电厂直吹式锅炉降NOx燃烧技术研究

杨 轶（四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638000）



电厂直吹式锅炉降NOx燃烧技术研究

杨 轶
（四川广安发电有限责任公司，四川 广安 638000）

摘 要：随着环境污染的问题越来越严重，国家对发电厂的环保要求也变得更高，所以使得发电厂的锅炉燃煤技术对于氮化物的排放标准也越来越严格。这就使得发电厂在保证锅炉维持生产、提高效率的情况下，需要不断改进技术，加强管理，把NOx的排放量控制在一定的范围内，达到国家的环保要求。本文通过对直吹式锅炉降低NOx燃烧技术的研究分析，结合实际情况，提出一些技术改进的意见和建议，以期提高锅炉的燃烧效率，降低NOx的排放量。

关键词：直吹式锅炉；NOx；燃烧技术

随着国家对节能环保技术的大力提倡，各火力发电厂也开始积极响应国家的政策号召，对于自身的锅炉生产设备进行技术改进，设备升级，来提升煤炭燃烧的利用效率，降低NOx的排放量，使得电厂节能环保的要求达标。众所周知，现在很多发电厂采用正压直吹式锅炉，通过对制粉系统成以及燃烧器等部件的改装升级，提高锅炉的燃烧效率以及控制NOx排放量，达到节能环保的目的。由于这种锅炉在使用过程中，常出现磨煤机出力少、石子煤量多等弊端，不仅影响锅炉的有效运行，而且还使得锅炉在燃烧过程中，容易产生大量的NOx气体排放，造成严重的环境污染，所以需要通过不断地改进技术，加强管理，实现节能减排的要求。

一、锅炉在燃烧过程中出现的问题

为了降低NOx的排放率达到节能环保要求，而且还要在保障安全生产的前提下，这就需要直吹式锅炉在燃烧煤炭的过程中，调整好各方面的因素，实现污染低、效益高的目的。目前存在的现实矛盾是，为了确保锅炉生产的经济效益，需要尽可能提高锅炉的燃烧温度，但是温度过高就会导致NOx的排放量提升。解决这些问题需要调整好锅炉的各项技术，而且还需要在包括燃烧器在内的各个方面进行改进。在保障燃烧效率的前提下，进一步改进设备，通过提高煤粉浓度等措施，降低NOx的排放。

二、锅炉在燃烧过程中产生NOx的原因

一般情况下，NOx产生的原理是空气中的氮气在高温的条件下，与氧气进行化学反应产生NOx，同时煤炭中的一些固态的氮化物在高温的条件下，经过一系列的反应也会产生大量的NOx气体。当发电厂直吹式锅炉在燃烧过程中，就会产生大量的NOx气体，并且固态的氮化物存在于煤炭中，经过高温分解后，产生的化合物HCN和NHi与氧气发生化学反应也会产生大量的NOx气体，这些都是发电厂产生大量NOx这种气体的主要原因。通过对于产生NOx气体的原因分析，我们就可以寻找到相关的技术变革，降低在燃烧过程中的NOx气体产生，实现降低污染的目标。

三、燃烧器的使用

燃烧器是将煤炭等燃料和空气输进锅炉进行混合燃烧的一种装置，这种装置一般在使用过程中，配备不同的装置，可以采用多种不同的技术对燃烧过程中产生的NOx气体具有抑制作用，达到减排的效果。

1. 浓淡分离技术的应用

在煤炭输送过程中，利用装置的挡块对煤炭进行撞击，实现煤粉浓淡分离。煤粉浓度的调整可以运用挡块高度实现多个档次的区分，各个档次的浓淡分离效果也是不同的，这样就可以对煤粉浓度进行调节。采用浓淡分离技术，不仅可以实现浓淡分离燃烧，而且提高煤粉浓度，达到降低NOx气体排放的效果。

2. 预热技术的应用

利用挡块，实现浓淡分离，再在煤粉出口处加装一个预加热装置，在煤粉进入炉体前，从底部进行加热，确保煤粉进入炉膛不需要高温的前提下，达到预热的目的。这样就不需要在炉膛区域将温度提升太多，就能实现煤炭充分燃烧，大大提高燃烧效率，但不需要在更高温的条件下，从而也就降低NOx的产生。

3. 配风技术的应用

燃烧器的功能可以根据含氮量的变化，进行灵活配风。在锅炉内的煤炭因为质量参差不齐，这就需要在配风的过程中，调整好风量大小，确保煤炭燃烧率提升，就可以降低NOx气体的产生量。所以配风技术的应用，也是可以降低氧化氮气体的产量，达到节能环保的效果。

四、通过各个环节的技术改进，降低氧化氮气体排放

从煤炭的炉前掺配，分磨制粉，炉内混烧这一系列的过程和环节中，都有很多地方，可以在保证安全生产的前提下，进一步进行改进，逐步总结出一些控制NOx排量的技术。

1. 控制锅炉的含氧量

从氧化氮这种气体在炉内生成的原因分析中，我们可以发现，无论是氮化物还是氮气都需要在有氧的情况下，才能产生各种氧化氮气体，由此可见，只要控制好锅炉内部的氧气含量，就可以在燃烧时，不仅可以保证燃烧效率，而且可以降低NOx的产生。

2. 炉前掺配

众所周知，“混煤的着火特性接近于易着火煤”，根据煤炭的这一特点，派遣技术人员检测在燃料中氮的质量分数达到一定的标准后，对煤粉进行炉前掺配，这也是有效抑制NOx产生的方法。

3. 分级配风

利用燃烧器的配风装置，根据炉内的含氧量高低来组织配风。当含氮量低于通常的要求值时，可以用常规配风来促进燃烧，而炉内含氮量高于通常的要求值时，可以实施分级配风的方式，降低含氧量，抑制NOx气体的产生。

4. 预热

制粉系统出口处注意消防安全的前提下，加装一个预加热装置，在煤粉进入炉体前，从底部进行加热，提升煤粉进入炉内前的温度，这样更加便于燃烧，提高煤炭在炉内的燃烧效率，也同样可以有效降低NOx的排放，但是装置在使用前，要做好相关的提示工作，形成一定的规章制度，以免发生安全隐患。

5. 大风箱与炉膛差压的合理调整

经过相关的检测，在一般情况下，调整二次风箱与炉内差压至少保证在600Pa以上；当负荷达到90%左右的时候，二保证次风箱与炉膛差压大约在1000Pa，这样在燃烧过程中，经过测试，通过数据反映有助于燃烧效率的提高，并且降低NOx气体的排放。

6. 反切风的使用

一般情况下，反切风都是需要调小的，除非用于调整热偏差的时候，才可以调大使用。因为反切风在使用过程中，可能会导致炉内剩余的氮气和氧气，在燃烧未尽的条件下，发生氧化反应，导致NOx的产生。

7. 设置监测装备

在整个煤粉掺和、运输的过程中，做好监测工作，提前在重要位置安装监控装置，确保在运输生产过程中，恰当掌握风和煤的搭配关系，及时调整好其他装置的配套使用，更好地实现节能减排的效果。

8. 燃烧器的维护

在安全生产的各个环节，都要进行定期维修和保养，确保在工作状态下的各种机器设备都能快速高效地运转，这样就可以在使用的过程中，提升煤炭在炉内的燃烧效率，大大地降低氧化氮气体的产生，降低了污染气体的排放，实现了节能减排的目标。

以上各种技术的运用，仅仅是在原有装置的基础上，做出进一步的改进，提升煤炭的燃烧效率，降低污染气体的排放，并没有从更新技术和设备的角度阐述，只能算是简单的小补小修，作用也是非常有限。如果有的发电厂在条件允许的情况下，可以继续引进更先进的技术和设备，在锅炉的尾部烟道加装脱硝装置，把粉煤燃烧形成的NOx转化成无害的氮气和有用的氮肥，全面提升环保要求，那效果就更好了。

结论

由于改革开放以来，我国经济一直处于快速发展状态，经济的发展需要大量的能源来提供保障，所以造成的环境污染就越来越严重。根据相关部门的权威统计，我国70%的氧化氮气体来自于煤炭的燃烧，而其中一大半来自于火电发电。这些年来，人们的环保意识逐渐增强，一方面寻找和开发新的能源，另一方面对于传统的能源，进行技术革新，开展节能减排运动，在应用方面积也的确积累了丰富的经验，但是不改变传统的能源消费结构，或者对原有的技术进行彻底的革命，污染始终不能从源头杜绝污染。因此，对煤粉锅炉燃烧技术的进一步研究，不可避免，前面的道路依旧很漫长，需要广大煤电行业的科技人员继续努力。

参考文献

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中图分类号：TM621

文献标识码：A