锅炉结构和燃烧器型式对NOx排放浓度的影响
2014-11-10高志芳许永红
高志芳++许永红
摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，人们生活水平的提高，对环境质量也提出了更高的要求。燃煤对环境会造成较大的污染，包括诸多方面的类型，其中NOx是非常重要的一个方面，需要引起人们足够的重视。本文通过一系列的测量数据，分析了锅炉结构和燃烧器型式对NOx排放浓度的影响，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：锅炉结构 燃烧器型式 排放浓度
中图分类号：TK16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0123-01
燃煤会给环境造成多样多样的污染，如烟尘污染、有害气体污染以及热污染等等，其中，非常重要的一个污染项目就是NOx污染。根据相关的统计资料表明，煤的燃烧会造成60%左右的NOx污染，而有超过60%的全国燃煤都来源于火电厂发电用煤。随着时代的发展，电力工业燃煤量越来越大，NOx有着更大的排放量，需要引起足够的重视。
结合NOx的生成机理我们可以得知，燃烧过程以及燃煤锅炉运行参数会直接影响到它的生成量。对于电站燃煤锅炉来讲，有很多因素都会影响到NOx的生成，其中，炉内燃烧过程会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响，因此，就需要进行分析和研究，以便更好的改造燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量得到降低的目的。
1 典型结构型式锅炉的NOx排放浓度测试
通过调查研究发现，我国依然将初期的低NOx燃烧器应用到锅炉当中，NOx燃烧技术比较的简单，主要是分级送风助燃或者煤粉浓淡分离燃烧。某电网从上个世纪九十年代开始了改造工程，将低NOx燃烧技术的机组锅炉投入到运行当中，但是通过测量，依然有着较大的NOx排放量。
我们测试了很多台典型燃煤锅炉NOx排放浓度，锅炉型式多种多样，如墙式燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉、循环流化床锅炉等等。将各类煤种投入到试验当中，如无烟煤、贫煤、烟煤等等。主要选用了两种型式的燃烧器，分别是旋流燃烧器和直流燃烧器。
一是试验方法：结合相关的锅炉性能试验规程，我们将烟气分析仪应用了进来，以便测试NOx排放浓度。将网格法应用到空预器出口烟道的烟气取样中，样品在进入烟气分析仪之前，会经过混合器，之后来测量O2和NOx的排放浓度。每一个试验工况，都需要控制取得的数据在5组左右，然后结合相关的排放标准，对含氧量或者过量空气系数进行修正。
二是燃煤锅炉NOx排放浓度测试数据：为了得出NOx排放浓度受到锅炉结构以及燃烧器型式的影响程度，我们对十几台锅炉进行了测量，这些锅炉有着不同的炉膛结构和燃烧器型式，并且对不同的煤种进行燃烧，得出了一系列的数据。
2 锅炉NOx排放浓度测试数据分析
通过得出的一系列的数据，我们可以得知，锅炉如果有着不同的炉型和燃烧器型式，那么在NOx排放浓度方面，就存在着较大的差异。燃烧方式决定了锅炉结构形式，NOx排放受到炉型的影响，其实，真正的影响因素是炉膛温度和温度分布方式。结果表明，在升高锅炉炉膛平均温度的过程中，会逐渐升高NOx排放浓度，并且NOx排放浓度会受到燃烧器附近煤粉气流着火阶段温度的最大影响。
W火焰锅炉炉膛下部着火区域因为覆盖了一层耐火材料，导致绝热层的形成，那么炉膛的最高温度与煤的理论燃烧温度就非常的接近，可以达到1500 ℃以上的温度，这样就可以有效燃烧那些难以燃烧的无烟煤，同时，在运行过程中，又对省煤器出口氧量进行了较高的控制，这是为了促使煤粉燃尽性能得到提高，炉膛温度较高，空气量较多，那么就导致有较高的NOx排放浓度。W火焰锅炉有着较高的燃烧温度，这样就会生产大量的燃料型NOx，并且在急剧增加的区域也存在着热力型NOx，这样就有着较高的NOx排放浓度。目前，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度。
直流燃烧器以及燃烧贫煤的四角切圆燃烧锅炉，将比较落后的燃烧器以及低NOx燃烧技术给应用了进来，为了能充分的燃烧，在锅炉设计中，有着较高的过量空气系数、截面热温度以及容积热温度，那么燃烧区域就有着较高的燃烧温度，因此，也会有较高的NOx排放浓度，仅仅比W火焰锅炉低。
将直流燃烧器应用到几台燃烧烟煤和褐煤的锅炉中，四角切圆燃烧，有着较低的NOx排放浓度，主要是受到了燃料特性的影响，燃煤挥发分可以达到40%以上。在锅炉设计的过程中，对炉膛温度进行了降低，同时煤有着较好的着火性能，将较低的过量空气系数应用到燃烧过程中，这样就可以对燃料型NOx和热力型NOx的生成量进行降低。另外，在设计过程中，再加上水分和灰分较高，只有较低的炉膛温度水平，同时，将烟气掺加到制粉过程中，促使低氧一次风得以幸存，这样就对煤粉着火过程中NOx的生成量进行了有效的抑制，相较于其他的贫煤锅炉，可以有效降低NOx排放浓度。
循环流化床锅炉有着较低的燃烧温度，这样就可以大大减少热力型NOx的生成量。向燃烧室内分级送入燃烧用风，从布风板来送入一次风，从燃烧室下部锥段来引入二次风，促使燃料型NOx的生成量得到有效降低。同时，因为有NH3、一氧化碳以及未燃焦炭颗粒粗壮乃与流化床锅炉密相区，这样就促使还原反应发生于已经生产的NO上，促使最终NOx排放浓度得到有效降低。相较于其他型式的锅炉来讲，有着较低的NOx排放浓度。
总之，NOx排放浓度会直接受到锅炉炉型的影响，主要因素是炉膛燃烧热温度和温度的分布状态，炉膛温度的升高，会升高NOx排放浓度，如果有着较高的燃烧器区域温度，将会增加燃料型NOx。
3 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知，NOx排放浓度会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响。通过相关的试验我们可以得知，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度；那么为了保护环境，就需要改造采用初级低NOx燃烧技术的燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量降低的目的。
参考文献
[1] 王学栋，程林.大容量燃煤锅炉性能与氮氧化物排放浓度试验研究[J].发电设备，2008，2（6）：123-125.
[2] 沈跃云，高小涛.1000MW机组锅炉NO_x排放浓度与主要运行因数的多元线性回归[J].电力建设，2011，2（8）：43-45.endprint
摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，人们生活水平的提高，对环境质量也提出了更高的要求。燃煤对环境会造成较大的污染，包括诸多方面的类型，其中NOx是非常重要的一个方面，需要引起人们足够的重视。本文通过一系列的测量数据，分析了锅炉结构和燃烧器型式对NOx排放浓度的影响，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：锅炉结构 燃烧器型式 排放浓度
中图分类号：TK16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0123-01
燃煤会给环境造成多样多样的污染，如烟尘污染、有害气体污染以及热污染等等，其中，非常重要的一个污染项目就是NOx污染。根据相关的统计资料表明，煤的燃烧会造成60%左右的NOx污染，而有超过60%的全国燃煤都来源于火电厂发电用煤。随着时代的发展，电力工业燃煤量越来越大，NOx有着更大的排放量，需要引起足够的重视。
结合NOx的生成机理我们可以得知，燃烧过程以及燃煤锅炉运行参数会直接影响到它的生成量。对于电站燃煤锅炉来讲，有很多因素都会影响到NOx的生成，其中，炉内燃烧过程会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响，因此，就需要进行分析和研究，以便更好的改造燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量得到降低的目的。
1 典型结构型式锅炉的NOx排放浓度测试
通过调查研究发现，我国依然将初期的低NOx燃烧器应用到锅炉当中，NOx燃烧技术比较的简单，主要是分级送风助燃或者煤粉浓淡分离燃烧。某电网从上个世纪九十年代开始了改造工程，将低NOx燃烧技术的机组锅炉投入到运行当中，但是通过测量，依然有着较大的NOx排放量。
我们测试了很多台典型燃煤锅炉NOx排放浓度，锅炉型式多种多样，如墙式燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉、循环流化床锅炉等等。将各类煤种投入到试验当中，如无烟煤、贫煤、烟煤等等。主要选用了两种型式的燃烧器，分别是旋流燃烧器和直流燃烧器。
一是试验方法：结合相关的锅炉性能试验规程，我们将烟气分析仪应用了进来，以便测试NOx排放浓度。将网格法应用到空预器出口烟道的烟气取样中，样品在进入烟气分析仪之前，会经过混合器，之后来测量O2和NOx的排放浓度。每一个试验工况，都需要控制取得的数据在5组左右，然后结合相关的排放标准，对含氧量或者过量空气系数进行修正。
二是燃煤锅炉NOx排放浓度测试数据：为了得出NOx排放浓度受到锅炉结构以及燃烧器型式的影响程度，我们对十几台锅炉进行了测量，这些锅炉有着不同的炉膛结构和燃烧器型式，并且对不同的煤种进行燃烧，得出了一系列的数据。
2 锅炉NOx排放浓度测试数据分析
通过得出的一系列的数据，我们可以得知，锅炉如果有着不同的炉型和燃烧器型式，那么在NOx排放浓度方面，就存在着较大的差异。燃烧方式决定了锅炉结构形式，NOx排放受到炉型的影响，其实，真正的影响因素是炉膛温度和温度分布方式。结果表明，在升高锅炉炉膛平均温度的过程中，会逐渐升高NOx排放浓度，并且NOx排放浓度会受到燃烧器附近煤粉气流着火阶段温度的最大影响。
W火焰锅炉炉膛下部着火区域因为覆盖了一层耐火材料，导致绝热层的形成，那么炉膛的最高温度与煤的理论燃烧温度就非常的接近，可以达到1500 ℃以上的温度，这样就可以有效燃烧那些难以燃烧的无烟煤，同时，在运行过程中，又对省煤器出口氧量进行了较高的控制，这是为了促使煤粉燃尽性能得到提高，炉膛温度较高，空气量较多，那么就导致有较高的NOx排放浓度。W火焰锅炉有着较高的燃烧温度，这样就会生产大量的燃料型NOx，并且在急剧增加的区域也存在着热力型NOx，这样就有着较高的NOx排放浓度。目前，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度。
直流燃烧器以及燃烧贫煤的四角切圆燃烧锅炉，将比较落后的燃烧器以及低NOx燃烧技术给应用了进来，为了能充分的燃烧，在锅炉设计中，有着较高的过量空气系数、截面热温度以及容积热温度，那么燃烧区域就有着较高的燃烧温度，因此，也会有较高的NOx排放浓度，仅仅比W火焰锅炉低。
将直流燃烧器应用到几台燃烧烟煤和褐煤的锅炉中，四角切圆燃烧，有着较低的NOx排放浓度，主要是受到了燃料特性的影响，燃煤挥发分可以达到40%以上。在锅炉设计的过程中，对炉膛温度进行了降低，同时煤有着较好的着火性能，将较低的过量空气系数应用到燃烧过程中，这样就可以对燃料型NOx和热力型NOx的生成量进行降低。另外，在设计过程中，再加上水分和灰分较高，只有较低的炉膛温度水平，同时，将烟气掺加到制粉过程中，促使低氧一次风得以幸存，这样就对煤粉着火过程中NOx的生成量进行了有效的抑制，相较于其他的贫煤锅炉，可以有效降低NOx排放浓度。
循环流化床锅炉有着较低的燃烧温度，这样就可以大大减少热力型NOx的生成量。向燃烧室内分级送入燃烧用风，从布风板来送入一次风，从燃烧室下部锥段来引入二次风，促使燃料型NOx的生成量得到有效降低。同时，因为有NH3、一氧化碳以及未燃焦炭颗粒粗壮乃与流化床锅炉密相区，这样就促使还原反应发生于已经生产的NO上，促使最终NOx排放浓度得到有效降低。相较于其他型式的锅炉来讲，有着较低的NOx排放浓度。
总之，NOx排放浓度会直接受到锅炉炉型的影响，主要因素是炉膛燃烧热温度和温度的分布状态，炉膛温度的升高，会升高NOx排放浓度，如果有着较高的燃烧器区域温度，将会增加燃料型NOx。
3 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知，NOx排放浓度会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响。通过相关的试验我们可以得知，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度；那么为了保护环境，就需要改造采用初级低NOx燃烧技术的燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量降低的目的。
参考文献
[1] 王学栋，程林.大容量燃煤锅炉性能与氮氧化物排放浓度试验研究[J].发电设备，2008，2（6）：123-125.
[2] 沈跃云，高小涛.1000MW机组锅炉NO_x排放浓度与主要运行因数的多元线性回归[J].电力建设，2011，2（8）：43-45.endprint
摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，人们生活水平的提高，对环境质量也提出了更高的要求。燃煤对环境会造成较大的污染，包括诸多方面的类型，其中NOx是非常重要的一个方面，需要引起人们足够的重视。本文通过一系列的测量数据，分析了锅炉结构和燃烧器型式对NOx排放浓度的影响，希望可以提供一些有价值的参考意见。
关键词：锅炉结构 燃烧器型式 排放浓度
中图分类号：TK16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0123-01
燃煤会给环境造成多样多样的污染，如烟尘污染、有害气体污染以及热污染等等，其中，非常重要的一个污染项目就是NOx污染。根据相关的统计资料表明，煤的燃烧会造成60%左右的NOx污染，而有超过60%的全国燃煤都来源于火电厂发电用煤。随着时代的发展，电力工业燃煤量越来越大，NOx有着更大的排放量，需要引起足够的重视。
结合NOx的生成机理我们可以得知，燃烧过程以及燃煤锅炉运行参数会直接影响到它的生成量。对于电站燃煤锅炉来讲，有很多因素都会影响到NOx的生成，其中，炉内燃烧过程会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响，因此，就需要进行分析和研究，以便更好的改造燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量得到降低的目的。
1 典型结构型式锅炉的NOx排放浓度测试
通过调查研究发现，我国依然将初期的低NOx燃烧器应用到锅炉当中，NOx燃烧技术比较的简单，主要是分级送风助燃或者煤粉浓淡分离燃烧。某电网从上个世纪九十年代开始了改造工程，将低NOx燃烧技术的机组锅炉投入到运行当中，但是通过测量，依然有着较大的NOx排放量。
我们测试了很多台典型燃煤锅炉NOx排放浓度，锅炉型式多种多样，如墙式燃烧锅炉、四角切圆燃烧锅炉、循环流化床锅炉等等。将各类煤种投入到试验当中，如无烟煤、贫煤、烟煤等等。主要选用了两种型式的燃烧器，分别是旋流燃烧器和直流燃烧器。
一是试验方法：结合相关的锅炉性能试验规程，我们将烟气分析仪应用了进来，以便测试NOx排放浓度。将网格法应用到空预器出口烟道的烟气取样中，样品在进入烟气分析仪之前，会经过混合器，之后来测量O2和NOx的排放浓度。每一个试验工况，都需要控制取得的数据在5组左右，然后结合相关的排放标准，对含氧量或者过量空气系数进行修正。
二是燃煤锅炉NOx排放浓度测试数据：为了得出NOx排放浓度受到锅炉结构以及燃烧器型式的影响程度，我们对十几台锅炉进行了测量，这些锅炉有着不同的炉膛结构和燃烧器型式，并且对不同的煤种进行燃烧，得出了一系列的数据。
2 锅炉NOx排放浓度测试数据分析
通过得出的一系列的数据，我们可以得知，锅炉如果有着不同的炉型和燃烧器型式，那么在NOx排放浓度方面，就存在着较大的差异。燃烧方式决定了锅炉结构形式，NOx排放受到炉型的影响，其实，真正的影响因素是炉膛温度和温度分布方式。结果表明，在升高锅炉炉膛平均温度的过程中，会逐渐升高NOx排放浓度，并且NOx排放浓度会受到燃烧器附近煤粉气流着火阶段温度的最大影响。
W火焰锅炉炉膛下部着火区域因为覆盖了一层耐火材料，导致绝热层的形成，那么炉膛的最高温度与煤的理论燃烧温度就非常的接近，可以达到1500 ℃以上的温度，这样就可以有效燃烧那些难以燃烧的无烟煤，同时，在运行过程中，又对省煤器出口氧量进行了较高的控制，这是为了促使煤粉燃尽性能得到提高，炉膛温度较高，空气量较多，那么就导致有较高的NOx排放浓度。W火焰锅炉有着较高的燃烧温度，这样就会生产大量的燃料型NOx，并且在急剧增加的区域也存在着热力型NOx，这样就有着较高的NOx排放浓度。目前，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度。
直流燃烧器以及燃烧贫煤的四角切圆燃烧锅炉，将比较落后的燃烧器以及低NOx燃烧技术给应用了进来，为了能充分的燃烧，在锅炉设计中，有着较高的过量空气系数、截面热温度以及容积热温度，那么燃烧区域就有着较高的燃烧温度，因此，也会有较高的NOx排放浓度，仅仅比W火焰锅炉低。
将直流燃烧器应用到几台燃烧烟煤和褐煤的锅炉中，四角切圆燃烧，有着较低的NOx排放浓度，主要是受到了燃料特性的影响，燃煤挥发分可以达到40%以上。在锅炉设计的过程中，对炉膛温度进行了降低，同时煤有着较好的着火性能，将较低的过量空气系数应用到燃烧过程中，这样就可以对燃料型NOx和热力型NOx的生成量进行降低。另外，在设计过程中，再加上水分和灰分较高，只有较低的炉膛温度水平，同时，将烟气掺加到制粉过程中，促使低氧一次风得以幸存，这样就对煤粉着火过程中NOx的生成量进行了有效的抑制，相较于其他的贫煤锅炉，可以有效降低NOx排放浓度。
循环流化床锅炉有着较低的燃烧温度，这样就可以大大减少热力型NOx的生成量。向燃烧室内分级送入燃烧用风，从布风板来送入一次风，从燃烧室下部锥段来引入二次风，促使燃料型NOx的生成量得到有效降低。同时，因为有NH3、一氧化碳以及未燃焦炭颗粒粗壮乃与流化床锅炉密相区，这样就促使还原反应发生于已经生产的NO上，促使最终NOx排放浓度得到有效降低。相较于其他型式的锅炉来讲，有着较低的NOx排放浓度。
总之，NOx排放浓度会直接受到锅炉炉型的影响，主要因素是炉膛燃烧热温度和温度的分布状态，炉膛温度的升高，会升高NOx排放浓度，如果有着较高的燃烧器区域温度，将会增加燃料型NOx。
3 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知，NOx排放浓度会直接受到锅炉结构和燃烧器型式的影响。通过相关的试验我们可以得知，W火焰锅炉有着最高的NOx排放浓度；那么为了保护环境，就需要改造采用初级低NOx燃烧技术的燃烧器，促使燃烧效率得到提高，实现NOx排放量降低的目的。
参考文献
[1] 王学栋，程林.大容量燃煤锅炉性能与氮氧化物排放浓度试验研究[J].发电设备，2008，2（6）：123-125.
[2] 沈跃云，高小涛.1000MW机组锅炉NO_x排放浓度与主要运行因数的多元线性回归[J].电力建设，2011，2（8）：43-45.endprint
