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降低氮氧化物的通用措施及运行中的实际措施

点击次数:440  发布时间:2021-04-22
  降低氮氧化物的通用措施:
 
  1、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成N0x,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率控制NOx排放总量,可采取:
 
  (1)减少燃烧的过量空气系数;
 
  (2)控制燃料与空气的前期混合;
 
  (3)提高入炉的局部燃料浓度。
 
  2、热力型NOx:是燃烧时空气中的N2和02在高温下生成的NOx,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOx的生成,可采取:
 
  (1)减少燃烧高温度区域范围;
 
  (2)降低锅炉燃烧的峰值温度;
 
  (3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。
 
  具体来说,就是在保证锅炉燃烧安全的前提下,采取以下措施来减少氮氧化物的生成:(1)低过量空气燃烧:低氧燃烧,运行中控制氧量3%左右运行
 
  (2)空气分级燃烧:空气分级燃烧是将燃烧过程分阶段完成。第1阶段:将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总空气量的70%-80%,相当于理论空气量的80%,此时过量空气系数a<1,使燃料先在缺氧条件下燃烧,在还原性气氛中降低的Nox的反应速率,抑制了在这一燃烧区中的生成量。第2阶段:为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口SOFA(overfireair)---称为”燃尽风”(俗称火上风)喷口送入炉膛,与第1级燃烧区在”贫氧燃烧”条件下所产生的烟气混合,在a>1的条件下完成全部燃烧过程。燃烧器改造后,燃尽高度为14m,较改造前增加1.6m,火焰中心位置有所提高,烟温,汽温升高。
 
  (3)燃料分级燃烧:所有一次风设计喷口为上下浓淡分离形式,中间加装较大的稳燃钝体形式,浓淡燃烧除可降低NOx外,还可对煤粉稳燃、提前着火有积极作用。同时钝体能优先增加卷吸的高温烟气量,进一步强化稳燃。在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物C0、H2、C和CnHm时,会发生NO的还原反应,重新还原为N2。利用这一原理,将主要燃料送入第1级燃烧区,在a>1条件下,燃烧并生成N0,送入一级燃烧区的燃料称为一次燃料,其余15~20%的燃料则在主燃烧器的上部送入二级燃烧区,在a<1的条件下形成很强的还原性气氛,使得在一级燃烧区中生成的NOx在二级燃烧区(再燃区)内被还原成氮分子,送入二级燃烧区的燃料又称为二次燃料,或称再燃燃料。在再燃区中不仅使得已生成的NOx得到还原,还抑制了新的NOx的生成,可使NOx的排放浓度进一步降低。在采用燃料分级燃烧时,为了有效地降低NOx排放,再燃区是关键。因此,需要研究在再燃区中影响NOx浓度值的因素。
 
  (4)烟气再循环
 
  目前使用较多的还有烟气再循环法,它是在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接送入炉内,或与一次风或二次风混合后送入炉内,这样不但可降低燃烧温度,而且也降低了氧气浓度,进而降低了NOx的排放浓度。但是,在现有设备没再循环就得进行设备改造,还是进行经济性和安全性比较后才能实施。
 
  (5)低Nox燃烧器:采用的双尺度低NOx燃烧技术
 
  降低氮氧化物的运行中的实际措施:
 
  煤粒在炉内的燃烧过程可以分成三个阶段:初始阶段,温度低,反应十分缓慢;挥发分析出着火燃烧阶段,温度急剧升高;焦炭燃尽阶段,氧气浓度减少,氧化反应减慢。三个阶段的NOx的生成或分解反应有所不同:第1阶段,NOx的生成或分解都很少;第二阶段,温度很高,浓度过大,N0x的生成和分解都进行的很快,但N0x的生成反应要快得多,因而NOx浓度急剧增加,也有部分NOx转变成N2,当炉温达到高值时,N0x浓度也达到最大值;第三阶段,进人焦炭燃尽阶段,氧浓度减少,这时虽然不断的生成焦炭N0x,但是,已经生成的N0x中有部分被焦炭还原分解生成N,而逐渐减少。因此减少燃烧初期氧的供入可降低氮氧化物。
 
  而在正常运行中我们发现二次风门倒三角配风方式NOx排放量低,而正三角配风方式NOx排放量高。这种现象可以这样解释:采用倒三角配风方式,在主燃烧区域,锅炉氧量相对较低,因此燃烧的火焰温度也要相对低一些,热力型NOx和燃料型NOx的生成量都减少;在燃烧器上部SOFA燃尽区域送入过量的空气,有助于燃料燃尽,这种配风方式飞灰可燃物是低的,而且该区域不是主燃烧区域,火焰温度比较低,即使该区域氧量比较大,NOx的生成量也不会增大,因此,总的NOx排放量比较低,这也说明顶部SOFA挡板的投入确实能减少NOx的生成量;由于燃烧区域下部送入风量比较少,对进入炉膛的煤粉顶托能力不够,致使炉渣可燃物含量比较大。采用正三角配风方式,锅炉的主要风量都从炉膛燃烧区域下部送入,使得主燃烧区域氧量比较大,燃烧的火焰温度也相对较高,从而使热力型NOx和燃料型NOx的生成量增加,总的NOx排放量也就增大。但是该配风方式下的炉渣可燃物含量会大大降低。因此可采取以下措施:
 
  (1)低氧燃烧,兼顾汽温,不完全燃烧损失
 
  (2)采用倒三角配风方式,使燃烧初期的氧量尽量降低,即关小下层二次风
 
  (3)关小煤粉层的周界风,可减少燃烧初期氧的供入,但必须保证燃尽风全开保证效率
 
  (4)停运磨煤机后保证较低的氧量,风压可较停磨之前降低0.2Kpa左右,保证入口氮氧化物与停磨前持平
 
  (5)参照总排口NOx值勤调整喷氨量,与脱硫做好准备工作
 
  (6)检查好SCR运行参数,做好定期工作,防止反应层堵或催化剂失效,若参数失灵及时准备检修或第三方人员处理,并做好记录
 
  (7)低负荷(90MW)时在燃烧稳定的情况下送风风压可降至0.8Kpa运行
 
  (8)汽温允许的情况下可稍加大上层转速可降低氮氧化物
 
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