關于低氮燃燒技術在循環流化床鍋爐上的應用研究

張海濱

摘 要：本文從低氮燃燒改造技術與工藝方面說明了低氮燃燒技術在循環流化床鍋爐上的應用方法，并研究了減少循環流化床鍋爐的氮氧化物的措施，說明了在循環流化床鍋爐中應用低氮燃燒技術的現實意義。

關鍵詞：低氮燃燒技術；循環流化床；應用措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.029

0 前言

為了順應可持續發展的要求、減少環境污染，需要改造鍋爐的煙氣凈化系統以減少鍋爐煙氣的排放，其中低氮燃燒技術在減低循環流化床鍋爐煙氣的方面表現突出，研究其技術應用的途徑可以實現減少煙氣排放的目標。

1 在循環流化床鍋爐應用低氮燃燒技術的意義

隨著經濟的快速發展，給能源與環境造成的壓力逐漸增加，因此，我國提出了可持續發展的戰略目標，在社會經濟發展的同時也要注意保護環境的問題，為了順應時代發展的新要求，工業企業要求嚴格按照相關標準來進行污染物的排放，并不斷研究新型的燃燒技術，從根本上減少污染物的產生。在研究過程中實驗得出氮氧化物為工業排放污染物中主要的物質之一，因此要采取措施以減少氮氧化物的排放可以有效的實現工業生產節能減排的目標。循環流化床是一種具備高效、清潔等優點的燃燒技術，當前已經被廣泛的應用于許多發電企業中，并且企業還應用了SNCR脫硝系統與低氮燃燒技術相結合的方式來有效的實現減少污染物排放的目標。

2 低氮燃燒技術在循環流化床鍋爐上的應用

（1）低氮燃燒改造技術。1）降低空氣過量值。在改造低氮燃燒技術時首先技術人員要保證循環流化床鍋爐的安全運行，再采取相應的手段以減少燃燒過程中出現的氮氧化物。燃料的燃燒需要空氣，為了有效的減少氮氧化物的產生可以通過減少空氣的過量值來控制與燃料的氮元素反應后所產生的氧氣的量。但值得注意的是當通入燃燒的空氣量過小時，則不能滿足正常燃燒的條件，由此得知，在燃料燃燒時控制通入適當的空氣量是保證燃料得以完全燃燒的關鍵，同時還可以減少氮氧化物的產生[1]。2）利用分階段、分量的方法通入空氣。在燃料燃燒的過程中如果出現局部溫度過高或者氧氣含量過多都會導致氮氧化物的產生，為了解決這一問題可以利用分階段或者分量的方法向內通入空氣。在燃料預燃時，需要保證燃料在燃燒初期階段保持過高的濃度，以有效的減少氮氧化物的產生，因此需要在此階段通入少量的空氣，同時這一方法還能夠防止燃料燃燒過快導致局部溫度過高的問題出現。當發現燃料在燃盡時可以再次通入適量的空氣，保證燃料得以充分的燃燒，避免出現熱能損耗的問題，因此分量通入空氣的方法有效的控制了在燃燒過程中氮氧化物的生成，進而減少了污染物、煙氣的排放，實現保護環境的目的，提高循環流化床鍋爐的經濟效益。

（2）低氮燃燒改造工藝。1）控制燃煤顆粒度。影響氮氧化物生成量以及循環流化床鍋爐運行效率的原因主要是由于不合理的燃燒、不科學的二次風分配以及爐膛溫度過高等因素造成的，導致鍋爐排放的NOX含量過多。因此可以對低氮燃燒技術進行技改，首先控制入口的燃煤粒度，為了降低鍋爐的一次風使用量需要保證10mm以內的燃煤粒度進入鍋爐。2）科學、合理的分級二次風。在合理控制燃煤顆粒度后要合理的分級二次風，可以對二次風系統進行改造，拆除原有的分級配風裝置，改變二次風噴嘴的大小及位置，以便于可以根據鍋爐的燃燒情況隨時進行調節，實現對二次風的科學分配。合理的分級二次風是控制NOX 生成的有效途徑之一。3）改造流化床。傳統的循環流化床鍋爐在一次風系統的設計上普遍系數過大，不能減少氮氧化物的產生，因此需要對流化床進行改造，提高自身布風的均勻性，并有效的控制一次風的空氣系數降低流化床的床溫來減少氮氧化物的生成。技術人員可以利用布風板，并應用迷宮式的風帽有效的發揮布風板的作用，保證布風板具有較高的均勻性可以減少床壓波動的頻率與次數進而減低燃料層的溫度。

（3）減少循環流化床鍋爐的氮氧化物的具體措施。1）SNCR脫硝系統運行時應注意的問題。影響SNCR系統運行效率的原因主要有以下四點：一是鍋爐的低負荷運行導致系統脫硝效率較低，二是運行過程中消耗了大量的氨水，不僅使脫硝率降低還導致系統運行成本增加。通常情況下系統所使用的氨水為工業氨水，且濃度在20%左右，并與工藝水混合稀釋使濃度為5%，再利用噴槍在鍋爐中進行脫硝，在此過程中會因為混合壓力不足等原因導致工業氨水沒有稀釋到脫硝系統運行的標準，出現氨水消耗過多、運行成本過高的問題。三是正常情況下循環化流床鍋爐的SNCR系統運行的溫度在850℃，在此溫度下可以保證較高燃料氮的轉化率與脫硝效率。但是有時系統的反應處較為敏感，無法有效的控制系統運行溫度。四是系統運行過程中氨逃逸率偏高。2）提高SNCR脫硝體統運行效率的措施。為了解決上述問題，延長循環流化床鍋爐的使用壽命，技術人員可以采取以下措施：首先增加旋風分離器的運行效率，進而提高其循環倍率。通過改變旋風分離器的高寬比、進口風速以及中心筒的安裝深度來提高分離器的運行效率。其次可以改善脫硝噴槍的霧化效果、更換噴槍設備、調整空氣壓力等方法來提高脫硝系統的運行效率。因此改變空氣系數、優化布風板的布置、改造二次風入風的位置等均可以有效的降低氮氧化物的排放量。針對于循環流化床鍋爐來說可以利用低氮燃燒技術降低廢物排放并進一步應用SNCR脫硝系統來減少NOX 的排放，進而使循環流化床鍋爐的排放達到環保要求的指標[2]。

3 總結

綜上所述，在循環流化床鍋爐中應用低氮燃燒技術不僅可以減少運行成本還可以降低煙氣的排放，進而實現保護環境的目的，在保障用戶經濟效益的基礎上又帶來了社會效益。為了充分發揮低氮燃燒技術的作用，需要技術人員不斷的根據循環流化床鍋爐的內部結構及燃燒方式來改進低氮燃燒技術。

參考文獻：

[1]劉偉，黃夢瑩.低氮燃燒技術在循環流化床鍋爐上的運用[J].中國戰略新興產業，2018（44）：145.

[2]吳劍恒，陳文強，高瑞峰.燃燒優化控制技術在循環流化床鍋爐上的應用與效果[J].工業鍋爐，2010（01）：32-35.