎn)生的氮氧化物的來源主要包括了以下幾個(gè)方面：第一，是通過鍋爐燃燒的燃燒物所形成的。這里的燃燒物主要指的就是煤炭等化石燃料中所包含的一些氮元素，一般來說，由于燃燒物本身所蘊(yùn)含的這些元素含量較少，因此通過這種方式所產(chǎn)生的氮氧化物也較少：第二，是由于空氣中攜帶的大量氮在鍋爐燃燒的高溫下所產(chǎn)生的，這是氮氧化物產(chǎn)生的最為主要的原因。氮氧化物的產(chǎn)量主要取決于氧氮濃度和燃燒溫度。一般來說，濃度越高，溫度越高，產(chǎn)生的氮氧化物越多。根據(jù)氮氧化物的形成機(jī)理，可分為燃料型、熱型和快型。燃料氮氧化物的形成機(jī)理復(fù)雜，與燃料特性、燃料結(jié)構(gòu)比等因素有關(guān)。雖然不能改變?nèi)剂系男阅埽梢酝ㄟ^優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)來控制過量的空氣系數(shù)。

根據(jù)相關(guān)材料可知，熱力型的氮氧化物在燃燒溫度低于1000°C時(shí)生成量比較少，而當(dāng)燃燒溫度處于1300°C至1500C之間時(shí)，生成量比較多。根據(jù)熱力型的氮氧化物的燃燒特性來看，我們?cè)谶M(jìn)行鍋爐燃燒時(shí)可以采取控制燃燒溫度的方式來抑制相應(yīng)的熱力型的氮氧化物的產(chǎn)生。

1.2針對(duì)氮氧化物燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置措施

針對(duì)當(dāng)前鍋爐燃燒中的氮氧化物的抑制來說，我們可以通過改變鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置進(jìn)行相應(yīng)的改善。目前，鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置的相關(guān)措施主要包括了煙氣再循環(huán)系統(tǒng)以及分級(jí)燃燒這兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.2.1鍋爐燃燒器的煙氣再循環(huán)

采用煙氣再循環(huán)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是尾部煙氣具有一定的溫度，在實(shí)踐中，調(diào)整煙氣與供風(fēng)之間的占比，進(jìn)行有效控制，有利于控制熱力型的氮氧化物生成。鍋爐燃燒器的煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)建主要包括了兩種途徑：首先，是在進(jìn)行鍋爐燃燒的工作時(shí)，我們事先將一定比例的煙氣與氧氣相互混合，并將相應(yīng)的燃燒物一同輸送至燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，但是這種辦法不利于燃燒物與氧氣的充分接觸，會(huì)導(dǎo)致燃燒物的燃燒不充分從而造成污染物的產(chǎn)生;其次，就是另一種方法，我們?cè)谶M(jìn)行鍋爐燃燒器的燃燒工作時(shí)，首先需要將空氣作為一次風(fēng)攜帶煤進(jìn)行燃燒，然后將煙氣與二次風(fēng)混合，噴入燃燒區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步燃燒。該方法不僅有利于燃燒物的初步燃燒，而且可以防止燃燒溫度過高，形成其他的污染物。

1.2.2鍋爐燃燒器的分級(jí)燃燒

鍋爐燃燒器的分級(jí)燃燒的主要包括了以下幾個(gè)環(huán)節(jié)的措施：第一，將相應(yīng)的燃燒物分為兩個(gè)部分，由不同燃燒器噴嘴噴入爐膛，燃料比較多的一部分先進(jìn)行富氧燃燒，然后再與較少的另一部分混合，將一級(jí)燃燒生成的氮氧化物還原。第二，將鍋爐內(nèi)燃燒空間同樣分為兩個(gè)部分，不同的燃燒區(qū)域使用不同的氧濃度。在爐底，主要的燃燒區(qū)域，控制這里的溫度，使空氣供給不足，可以形成缺氧燃燒的情況，抑制氮氧化物的形成。然后由煙流驅(qū)動(dòng)燃燒物進(jìn)入富氧區(qū)（通過燃燒器噴嘴的二次進(jìn)風(fēng)口），在富氧區(qū)燃燒完成，有效抑制氮氧化物的形成，進(jìn)風(fēng)口溫度可以調(diào)節(jié)溫度;第三，為了使效果更加顯著，可以將以上方法結(jié)合，即將煙氣循環(huán)與空氣混合，再分級(jí)進(jìn)人鍋爐控制燃燒溫度和氧氣濃度。

2鍋爐燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置對(duì)硫化物的影響與控制2.1硫化物的生成機(jī)理

鍋爐燃燒器中通過燃燒產(chǎn)生的硫化物主要是指二氧化硫和三氧化硫這兩種，鍋爐燃燒器的燃料中的含硫物質(zhì)，主要存在形式可以分為3種，即有機(jī)硫、硫鐵礦硫和硫酸鹽硫。在鍋爐燃燒的高溫作用下，燃燒物與空氣中的氧生成二氧化硫，或者與富氧進(jìn)一步生成三氧化硫。

2.2針對(duì)硫化物燃燒器結(jié)構(gòu)與布置安排

針對(duì)硫化物的高溫燃燒來說，我們主要通過干法脫硫技術(shù)來進(jìn)行相應(yīng)的燃燒器結(jié)構(gòu)的布置，主要是包括了以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：第一，大多數(shù)鍋爐都要將燃燒物磨制成粉，同樣可以同時(shí)將石灰石磨成粉，然后與煤粉一起通過燃燒器通入爐內(nèi)。煤粉燃燒時(shí)，將熱量傳遞給石灰石粉末，石灰石粉末在高溫作用’下生成氧化鈣，氧化鈣繼續(xù)與生成的二氧化硫反應(yīng)生成固體化合物。值得注意的是，石灰石粉的顆粒大小要根據(jù)燃燒溫度而定，過粗的粉末易下沉，不利于充分吸收燃燒物中的二氧化硫，且會(huì)對(duì)燃燒器造成磨損，而過細(xì)的石灰石粉則會(huì)增加運(yùn)行的成本。第二，對(duì)于石灰石脫硫，同樣可以采用在不同的燃燒空間分級(jí)噴鈣的方式。石灰石粉可以利用回收的煙氣注入爐內(nèi)，既不降低爐內(nèi)溫度，又達(dá)到輸送石灰石粉的目的，燃燒過程中產(chǎn)生的硫化物就固定在了固體材料中。第三，我們可以結(jié)合使用著兩種方法，石灰石與煤在燃燒器端混合時(shí)，煤燃燒時(shí)釋放出大量熱能，使石灰石粉分解更充分，產(chǎn)生更多氧化鈣，更有利于硫化物的實(shí)時(shí)吸收。在燃燒過程中，噴鈣有利于二氧化硫的進(jìn)一步吸收，使?fàn)t膛出口煙氣污染物含量降至最低。

3結(jié)束語.

綜上所述，隨著環(huán)境保護(hù)相關(guān)的需求逐漸增加，我們就需要加強(qiáng)相應(yīng)的鍋爐燃燒器的改造技術(shù)來實(shí)現(xiàn)燃燒污染物的降低。這就需要我們針對(duì)不同燃燒污染物的種類，來分別進(jìn)行相應(yīng)的鍋爐改造和布置，主要可以通過鍋爐燃燒器的煙氣再循環(huán)、分級(jí)燃燒以及干法脫硫技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒中污染物排放的降低。

參考文獻(xiàn)

[1]王雷.電廠鍋爐低氮燃燒器改造項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2016.

[2]徐寧.關(guān)于京隆電廠低氮燃燒器改造的研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2015.

[3]孫鐵朦.氮氧化物的形成及控制技術(shù)[D].長沙：中南大學(xué)，2017.

[4]王洪濤，楊林等.高水分褐煤鍋爐燃燒器擺動(dòng)對(duì)爐內(nèi)燃燒的影響[J].華北電力技術(shù)，2009（11）：123.