第三章_煤粉炉低氮燃烧技术ppt课件.ppt

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1、常规燃煤粉火电厂低氮燃烧技术第一节概述一、氮氧化物排放的现状二、控制氮氧化物排放的技术煤粉炉的特点（低NOx燃烧改进技术的意义）：·成熟性·经济性·可靠性低NOx燃烧的特点：·初投资较低·运行费用低·排放幅度有一定限制（1）低氮氧化物燃烧技术（2）脱除氮氧化物的烟气控制技术·初投资大·运行费用高第二节NOx的生成机理和降低NOx的理论依据一、影响氮氧化物的因素煤中氮化合物和空气中氮气与燃烧空气中的氧气在高温燃烧过程中生成锅炉的容量和结构锅炉的燃烧设备燃烧的煤种炉内温度水平和氧浓度分布锅炉的运行方式等图3—1不同燃烧方式和煤种的NOX排放浓度比较二、煤燃烧中NOX的生成途径、类型与机

2、理（一）NOX形成途径：煤中杂环氮化物在高温火焰中热分解，氧化生成NOX燃烧空气中的氮气在高温与氧发生反应生成NOX同时，部分NOX被还原成N2何种反应占优，取决于反应环境（氧化气氛、还原气氛、反应温度等）（二）NOX的类型热力型NOX（温度型NOX）高温下，燃烧空气中的氮氧化生成温度对NOX生成速率的影响呈指数函数关系，1600℃时，NOX占炉内生成量25%~30%生成速率与氧浓度的平方根成正比2、燃料型NOX燃料中氮化合物在燃烧中热分解氧化生成，同时存在NO的还原反应煤燃烧产生NOX总量中70%~80%来自燃料型与煤特性、煤中氮化合物存在的形态有关,两种形态：挥发性氮、焦炭氮与

3、燃料中氮热解时在挥发份和焦炭中分配比例和各自的成分有关与氧浓度密切相关，燃烧温度有一定的影响燃料型NOx转化率的影响因素①煤质因素：·燃料中氮的含量；·固态碳与挥发分的含量之比；·煤的挥发分。②燃烧设备运行参数因素：·过量空气系数；·温度的影响。3、快速型NOX燃料产生CH原子团撞击N2分子，生成CN类化合物，进一步氧化成NO对温度的依赖程度很弱生成量要少得多燃用不含氮的碳氢燃料时考虑NOX(mg/m3)1500100050001000140018002000温度（℃）热力型NOX燃料型NOX快速型NOX图3—3热力型NOX、燃料型NOX与快速型NOX与火焰温度的关系三、抑制NOX

4、生成的理论依据与基本策略1、抑制热力型NOx的基本策略：（1）降低火焰峰值温度（2）降低最高温度区域的局部氧浓度（3）降低燃料在最高温度区域的停留时间2、抑制燃料型NOx的基本策略:（1）抑制NOx的生成（同上）（2）创造利于NOx还原的条件（富燃料）3、利用再燃燃料还原NOx改进锅炉燃烧运行参数燃烧空气分级技术组织炉内燃料分级再燃还原NOX第三节燃煤粉电站锅炉降低NOX的燃烧技术措施（一）改进锅炉燃烧运行参数对锅炉燃烧装置的运行方式和运行参数合理的调整和改进应用于现有的锅炉设备、简单易行降低NOX的幅度比较有限1、低过量空气系数运行最简单、最基本技术措施，不需改造燃烧设备有效降低

5、燃料型NOX燃烧过程的优化调整与燃烧器的优化运行锅炉排烟损失相应减低安全经济问题：受热面结渣、金属腐蚀、炉内传热、汽温特性变化及飞灰可燃物增加2、降低燃烧器区域的火焰峰值温度（1）燃烧器区域的烟气再循环低温烟气（总烟气量10%）送入炉膛燃烧器区域，降低火焰峰值温度，热力型NOX减少烟气稀释了燃烧氧气，降低局部氧浓度，燃料型NOX降低（2）降低预热空气温度（对燃气）3、部分燃烧器运行方式燃烧器区域实现富燃料燃烧，上层送入的空气形成分级燃烧，减少热力NOX和燃料型NOX的生成量。（二）燃烧空气分级技术1、空气分级技术分为燃烧器上的空气分级炉内空气分级2、技术特点最广泛、技术成熟的主流低

6、NOX燃烧技术，我国300MW以上锅炉均采用，效果良好燃烧器设计中单独采用（低NOX燃烧器）整体炉膛配风（低NOX炉膛）3、基本原理锅炉总体过量空气系数较低主燃烧区域局部缺氧燃烧环境，抑制NOX生成和有利于NOX还原燃烧速度和温度降低，热力型NOX减少，含氮中间产物HCN和NH3将部分NO还原成N2，抑制燃料型NOX主燃烧区后富氧燃烧区，确保燃料燃尽残留的氮富氧下氧化成NOX，但火焰温度较低，NOX生成量有限与空气不分级燃烧相比，减少20%~30%NOX4、实施空气分级技术的主要影响飞灰可燃物有可能增加，燃烧效率降低燃烧器区富燃料造成的还原气氛有加剧水冷壁结渣和金属高温腐蚀的可能火

7、焰变长可能使炉膛出口烟温升高，对过热汽温和再热汽温特性带来影响*过量空气系数存在最佳值（小于1）*挥发份高的煤降低NOX的效果比挥发份低的煤更明显5、燃烧器上的空气分级——各种类型的低NOX煤粉燃烧器已有十数种（1）直流燃烧器—四角布置切圆燃烧火焰充满好，火焰峰值温度较低，NOX排放少同轴燃烧技术（CFS）或径向空气分级燃烧:*二次风向外偏转一个角度，形成一个与一次风同轴但直径较大的切圆*二次风向外偏转后，在喷口出口处推迟二次风与一次风的混合，一次风切圆形成缺氧燃烧的