浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术

摘要：当前我国的能源消费结构主要以煤炭为主，当然在煤炭燃烧过程中会产生一定量的污染物。这种污染物对大气质量和人们的正常生活带来了极为恶劣的影响，其中煤炭燃烧过程中产生的氮对环境的影响尤为明显，因此本篇就在燃烧过程中如何控制氧化氮的形成，即低碳燃烧技术相关内容展开论述。

关键词：燃煤锅炉;低碳燃烧;技术分析

当前我国煤炭燃烧用量虽然呈下降趋势，但是在我国能源生产结构中，煤炭燃烧仍占主体地位，在燃烧过程中释放的大量污染性气体氧化氮给环境造成了极为严重的影响，当前我国对氧化氮的排放量也有了一定的相关规定，我国正尽量控制氧化氮的排放在燃烧过程中采取低氮燃烧技术，对氧化氮的生成和排放有明显的控制作用。

1 当前我国对氧化氮治理的现状

在一些发达国家，他们对氧化氮的危害以及煤炭燃烧过程中产生氧化氮的机理，和如何降低氧化氮的排放，已经有了深入的研究，主要可以分为热力型，燃料型和快速型，在这三种燃烧技术当中，其中燃料型的占比最高，它主要是通过抑制燃烧中氧化氮的形成和还原已形成的氧化氮的形式实现低氮燃烧，它在控制氧化氮技术上，发挥着明显的优势，但是该项技术在对燃料进行处理的时候较为繁琐复杂，涉及到的工艺难度大，成本高，因此该项技术仍处于研究阶段。就我国当前的低碳技术研究来说，仍有很大的进步空间。因此想要真正实现对燃料污染状况的治理，还需积极与国外先进的科学技术进行交流，努力学习其他国家的技术优势，并结合当前我国治理氮气的实际状况进行改进，从而制定出适合我国低碳燃烧技术的方案。

2 低氮燃烧技术

2.1 燃料分级技术

燃料分级技术是通过改变在燃烧区域的燃料与空气接触的比例，来实现对氧化氮气体的尽量燃尽，该种技术主要是在主燃烧器行程初始燃料区的上方喷入二次燃料，从而形成再燃区，保障了一些在在燃区没有充分燃烧的燃烧产物能够燃尽，当然在该项处理的时候，由于需要对空气的在染去烟企进行三次的燃烧。在这个过程中需要极为发达的配风系统，才能够完全燃烧，因此需要的配方系统较为复杂，该项技术也给工作人员带来了一定的困难和麻烦。

2.2 空气分级燃烧技术

作为一項当前应用较为广泛的氧化氮处理技术，它主要是通过将燃烧过程分段进行，以减少燃料燃烧区域的接触面积，从而达到处理效果的。这个过程中需要对一次风和二次风的混合时间进行推迟。这样才能够保障燃料进入炉膛是形成一个富燃料区，使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧，从而降低氧化氮气体的形成，该项技术和其他初级控制措施进行联用，能够在很大程度上满足控制氧化氮气体排放的要求，因此该项技术在当前的应用较为广泛，特别是一些锅炉低碳排放改造，空气分级燃烧技术还可以分为水平方向和垂直方向这两个方向的燃烧技术，这两个技术之间的关系是相互作用但又相互联系的。

2.2.1 水平方向空气分级燃烧技术

水平方向的空气分级燃烧技术主要是语音距垂直的炉膛断面上组织分级燃烧，它通过将一次方和两只公的不等切圆，从而实现主燃区处于还原性的气氛，减少氧化氮气体的排放量，该项技术能够尽可能避免水冷壁的高温腐蚀以及应还原性气氛是的灰熔融性温度下降而导致的燃烧器附近结渣状况的出现。

2.2.2 垂直方向空气分级燃烧技术

垂直方向上空气分级燃烧技术是通过将燃料分为两部分送入碧塘内，而且两部分其中一部分作为主二次方。大概占总二次风的70%到80%，另一部分则分为燃尽风，它的占比较小，在炉内的燃烧主要分为三个区域，包括热解区，贫氧区和富氧区，该怂燃烧技术的上部竟然放尽可能避免高温火焰巨，这样能够使一些未燃尽的产物得到充分燃烧，垂直方向的空气，虽然技术大致是通过以上原理实现对煤炉气体的完全燃烧。

3 当前低碳燃烧技术存在的问题

3.1 增加灰和炉渣的可燃物，可能会导致炉效降低

虽然说当前的低碳燃烧技术能够使氧化氮气体的产生量极大程度上的降低。但是在使用同一种煤炭种类使飞灰可燃物的增加幅度较大。就是由于低碳燃烧技术主要是通过使用低温低氧的燃烧方式。这就会导致主燃区温度下降，一些煤粉在着火时被控制且推迟，使得镁粉的燃尽能力下降，从而使燃烧过程被过分加长，这些可燃物也就是灰粉和炉渣就会变多，特别是一些锅炉在进行改造时，会对燃烧器的一二次风喷口进行改变，这样使得燃尽风喷口的面积发生变化，导致一次风和二次风的混合推迟，无法使煤粉气流着火和完全燃烧。

3.2 蒸汽参数偏离设计值

在进行分级低碳燃烧技术改造之后，虽然燃烧得到延迟，火焰中心上演。但是由于炉膛内出烟温度上升，这就使得锅炉的气温和再热气温上升，一些原来存在过热汽温和再热，气温设计值的问题就会再次暴露出来，虽然该项改造会使炉内温度分布均匀，但是原来的结扎现象将会变得更为严重。现象将会使水冷壁的吸热增加，从而导致出烟口的温度降低，对原来存在的一些过热汽温和再热气温低的问题，由于无法达到设计值，使得蒸汽参数偏离原来的设计。该项改造由于煤粉燃烧过程变长，炉膛出口烟气温度变高，使得堂妹温度变低，这就使吸热量明显降低，对流的受热面吸热量增加，使得过热气减温水量增加。

3.3 炉内燃烧环境变坏

这种通过低温低氧和降低炉膛内部温度，实现在低氧缺氧环境下的煤粉充分燃烧。可能会使转化为灰烬的能力变弱，你就是我们说的锅炉内部燃烧环境变坏，在该项改造之前所使用的配没配风方式。对于改造后的锅炉，在很大程度上无法完全是用这就对锅炉内的各项指标造成影响时的复合燃烧能力变低，低碳燃烧器经过改造之后，虽然对原有的燃烧方式进行大力优化和改进，使之能够很好的匹配氧化氮气体的排放水平。并实现锅炉的经济性，但是该种锅炉在煤炭种类发生变化的时候，就会无法保持锅炉内部的平衡关系。使得一些高热值和高挥发的煤种在调节氧化氮气体排放浓度的时候不易受到控制。

4 结束语

当前低碳燃烧技术的应用，对改变当前空气环境质量有着极为重要的作用，但是就我国当前该项技术的研究来说，仍有很大的进步空间，这就需要相关工作人员进行深入的探讨和研究，结合实际状况和现近出现的问题，权衡各项经济指标和环保指标，逐步解决现有问题，并尽量避免新体的出现，使低碳燃烧技术真正在燃煤锅炉中发挥其作用和价值。

参考文献：

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[3] 凌荣华，文军，齐春松.燃料分级燃烧技术的研究现况和应用前景[J].热力发电，2013，32（8）：6-8.

作者简介：邹斌（1983-），男，民族汉，江西省抚州市人，学历本科，助理工程师，研究方向燃煤发电厂集控运行。

（作者单位：国家能源集团福建分公司国电泉州热电有限公司）