電廠直吹式鍋爐降NOx燃燒技術研究

楊 軼（四川廣安發(fā)電有限責任公司，四川 廣安 638000）

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電廠直吹式鍋爐降NOx燃燒技術研究

楊 軼
（四川廣安發(fā)電有限責任公司，四川 廣安 638000）

摘 要：隨著環(huán)境污染的問題越來越嚴重，國家對發(fā)電廠的環(huán)保要求也變得更高，所以使得發(fā)電廠的鍋爐燃煤技術對于氮化物的排放標準也越來越嚴格。這就使得發(fā)電廠在保證鍋爐維持生產、提高效率的情況下，需要不斷改進技術，加強管理，把NOx的排放量控制在一定的范圍內，達到國家的環(huán)保要求。本文通過對直吹式鍋爐降低NOx燃燒技術的研究分析，結合實際情況，提出一些技術改進的意見和建議，以期提高鍋爐的燃燒效率，降低NOx的排放量。

關鍵詞：直吹式鍋爐；NOx；燃燒技術

隨著國家對節(jié)能環(huán)保技術的大力提倡，各火力發(fā)電廠也開始積極響應國家的政策號召，對于自身的鍋爐生產設備進行技術改進，設備升級，來提升煤炭燃燒的利用效率，降低NOx的排放量，使得電廠節(jié)能環(huán)保的要求達標。眾所周知，現(xiàn)在很多發(fā)電廠采用正壓直吹式鍋爐，通過對制粉系統(tǒng)成以及燃燒器等部件的改裝升級，提高鍋爐的燃燒效率以及控制NOx排放量，達到節(jié)能環(huán)保的目的。由于這種鍋爐在使用過程中，常出現(xiàn)磨煤機出力少、石子煤量多等弊端，不僅影響鍋爐的有效運行，而且還使得鍋爐在燃燒過程中，容易產生大量的NOx氣體排放，造成嚴重的環(huán)境污染，所以需要通過不斷地改進技術，加強管理，實現(xiàn)節(jié)能減排的要求。

一、鍋爐在燃燒過程中出現(xiàn)的問題

為了降低NOx的排放率達到節(jié)能環(huán)保要求，而且還要在保障安全生產的前提下，這就需要直吹式鍋爐在燃燒煤炭的過程中，調整好各方面的因素，實現(xiàn)污染低、效益高的目的。目前存在的現(xiàn)實矛盾是，為了確保鍋爐生產的經(jīng)濟效益，需要盡可能提高鍋爐的燃燒溫度，但是溫度過高就會導致NOx的排放量提升。解決這些問題需要調整好鍋爐的各項技術，而且還需要在包括燃燒器在內的各個方面進行改進。在保障燃燒效率的前提下，進一步改進設備，通過提高煤粉濃度等措施，降低NOx的排放。

二、鍋爐在燃燒過程中產生NOx的原因

一般情況下，NOx產生的原理是空氣中的氮氣在高溫的條件下，與氧氣進行化學反應產生NOx，同時煤炭中的一些固態(tài)的氮化物在高溫的條件下，經(jīng)過一系列的反應也會產生大量的NOx氣體。當發(fā)電廠直吹式鍋爐在燃燒過程中，就會產生大量的NOx氣體，并且固態(tài)的氮化物存在于煤炭中，經(jīng)過高溫分解后，產生的化合物HCN和NHi與氧氣發(fā)生化學反應也會產生大量的NOx氣體，這些都是發(fā)電廠產生大量NOx這種氣體的主要原因。通過對于產生NOx氣體的原因分析，我們就可以尋找到相關的技術變革，降低在燃燒過程中的NOx氣體產生，實現(xiàn)降低污染的目標。

三、燃燒器的使用

燃燒器是將煤炭等燃料和空氣輸進鍋爐進行混合燃燒的一種裝置，這種裝置一般在使用過程中，配備不同的裝置，可以采用多種不同的技術對燃燒過程中產生的NOx氣體具有抑制作用，達到減排的效果。

1. 濃淡分離技術的應用

在煤炭輸送過程中，利用裝置的擋塊對煤炭進行撞擊，實現(xiàn)煤粉濃淡分離。煤粉濃度的調整可以運用擋塊高度實現(xiàn)多個檔次的區(qū)分，各個檔次的濃淡分離效果也是不同的，這樣就可以對煤粉濃度進行調節(jié)。采用濃淡分離技術，不僅可以實現(xiàn)濃淡分離燃燒，而且提高煤粉濃度，達到降低NOx氣體排放的效果。

2. 預熱技術的應用

利用擋塊，實現(xiàn)濃淡分離，再在煤粉出口處加裝一個預加熱裝置，在煤粉進入爐體前，從底部進行加熱，確保煤粉進入爐膛不需要高溫的前提下，達到預熱的目的。這樣就不需要在爐膛區(qū)域將溫度提升太多，就能實現(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的產生。

3. 配風技術的應用

燃燒器的功能可以根據(jù)含氮量的變化，進行靈活配風。在鍋爐內的煤炭因為質量參差不齊，這就需要在配風的過程中，調整好風量大小，確保煤炭燃燒率提升，就可以降低NOx氣體的產生量。所以配風技術的應用，也是可以降低氧化氮氣體的產量，達到節(jié)能環(huán)保的效果。

四、通過各個環(huán)節(jié)的技術改進，降低氧化氮氣體排放

從煤炭的爐前摻配，分磨制粉，爐內混燒這一系列的過程和環(huán)節(jié)中，都有很多地方，可以在保證安全生產的前提下，進一步進行改進，逐步總結出一些控制NOx排量的技術。

1. 控制鍋爐的含氧量

從氧化氮這種氣體在爐內生成的原因分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)，無論是氮化物還是氮氣都需要在有氧的情況下，才能產生各種氧化氮氣體，由此可見，只要控制好鍋爐內部的氧氣含量，就可以在燃燒時，不僅可以保證燃燒效率，而且可以降低NOx的產生。

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，派遣技術人員檢測在燃料中氮的質量分數(shù)達到一定的標準后，對煤粉進行爐前摻配，這也是有效抑制NOx產生的方法。

3. 分級配風

利用燃燒器的配風裝置，根據(jù)爐內的含氧量高低來組織配風。當含氮量低于通常的要求值時，可以用常規(guī)配風來促進燃燒，而爐內含氮量高于通常的要求值時，可以實施分級配風的方式，降低含氧量，抑制NOx氣體的產生。

4. 預熱

制粉系統(tǒng)出口處注意消防安全的前提下，加裝一個預加熱裝置，在煤粉進入爐體前，從底部進行加熱，提升煤粉進入爐內前的溫度，這樣更加便于燃燒，提高煤炭在爐內的燃燒效率，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. 大風箱與爐膛差壓的合理調整

經(jīng)過相關的檢測，在一般情況下，調整二次風箱與爐內差壓至少保證在600Pa以上；當負荷達到90%左右的時候，二保證次風箱與爐膛差壓大約在1000Pa，這樣在燃燒過程中，經(jīng)過測試，通過數(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. 反切風的使用

一般情況下，反切風都是需要調小的，除非用于調整熱偏差的時候，才可以調大使用。因為反切風在使用過程中，可能會導致爐內剩余的氮氣和氧氣，在燃燒未盡的條件下，發(fā)生氧化反應，導致NOx的產生。

7. 設置監(jiān)測裝備

在整個煤粉摻和、運輸?shù)倪^程中，做好監(jiān)測工作，提前在重要位置安裝監(jiān)控裝置，確保在運輸生產過程中，恰當掌握風和煤的搭配關系，及時調整好其他裝置的配套使用，更好地實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

8. 燃燒器的維護

在安全生產的各個環(huán)節(jié)，都要進行定期維修和保養(yǎng)，確保在工作狀態(tài)下的各種機器設備都能快速高效地運轉，這樣就可以在使用的過程中，提升煤炭在爐內的燃燒效率，大大地降低氧化氮氣體的產生，降低了污染氣體的排放，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目標。

以上各種技術的運用，僅僅是在原有裝置的基礎上，做出進一步的改進，提升煤炭的燃燒效率，降低污染氣體的排放，并沒有從更新技術和設備的角度闡述，只能算是簡單的小補小修，作用也是非常有限。如果有的發(fā)電廠在條件允許的情況下，可以繼續(xù)引進更先進的技術和設備，在鍋爐的尾部煙道加裝脫硝裝置，把粉煤燃燒形成的NOx轉化成無害的氮氣和有用的氮肥，全面提升環(huán)保要求，那效果就更好了。

結論

由于改革開放以來，我國經(jīng)濟一直處于快速發(fā)展狀態(tài)，經(jīng)濟的發(fā)展需要大量的能源來提供保障，所以造成的環(huán)境污染就越來越嚴重。根據(jù)相關部門的權威統(tǒng)計，我國70%的氧化氮氣體來自于煤炭的燃燒，而其中一大半來自于火電發(fā)電。這些年來，人們的環(huán)保意識逐漸增強，一方面尋找和開發(fā)新的能源，另一方面對于傳統(tǒng)的能源，進行技術革新，開展節(jié)能減排運動，在應用方面積也的確積累了豐富的經(jīng)驗，但是不改變傳統(tǒng)的能源消費結構，或者對原有的技術進行徹底的革命，污染始終不能從源頭杜絕污染。因此，對煤粉鍋爐燃燒技術的進一步研究，不可避免，前面的道路依舊很漫長，需要廣大煤電行業(yè)的科技人員繼續(xù)努力。

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