天然气再燃降低nox排放的热态工业试验研究

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1、天然气再燃降低NOx排放的热态工业试验研究陈宝明，张忠孝，毕德贵，李明强，田丽勤，顾凯颖(上海理工大学动力工程学院，上海200093)摘要：本文根据对某电厂采用天然气再燃技术进行低氮改造220t/h煤粉炉的热态工业试验，研究炉膛氧量、再燃量、停留时间、配风方式等运行因素对再燃还原NOx效果的影响，并与前人的研究成果进行对比。通过分析得出以下结论：排放浓度都随着氧量的增加而增大,随着锅炉负荷降低而减小，最佳氧量为5%（表盘氧量为3.5%左右）；随着再燃量的增加NOx浓度下降，最佳再燃量保持在15%；最佳停留时间为0.67s，过长的停留时间对再燃还原效果影响不大；主燃区最

2、佳配风方式为正宝塔式；最佳运行工况下NOx排放浓度平均值为137mg/Nm。关键词：天然气，再燃，低NOx排放，热态试验中图分类号：TK229文献标志码:AStudyonHotIndustrialTestinReducingNOxEmissionswithNaturalGasReburningBaomingChen,ZhongxiaoZhang,DeguiBi(UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,SchoolofEnergyandPowerEngineering,Shanghai200093,China)Abstra

3、ct:Thetargetofthisresearchwastoobservetheinfluenceofseveraloperationfactorssuchasoxygen、Reburningfuelflow、onNOxreduction、residencetimeandairdistributionmodeonNOxreductioneffect,whichwasbasedonthehotindustrialtestofa220t/hPCboilerthatwasrenovatedwithgasreburningtechnology.Theresearchachi

4、evementsofpredecessorswasalsoCompared.Theresultsindicatedthat:NOxemissionconcentrationincreasedwiththeincreaseofoxygencontentanddecreasedWiththedecreasesofboilerload,optimaloxygencontentis5%(Dialoxygencontentisapproximately3.5%).NOxconcentrationdecreasedWiththeincreaseofreburningfule,Be

5、streburningamountheldat15%,Bestresidencetimewas0.67s,toolongresidencetimewasnotimportantforreductioneffect;Thebestwayofairdistributionforprimaryzonewas3pyramid.NOxemissionconcentrationaverageofthebestoperatingconditionwas137mg/Nm.Key:naturalgas;reburning;lowNOxemission;hottest.引言[1]电站煤粉

6、锅炉排放的氮氧化物NOx是大气的主要污染物,大约占67%，预计到2015年[2]火电将达10亿千瓦，NOx的排放量也将从2007年的840万吨增加到1310万吨。降低NOx排放是当前国家环保工作的重点之一，国家新标准要求新建机组从2012年1月1日开始、3[3]现有机组从2014年7月1日开始执行100mg/Nm的氮氧化物污染物排放限值，这对电站锅炉低氮燃烧技术提出了新的挑战。[4]气体再燃是最有效的低NOx燃烧技术之一，一般可降低NOx的排放量达50%以上，目前工业上已经得到广泛应用。天然气被认为是最理想的再燃燃料，其他如高炉煤气、煤气化[5]气等也作为再燃燃料，但

7、是目前都只处于研究阶段。国内外学者对再燃还原NOx的影响因[6‐7]素做了很多研究。Hennepin电厂1号机组71MW切向燃烧机组采用18.5%的天然气再燃，[8][9]平均降低NOx67%。VladZarnescu等提出在再燃区内NO的还原主要发生在再燃燃料射流[10]子区域内，再燃气流的初动量提高，NO还原率也随之提高。Nazeer等用天然气作为再燃燃料，表明增加再燃区的停留时间对降低NOx是有利的，但是当停留时间超过700ms时就变[11]得不再重要。Burch和Chen等认为高挥发分煤种由于挥发分含量和挥发分析出后焦炭表面[12]积的增大，