我國的煤炭產(chǎn)量高居世界第一，故燃煤火力發(fā)電是我國主要的發(fā)電形式．據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國約80qo的電力能源、70%的工業(yè)燃料、60%的華工原料、80%的供熱和民用燃料都來自煤。研究發(fā)現(xiàn)每燃燒1t煤就產(chǎn)生約8—9kg氮氧化物，所以燃煤鍋爐是我國氮氧化物污染的主要污染源之一。由于鍋爐排煙中的氮氧化物會造成酸雨和光化學(xué)煙霧，對人類健康乃至整個生態(tài)系統(tǒng)的危害相當(dāng)大，故對其排放量的控制已引起全球范圍的普遍重視。因此現(xiàn)在電站從保護(hù)環(huán)境和自身利益考慮已經(jīng)開始非常注重控制NOx的排放。富通新能源生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
降低NOx排放現(xiàn)在已經(jīng)有了很多方法，但對電廠來說最經(jīng)濟(jì)和快捷的方法還應(yīng)該是燃燒調(diào)整。燃燒調(diào)整通常是通過調(diào)整影響NOx生成的因素，如過量空氣系數(shù)，風(fēng)粉配比，風(fēng)量配比等，以達(dá)到在燃燒過程中把NOx的生成量降到最低并且不損失鍋爐效率。通過對某電廠1025Uh鍋爐進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析了NOx排放量與電站鍋爐運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系，以指導(dǎo)鍋爐的低NOx運(yùn)行。
一、設(shè)備簡介
哈熱電廠300MW機(jī)組鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限公司按引進(jìn)美國燃燒公司技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐，配300MW機(jī)組．鍋爐型號為HG-1025/17.5-YM36．平衡通風(fēng)，采用BBD4060B型雙進(jìn)雙出式鋼球磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)，單爐膛。四角切圓燃燒方式。
鍋爐采用一次風(fēng)正壓直吹系統(tǒng)，配有3臺BBD4060B雙進(jìn)雙出球磨機(jī)，分別對應(yīng)六層燃燒器，燃燒器采用四角布置，同心切圓燃燒方式。燃燒器噴嘴結(jié)構(gòu)一次風(fēng)四周通以周界風(fēng)，一、二次風(fēng)間隔布置，每角燃燒器風(fēng)箱分成13層、頂部附加分離式SOFA兩層噴嘴消旋和控制NOx的排放量，周結(jié)風(fēng)用已冷卻一次風(fēng)噴嘴并控制燃料著火點(diǎn)，為了改善著火性能、提高火焰的穩(wěn)定性，燃燒器采用上下濃淡分離寬節(jié)比WR煤粉噴嘴及同心切圓燃燒方式，這樣不僅能使煤粉完全燃燒，同時也減少了煤粉氣流對水冷壁的沖刷，減輕了爐膛的結(jié)焦。本燃燒器采用CE傳統(tǒng)的大風(fēng)箱結(jié)構(gòu)，由隔板將大風(fēng)箱分割成若干風(fēng)箱，在各風(fēng)室的出口處布置數(shù)量不等的燃燒器噴嘴，頂部燃盡風(fēng)室可作上30°，下5°的擺動，一次風(fēng)嘴可上下擺動各200,二次風(fēng)噴嘴可作上下各30°的擺動，已此來改變?nèi)紵行膮^(qū)的位置，調(diào)節(jié)爐膛各輻射受熱面的吸熱量，從而調(diào)節(jié)再熱汽溫。每只燃燒器共有6種16個風(fēng)室15個噴嘴。其中頂部燃盡風(fēng)室二個，上部空氣風(fēng)室一個．煤粉風(fēng)室6個．油風(fēng)室三個。根據(jù)各風(fēng)室的高度不同，布置數(shù)量不等的噴嘴。頂部燃盡風(fēng)室，每個風(fēng)室布置一個噴嘴。為了防止?fàn)t膛結(jié)焦，采用較小單只噴嘴熱功率，煤粉噴嘴的周界風(fēng)為非對稱型式，在噴嘴出口的向火面為小周界風(fēng)量，背火面為大周界風(fēng)．其目的是增加水冷壁附近的氧化性氣氛，防止燃燒器區(qū)域結(jié)焦。同時，在燃燒器上下各設(shè)有50mm高的防焦風(fēng)．采用燃燒器分組拉開式布置及合理配風(fēng)，形式，可有效的控制NOx排放量。本煤粉燃燒器采用WR寬調(diào)比煤粉燃燒技術(shù)，有利于保證及時著火及燃燒穩(wěn)定，確保及時燃盡，能有效抑制NOx排反放，保證鍋爐效率。
二、試驗(yàn)
1．試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)依據(jù)是中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB10184-88《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》、此電廠《300MW鍋爐運(yùn)行規(guī)程》和《電業(yè)安全工作規(guī)程》（熱力機(jī)械部分）。
2.試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。在A、B空預(yù)器出口矩形煙道垂直段中利用網(wǎng)格法進(jìn)行煙氣分析和溫度的測量；使用空預(yù)器出口與電除塵入口水平段中的飛灰取樣器確定飛灰含碳量；從爐底灰池人工采集爐渣并縮分，作為爐渣代表樣；原煤在試驗(yàn)開始前在給煤機(jī)出口處進(jìn)行采樣；煤粉在給粉機(jī)插板門附近的取樣口取得，所取樣品立即送到化學(xué)進(jìn)行分析化驗(yàn)，以保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和及時性；另外，留取所有試驗(yàn)工況下原煤進(jìn)行元索分析；鍋爐主要運(yùn)行參數(shù)采用人工抄表。
3．試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)結(jié)果。對于燃煤鍋爐來說，影響NOx生成的因素非常復(fù)雜，主要包括3個方面：①煤種：包括煤的種類、揮發(fā)分、含氮量、發(fā)熱值等；②爐膛結(jié)構(gòu)：包括爐型、燃燒器結(jié)構(gòu)、爐膛熱負(fù)荷；③運(yùn)行工況：包括一次風(fēng)速、煤粉濃度、二次風(fēng)配風(fēng)方式、煤粉細(xì)度、各層煤粉濃度分配、入爐總風(fēng)量、燃盡風(fēng)、鍋爐負(fù)荷等。本試驗(yàn)主要是通過改變運(yùn)行工況來降低NOx的生成量，為了確定其中各個因素對NOx排放的影響，試驗(yàn)采用單因素輪換法（即在改變某一工況參數(shù)試驗(yàn)時，其他可調(diào)參數(shù)保持不變）。(1)一次風(fēng)速對NOx的影響。改變一次風(fēng)速是指在負(fù)荷為270MW時，保持其他參數(shù)都不變時，只改變一次風(fēng)風(fēng)壓來調(diào)整一次風(fēng)速。從圖l中可以看出．NOx排放量隨著一次風(fēng)速提高而增加。因?yàn)樵诿悍廴紵髦校淮物L(fēng)對外圍空氣會產(chǎn)生卷吸和引射作用，形成回流區(qū)域，一次風(fēng)速提高，回流量明顯增加，回流區(qū)由于卷吸的附近高溫?zé)煔夂性S多CH基團(tuán)，它對NOx起到還原作用，所以回流區(qū)實(shí)際是高溫還原區(qū)，一次風(fēng)速增加，還原區(qū)加長，NOx減低；但對上部的燃燒器而言，一次風(fēng)速增加，著火熱增加，著火推遲．NOx增加，綜合起來考慮．NOx排放是隨一次風(fēng)速增加而增加的。但一次風(fēng)速太低會使鍋爐效率降低，因此對于此鍋爐有一個最佳的一次風(fēng)速，通過試驗(yàn)分析．得出最佳值在23 m/s左右。
(2)二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx影響。保持總的送風(fēng)量不變，一次風(fēng)門的開度不變，只改變二次風(fēng)門和頂部SOFA的開度來改變二次風(fēng)的送風(fēng)方式。采用倒寶塔型送風(fēng)方式NOx排放量最少．但是倒寶塔送風(fēng)下部風(fēng)量較小，容易使灰渣損失增大，而且很容易產(chǎn)生燃燒不盡：而采用縮腰送風(fēng)時，因?yàn)橹魅紵鲄^(qū)域的氧濃度降低．既能降低主燃燒區(qū)域的火焰溫度，又能抑制燃料氮形成的中間產(chǎn)物與氧的化合，從而降低了NOx的排放量。綜合考慮，還是采用腰送風(fēng)為最佳的送風(fēng)方式。
(3)過量空氣系數(shù)對NOx的影響。過量空氣系數(shù)是通過改變送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量來調(diào)整的，用空氣預(yù)熱器出口的煙氣含氧量來控制，保持各風(fēng)門開度不變。試驗(yàn)在270MW負(fù)荷下進(jìn)行。從圖2可以看出，隨著過量空氣系數(shù)增加，NOx排放量呈單調(diào)增加趨勢，這是因?yàn)槿紵齾^(qū)域氧量增加，爐內(nèi)溫度升高，熱力NOx生成量增加；同時，燃燒區(qū)域氧濃度的增加也為燃料氮的中間產(chǎn)物與氧反應(yīng)提供了可能性，燃燒NOx的生成量隨之增加，所以總的NOx排放量增加。
(4)鍋爐負(fù)荷對NOx的影響。機(jī)組負(fù)荷的影響，實(shí)際是氧濃度、爐膛溫度等多種因素的綜合影響。鍋爐負(fù)荷降低時爐膛溫度也下降，一般情況下當(dāng)負(fù)荷降低不多時，運(yùn)行氧量變化不大，因此NOx的排放濃度也下降。但是，在大多數(shù)情況下，爐膛氧量比爐膛溫度的影響更大。試驗(yàn)證明，在鍋爐負(fù)荷降低的過程中，只有當(dāng)爐膛內(nèi)氧量和火焰附近氧量變化不大時．NOx的排放濃度才會隨著爐膛溫度的降低而降低。有的鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時氧量明顯增大．NOx排放濃度不但不降低，反而會增加。在此試驗(yàn)中，鍋爐負(fù)荷對NOx的排放量影響不是很大，因?yàn)殡S著負(fù)荷的降低，爐溫降低，其中熱力型NOx減少，而此時過量空氣系數(shù)增大，使燃料型NOx增大，所以總的NOx排放量變化不是很明顯。
(5)燃盡風(fēng)量對NOx的影響。由試驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)看出，對頂部SOFA的開度增加或減小對NOx的排放量沒有很明顯的影響，主要原因是國內(nèi)大風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)限制了過燃風(fēng)離開主風(fēng)口的距離和過燃風(fēng)風(fēng)速，從而使過燃風(fēng)擋板開度對NOx的排放并無明顯影響。
(6)各層煤量分配對NOx的影響。當(dāng)煤粉上少下多時，降低了火焰中心位置．延長了煤粉在還原區(qū)的停留時間，可以使NOx排放量降低。
(7)煤粉細(xì)度對NOx的影響。在不考慮低NOx燃燒的情況下，煤粉越細(xì)NOx越高。但在分級情況下進(jìn)行，由于煤粉變細(xì)，表面積加大，對NOx的還原增強(qiáng)，所以NOx是降低的。
3、結(jié)論
(1)一次風(fēng)速對NOx的排放置有影響，綜合考慮NOx的排放和鍋爐運(yùn)行效率，其有一個最佳～次風(fēng)速。二次風(fēng)的配風(fēng)方式推薦使用縮腰送風(fēng)為佳，開大上部燃盡風(fēng)門，對NOx的排放影響不是很明顯：增加送風(fēng)量，NOx的排放量單調(diào)增加，負(fù)荷降低，爐內(nèi)過量空氣系數(shù)增加，NOx增加，但過量空氣系數(shù)過低，會影響鍋爐的運(yùn)行效率；煤層分配采用上少下多的方式，并且提高煤粉細(xì)度也對降低NOx和提高效率有明顯的好處；磨煤機(jī)投運(yùn)，采用相鄰運(yùn)行比隔層運(yùn)行對NOx生成的影響較明顯。
(2)推薦運(yùn)行方式：維持最佳送風(fēng)量、最佳一次風(fēng)速，二次風(fēng)為縮腰配風(fēng)：煤層分配采用上少下多的方式：適當(dāng)提高煤粉細(xì)度：磨煤機(jī)運(yùn)行采用鄰磨運(yùn)行。利用此運(yùn)行方式。NOx的排放量降低到490mg/m3，比原來降低了約30%。富通新能源生產(chǎn)銷售的生物質(zhì)鍋爐以及木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
