大型火电站低nox煤粉炉新型燃烧器应用综述

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1、第31卷第12期华电技术Vo1．31No．122009年12月HuadianTechnologyDec．2009大型火电站低NO煤粉炉新型燃烧器应用综述张磊，魏书印(山东省电力学校，山东泰安271000)摘要：目前我国电站锅炉的NO排放均明显超标，因此，对电站锅炉进行低NO煤粉燃烧技术改造是十分必要的。论述了低NO煤粉燃烧器的原理，分析了5种燃烧器的技术特征，给出了新型燃烧技术在火电站的应用实例。最后指出，低N0煤粉炉新型燃烧器技术具有低负荷稳燃、防结渣、防高温腐蚀和降低N0排放的综合效果。关键词：火电站；新型燃烧器；低负荷稳燃；NO排放中图

2、分类号：TK227．1文献标志码：A文章编号：1674—1951(2009)12—0015—04-F4个方面：0引言(1)减少燃料周围的氧浓度，包括减少炉内过近年来，能源利用造成的环境污染越来越严重，量空气系数，以减少炉内空气总量；减少一次风量和其中矿物燃料的燃烧所排放出来的氮氧化物(NO)减少挥发分燃尽前燃料与二次风的混合，以减少着已成为环境污染的一个重要方面。火区的氧浓度。NO是N20，NO，NO2，N203，N204和N205的总(2)在氧浓度较少的条件下，维持足够的停留称。我国能源以煤为主，燃煤所产生的大气污染物时间，使燃料中的氮不易

3、生成NO，而且使生成的占污染物排放总量的比例较大，其中NO占67％。NO经过均相或多相反应而被还原分解。有关资料表明，电站锅炉的NO排放量占各种燃烧(3)在过量空气的条件下，降低温度峰值，以减装置NO排放量总和的一半以上，且80％是煤粉锅少热力型NO的生成，如采用降低热风温度和烟气炉排放的。GB13223-2003《火电厂大气污染物排在循环等。放标准》中对于第3时段燃煤电厂执行的排放质量(4)加入还原剂，使还原剂生成CO，NH和浓度限值为：当V<10％时，NO排放质量浓度限HCN，它们可将NO还原分解。具体的方法有燃料值为1100mg／1TI

4、；当10％≤Vd≤20％时，NO排放分级燃烧、空气分级燃烧、烟气再循环、低NO燃烧质量浓度限值为650mg／In；当Vdaf>20％时，NO器、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧等。按照NO产生的机理，燃煤锅炉排放的NO主排放质量浓度限值为450mg／m。据调查，我国燃煤电站固、液态排渣煤粉炉NO排放质量浓度范围要来自于3个方面：燃料型NO、热力型NO和即时型NO。对于某一特定的燃煤锅炉而言，NO的实分别为600～1200mg／m和850～1150mg／m。因际排放量与煤种、煤的燃烧方式和煤燃烧过程的具此，降低NO排放的任务非常紧迫。体技术参数密切相关，

5、固态排渣煤粉锅炉排放的1低NO煤粉燃烧器的基本原理及特点NO主要来源是燃料型NO，其数量通常占锅炉1．1基本原理NO排放总量的90％以上。热力型NO是燃料中煤粉燃烧过程中影响NO生成的主要因素有：的氮在高温下与氧气发生化学反应生成的产物，对(1)煤种特性，如煤的含氮量、挥发分含量、燃于一定煤种，其生成量主要取决于煤粉燃烧时的温料中的固定碳／挥发分之比以及挥发分中含H量、度和氧量，温度和氧量越高，NO的生成量也就越含N量之比等；大。对于此类锅炉，若能够设法破坏NO的生成条(2)燃烧区域的温度峰值；件，或者设法将已经生成的NO“破坏”掉，就可达到

6、(3)反应区中氧、氮、一氧化氮和烃根等的降低NO之目的，这就是低NO燃烧器的设计思想。含量；目前，固态排渣煤粉锅炉低NO燃烧器国内、(4)可燃物在反应区中的停留时间。外已有10多年的研究和应用历史，积累了大量经由此对应的低NO燃烧技术的主要途径有如验，技术已基本成熟，应在实际应用中不断加以完善。具体实用技术包括空气分级燃烧技术、燃料分收稿日期：2009一叭一o4级燃烧技术、烟气再循环技术等。·16·华电技术第31卷早期低NO燃烧器的技术特征为直流和旋流相结合，直流一次风；空气分级燃烧，两级旋流二次风；低温、低氧，飞灰含碳量增加。油典型的早期低

7、NO燃烧器有：德国斯坦谬勒(Steinmuller)公司SM型低NO燃烧器、美国巴威公司低NO，燃烧器。区中期低NO燃烧器技术特征是采用了煤粉浓淡技术。径向浓淡低NO燃烧器特点是一次风直流进风，设置浓淡分离装置(百叶窗)，使得一次风图3德国巴威公司DS型低NO燃烧器内浓外淡。分离；可调内套筒，调速及旋转强度，一次风分为4新型低NO燃烧器技术特征为：浓淡技术与回股；实际NO排放可降低50％以上。流技术相结合，协调降低NO和煤粉燃尽的矛盾(高温、低氧，快速弥散)；设有火焰稳定环。1．2不同类型低NO煤粉燃烧器的技术特点(1)巴布科克一日立公司HT

8、—NR型低NO燃烧器(如图1所示)。该燃烧器为改进型(为降低NO和飞灰含碳量)；一次风为直流进风，内设旋转叶片；喷口处有陶瓷火焰稳定环。油圈4美国FosterWhe