论文:基于风煤调平的煤粉锅炉低氮燃烧控制新技术研究(《节能与环保》2015年第3期)
低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果评估
低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果评估煤粉锅炉作为一种常见的工业锅炉,在工业生产中扮演着重要的角色。
然而,煤粉锅炉的燃烧过程中产生的氮氧化物排放对环境和人体健康造成了严重的影响。
因此,低氮燃烧技术的应用成为减少氮氧化物排放的重要途径之一。
本文将对低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果进行评估。
一、低氮燃烧技术原理低氮燃烧技术通过优化燃烧过程,减少燃烧温度和燃料中的氮氧化物生成量,从而降低氮氧化物排放。
其原理主要包括控制燃烧温度、调整燃料配比、增加燃烧器混合风量等措施。
二、工程应用效果评估1. 排放标准达标情况评估低氮燃烧技术的应用使得煤粉锅炉的氮氧化物排放得到有效控制,使其排放水平符合国家相关的环保标准要求。
经过工程实践验证,燃烧后废气中的氮氧化物排放浓度显著降低,达到了环保排放标准。
2. 燃烧效率评估低氮燃烧技术的应用对煤粉锅炉的燃烧效率也有一定影响。
在实际工程中,通过合理调整燃料配比、控制燃烧温度等手段,不仅能够降低氮氧化物排放,还可以提高燃烧效率,达到节能减排的双重目的。
3. 经济性评估虽然低氮燃烧技术的应用可能会增加一定的设备和运行成本,但从长远来看,通过减少环境治理成本、提高能源利用效率等方面的好处,其经济效益是可观的。
综合考虑成本和收益,低氮燃烧技术在工程应用中具有较高的经济性。
4. 技术可行性评估通过工程实践验证,低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用效果良好,技术可行性高。
同时,随着技术的不断进步和成熟,低氮燃烧技术在未来的工程应用中将会得到进一步推广和应用。
三、总结综上所述,低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的工程应用效果得到了良好的评估。
其通过控制燃烧过程、降低氮氧化物排放、提高燃烧效率等手段,既满足了环保排放要求,又具有一定的经济性和技术可行性。
随着环保意识的不断提高和技术的不断进步,低氮燃烧技术将在工业生产中发挥越来越重要的作用。
低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的作用探析
低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的作用探析摘要:随着社会发展速度的不断加快,人们开始越来越重视环境污染问题。
而锅炉在燃烧过程中就会产生一定的污染物,影响着人们的正常生活。
所以,就需要在这其中针对实际情况来应用相应技术,低氮燃烧技术能够更好的发挥自身作用,实现锅炉节能减排。
本文就先了解氮能源在锅炉中生成氮氧化物的原因,然后说明低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的具体应用,最后说明低氮燃烧技术在锅炉节能减排中所需要注意的问题,更好的为低氮燃烧技术的应用提供相应参考。
关键词:低氮燃烧技术;锅炉;节能减排;作用能源消耗一直都是当前社会正在研究的重点,而氮能源作为一种重要能源,应该在使用的同时,减少污染物的排放,更好的发挥其作用。
低氮燃烧技术自身有着高效益的特点,并且氮能源在我国的应用范围非常高,所以通过利用低氮燃烧技术来更好的发挥氮能源作用,这样就能够实现节能减排的目的。
一、氮能源在锅炉中生成氮氧化物的原因氮能源在燃烧过程中会在这其中形成NOx,在这其中包括N2O、NO和NO2,在这其中含量最多的就是NO,而其含量的主要组成主要是和燃烧条件有着相应的联系。
(一)燃烧型这种类型是氮能源在燃烧过程中不充分和充分所产生,因为氮能源中含有的氮化合物,需要在800℃左右的条件下才能够分解,在这其中所产生的燃烧性NOx。
在高温的情况下,会将其分解成氰化氢、氰化物等等,然后再通过相应条件来产生NOx[1]。
在氮能源燃烧过程中会有两个阶段,分别是挥发份和焦炭燃烧着两个方面。
所以,在燃烧型下,其NOx的主要成分就和挥发份、焦炭燃烧有着非常大的联系。
(二)热力型想要产生这种类型必须要温度达到想要的高度,也就是在氮能源在高温的情况下,将其N进行反应所产生,在锅炉燃烧中所出现的一系列产物。
在这其中温度是能够影响空气中N转化为NOx的关键所在。
随着温度的不断变化,那么其NOx的含量和比例也在发生着不同的变化,如果其温度越高,那么所产生的NOx越多,其温度和产物是成正比。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术燃煤锅炉是工业生产中常用的热能设备,其主要燃料为煤炭,但传统的燃煤锅炉存在着严重的污染问题,如大量的氮氧化物的排放。
为了减少能源消耗和污染物的排放,燃煤锅炉低氮燃烧技术得到了广泛的关注和研究。
燃煤锅炉低氮燃烧技术是在燃煤锅炉燃烧的过程中控制燃烧过程,减少生成的氮氧化物排放的技术。
其主要原理是通过改变燃烧过程的氧气量、燃料的分布等参数,使得燃烧反应的温度和气氛达到一定的条件,从而减少氮氧化物的生成。
低氮燃烧技术的发展主要经历了分层燃烧、风分层燃烧、气体再循环等阶段。
分层燃烧技术是通过分层燃烧器将燃料分成几个不同的燃烧层,从而控制燃料的燃烧速度和温度,减少氮氧化物排放。
风分层燃烧技术通过风口分层、燃烧分层、混合分层等措施,控制燃料和空气的分布比例,进一步降低氮氧化物的排放量。
气体再循环技术是通过将部分燃烧后的废气再次送回锅炉内部燃烧,降低燃烧温度和氮氧化物的生成。
低氮燃烧技术的应用可以带来显著的经济和环境效益。
一方面,减少了污染物的排放,符合国家的环保要求,也有助于企业的可持续发展;另一方面,低氮燃烧技术可以提高燃煤锅炉的热效率,降低企业和个人的能源消耗,节约能源和成本。
然而,低氮燃烧技术在实践中也面临一些挑战和难题。
首先,低氮燃烧技术的成本相对较高,需要增加相关的设备和控制系统,对企业的投资也较为庞大;其次,低氮燃烧技术的稳定性和可靠性有待进一步提高,需要结合具体的燃煤锅炉进行优化和调整;此外,低氮燃烧技术的应用范围和规模较为有限,更多的研究和推广仍需进行。
因此,燃煤锅炉低氮燃烧技术是实现清洁能源和环保产业的重要手段之一,但其应用仍需进一步完善和改进。
我们需要不断地进行技术创新和优化,提高低氮燃烧技术的效率和稳定性,使其更好地适用于实际生产和社会需求。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术燃煤锅炉是工业和生活生产中常用的一种设备,但由于其燃烧过程中会排放大量氮氧化物,会对环境和人体健康产生潜在的危害,因此,燃煤锅炉低氮燃烧技术的研究和应用十分重要。
燃煤锅炉低氮燃烧技术的目的就是降低燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)的排放量。
常见的低氮燃烧技术包括:炉内掺氧技术、分级燃烧技术、倾斜燃烧技术、再燃技术和SNCR(选择性非催化还原)技术。
炉内掺氧技术是一种将燃烧空气分为两部分,把其中一部分氧气引入燃烧室的距离火焰最近的区域(炉喉区),另一部分氧气在火焰上方进入燃烧室的技术。
这种方法可以使燃烧过程中氧气和燃料更充分地混合,促进燃料的完全燃烧,降低NOx的排放。
但是,这种技术需要加装掺氧设备,成本较高。
分级燃烧技术是将燃料在锅炉燃烧时分为两级进行,第一级在较低的燃烧条件下进行,生成的NOx较少;第二级在较高的燃烧条件下进行,此时可以用来燃烧一些难燃的燃料,燃烧效率更高,同时也可以降低NOx排放。
然而,这种技术需要增加炉墙的复杂设计,成本较高,并且需要对锅炉的操作要求更高。
倾斜燃烧技术是利用流体动力学的原理,使燃料在燃烧室内呈偏斜分布。
研究表明,当燃烧室内呈偏斜分布时,燃料和空气混合更加充分,可以使NOx排放减少。
然而,这种技术具有一定的局限性,适用于一些规模较小的锅炉,对于大型锅炉则难以实现。
再燃技术是一种在燃料燃烧室中注入少量的再燃料进行再燃的技术。
这种技术可以在极短的时间内使燃料完全燃烧,减少未完全燃烧产生的NOx。
此外,再燃气的产生还可提升锅炉燃烧室内流体的混合,也有助于提高燃烧效率。
SNCR技术则是通过给燃烧室注入一种还原剂(如氨水、尿素等),并加热使其分解,产生氢气和氨气,再与NOx进行反应,生成氮气和水。
这种技术可以有效地降低NOx的排放,但其降低效果与还原剂的添加量、反应室的温度、氨水尿素的纯度等因素有关。
总的来说,各种低氮燃烧技术都具有其各自的优缺点,燃煤锅炉低氮燃烧技术的选择需要根据具体的应用情况和经济效益来综合考虑。
低氮燃烧技术在锅炉中的应用及优化
低氮燃烧技术在锅炉中的应用及优化随着我国工业快速发展,各行各业都在追求更高效、更环保的生产方式和能源利用方式。
其中,锅炉作为能源重要的转化设备,其燃烧技术也面临着新的挑战。
低氮燃烧技术作为燃烧技术的一种新兴技术,在锅炉中的应用也越来越广泛。
一、低氮燃烧技术的定义及发展低氮燃烧技术是将空气、燃料和氮气按一定比例混合,使燃料在高温下发生完全燃烧的同时,尽可能地减少氮气和空气的反应,尤其是减少氮氧化物的生成。
因为氮氧化物是空气污染的主要成因之一。
低氮燃烧技术的发展经历了多个阶段。
最初的低氮燃烧技术是通过增大空气过量系数、喷孔、改变油枪结构等手段,减少氮氧化物生成的技术。
随后,经过不断的技术改进和完善,基于先进的反应动力学的计算和模拟,出现了低氮燃烧技术的第二代,其最大的特点是采用了强制混合的方式,将气、液燃料和空气混合均匀,以达到更低的氮氧化物生成。
再以后,出现了基于计算流体力学(CFD)的模拟与应用,可以更准确地对燃料和空气在燃烧室内的流动和混合进行分析和模拟。
当前,随着科学技术的不断进步和完善,低氮燃烧技术又迎来了第三代技术。
它主要面向低氮燃烧技术关键科学问题及环境控制技术等重要应用,基于复杂非线性动力学系统模拟分析和多学科交叉融合,探索了关键技术和组件,使得低氮燃烧技术取得了更大的进步。
二、低氮燃烧技术在锅炉中的应用低氮燃烧技术不仅可以应用于家用燃气锅炉,也可以应用于工业锅炉。
工业锅炉的燃料种类多样,而低氮燃烧技术更具有普适性。
例如,低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用。
通过采用低氮燃烧器等一系列技术手段,适当调整锅炉燃烧的氧气含量和温度,以及在锅炉前后增加SCR(选择性催化还原)等脱硝装置,最终可以大大降低燃煤锅炉中的氮氧化物排放。
同时,低氮燃烧技术还可以提高锅炉的热效率,降低废气排放温度,减少燃烧产物中的可燃性气氛,从而避免空气污染。
三、低氮燃烧技术的优化低氮燃烧技术在锅炉运用中,还需要通过不断的优化和改进,进一步完善特殊燃料、型号、和工况适用常规设计外的技术模型、运行参数与实践经验,提高低氮燃烧技术的实用性和适用性。
低氮燃烧技术在煤粉锅炉上的应用研究
一
热力 型 NO x指的是空气 中的氮在 1 5 0 0 ℃以上高温时与氧 气反 应生成 的 N O x ,这种反应 遵循阿 累尼乌斯 定律 ,NO x的 生成 速度 与温 度 的升高成 正 比例 ,而 在温度低 于 1 5 0 0 ℃时, NOx 基 本不会 产生氧化 反应 。 燃料 型 N Ox指 的是燃 料 自身 所 固有 的氮化合物 通过燃烧 在6 0 0 . 8 0 0 ℃时产生的形态,燃料型 N O x的生成很 大程度上 与 燃料 的特性 、结构 以及燃烧 的条件 有密切 关系,燃料 型 NO x 比热力型 N Ox更加容易形成。 瞬态 型 N Ox指 的是氮分子在 碳氢化 合物 的影响下 ,转化 形成的 N Ox ,它所 占的分量微乎其微 ,一般不作为研 究对象 。 2 氮氧化物形成机理与控制原理 N Ox的控 制分 为三部 分,燃烧 前控 制、燃烧 中控 制和燃 烧后控制 ,但是 由于燃烧前控制难度较大基本 上仅 处于研究阶 段, 并没有实际 的应用,所以业界基本上将燃烧前 的控制排 除, 仅保 留两部分即燃烧中控制和燃 烧后控制 。 通过对 NO x生成机理 的分析能够得 出抑制燃烧 中 NO x生 成 的技术主要应 当集 中在 以下几个方面,控制燃烧 区的温度 , 降低氧的浓度 ,缩短燃料在高温区的时间 。燃烧后脱硝主要方 法是 S C R技 术、S NC R技术 以及 S C R - S N C R混合技 术。本 文 将抑制燃烧 中 N Ox生成的技术作为研究重点。 2 . 1改进低氮燃烧技术 在对燃烧产生 的氮氧化物控制进行控制 的时候 ,国外一些 比较发达 的国家主要采取 以下几种技术措施来降低 氮氧化合物 的排放 。第一种控制措施就是对燃烧 技术进行改进 ,改进之后 的燃烧技术不仅有烟气 再循 环系统, 同时还有浓淡再燃烧过程 。 利用这种技术措施不仅能够使得氮氧化合物的燃烧 能够 更加 的 充分 ,与此 同时还能将氮氧化物的排放量降到最低 ;第 二种 降 低氮氧化合物排放的控制措施就是利用分级氮 氧化物 的燃烧器 来完成的 , 这种燃烧技术的主要 目的是降低燃烧器 中氧 的浓度 , 这样就能使得在煤粉炉 的燃烧器燃烧 的时候降低氮氧化物 的产 生 。还有一种技术措施就是对燃烧形成的氮氧 化物进行还 原, 利用这种技术能够将煤粉锅炉燃烧产生的一些氮氧化物 进行 还 原 ,从而尽可能的减小对氮氧化合物的排放。利用 这种技术 , 可 以使燃煤 中氮氧化物 的形 成量降低 到 3 5 0 mg / m3 ,从而能够
高效煤粉工业锅炉采用低NOx燃烧技术的研究
高效煤粉工业锅炉采用低NOx燃烧技术的研究摘要:高效煤粉工业锅炉在能源领域扮演着重要角色,然而,其排放的氮氧化物(NOx)对环境和人类健康造成了负面影响。
因此,采用低NOx燃烧技术是迫切需要的。
本文调查了当前煤粉工业锅炉低NOx燃烧技术的研究现状,并提出了一些改进意见和建议。
引言:随着煤炭资源的日益枯竭和环境问题的日益突出,高效煤粉工业锅炉作为一种能效高且广泛应用的燃烧设备备受关注。
然而,锅炉燃烧过程中产生的氮氧化物对大气环境和人体健康造成不可忽视的影响,因此,减少煤粉工业锅炉NOx排放已成为迫切需求。
一、研究背景:1. 高效煤粉工业锅炉的意义高效煤粉工业锅炉凭借其高效节能和灵活运行的特点,在工业领域扮演着不可替代的角色。
它能够利用煤粉作为燃料,在高温下将煤粉燃烧成高温气体,产生蒸汽驱动发电机组发电,从而满足工业用电的需求。
2. NOx排放的环境和健康影响NOx排放是煤粉工业锅炉燃烧过程不可避免的产物。
它对大气环境产生负面影响,包括酸雨的形成、光化学烟雾的生成等。
另外,NOx还与呼吸道疾病等人体健康问题密切相关,威胁着公众的生活质量和健康。
二、高效煤粉工业锅炉低NOx燃烧技术的研究现状:1. 返燃及水喷雾技术返燃技术是一种将一部分烟气通过辅助燃烧器再次引入炉膛进行燃烧的方法,有效降低了锅炉中的氧浓度,抑制了燃烧产物中氮氧化物的生成。
水喷雾技术则是通过向锅炉炉膛中喷入细小的水滴,以达到降低燃烧温度和抑制NOx生成的目的。
2. 燃烧器改进和优化通过改进和优化煤粉工业锅炉的燃烧器结构,能够实现燃烧过程的更充分和均匀,提高煤粉的可燃性和燃烧效率,减少火焰温度高峰区域的形成,从而抑制NOx的生成。
3. 引入SNCR技术选择性催化还原技术(SNCR)是一种通过引入还原剂进行催化反应,将NOx还原为无害氮气的技术。
通过在煤粉工业锅炉中引入适当的SNCR系统,可以有效降低NOx排放。
三、改进建议:1. 推广低NOx燃烧技术政府和相关企业应加大对低NOx燃烧技术的推广力度,鼓励企业投资和应用该技术,减少燃煤工业锅炉NOx排放。
论低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用分析
论低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用分析摘要:近年来,我国改革步伐越来越快,也促进了我国经济的快速发展。
但在经济发展过程中,对不同能源的需求也在不断增加,就工业发展而言,我国火力发电厂越来越多,这也导致了工业生产过程中氮氧化物排放量居高不下,排放量不减反增,对于火力发电厂燃煤加热器的整个燃烧过程,为了确保合理控制氮氧化物排放,低氮燃烧技术是一个非常重要的环节,它能在很大程度上有效地保护生态环境,有助于经济的可持续发展。
分析了影响氮氧化物产生的主要原因,提出了低氮燃烧技术的具体实施方案,并与相关技术进行了比较。
关键词:低氮技术;粉煤锅炉;环境中国的经济水平正在迅速提高,同时也在增加对能源的需求。
氮氧化物排放量也随着能源利用和消费的增加而显著增加,氮氧化物对生态环境有着重要影响。
它在很大程度上消耗了地球大气中的臭氧层。
它不仅破坏了整个生态环境,还影响着人们的身心健康;就我国而言,大量氮氧化物的排放是由燃煤引起的,最大的用煤是火力发电站。
电力行业是中国目前第一个氮氧化物排放行业。
由于经济的发展,我国对电力的需求不断增加,电力行业的氮氧化物排放也占我国氮氧化物排放总量的很大比例。
改革开放后,中国经济取得了快速发展,工业也取得了长足进步,同时建设了越来越多的火力发电站。
低氮燃烧是控制氮氧化物排放的重要技术,对改善环境质量、促进经济可持续发展具有重要作用。
本文主要研究了氮氧化物的产生和控制技术,探讨了氮氧化物转化的思路和内容,并对中国燃煤锅炉低氮燃烧技术的进一步发展提出了建议。
因此,火电厂必须严格控制生产过程中氮氧化物的排放,通过各种技术降低对环境和人的危害。
一、燃烧过程中没有格式化机制火力发电厂燃煤锅炉使用的燃料是产生大量氮氧化物的煤,包括氮氧化物、二氧化氮和氮氧化物,其中氮氧化物的比例高于9%,约为5-10%氮氧化物的比例相对较低,只有1%左右,因此,在排放控制中,二氧化氮和氮氧化物是重点控制对象,粉煤燃烧过程中形成了三种氮氧化物:一是速度型氮氧化物,二是热型氮氧化物,三是燃烧型氮氧化物,这三种类型中,所谓的热型氮氧化物,是从火力发电厂煤粉锅炉中的氮气中特别获得的,随后会产生热氮氧化物,而转速氮氧化物主要是由于燃料中形成高碳和高氯团簇以及空气中的氮气反应;燃烧不会,氮氧化合物在燃烧过程中的热降解,因此燃烧过程是产生氮氧化物的来源,而氮氧化物的产生量、具体的燃烧条件和燃烧方式是密不可分的。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术在经济快速发展的今天,人民的生活水平逐渐提高,现代化技术以在生产生活中普遍应用,经济的发展势必带来能源的消耗,环境问题也随之而来.。
本文对NOx的产生途径以及控制措施、低氮燃烧技术分类介绍、低氮燃烧技术存在的问题做了简单介绍,这对低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用具有一定现实意义.。
关键词:锅炉;低氮燃烧技术;措施引言:从有关机构的调查数据得知,目前我国目前化工能源行业二氧化硫的排放量已经超过1500万吨,氮氧化物的排放量已经超过2500万吨.。
按当下发展趋势,在2025年的氮氧化物排放量将达到3500万吨.。
由此引发的环境问题已经受到社会各界广泛关注,发展必须做好环境治理工作.。
在2014年7月出台的《火电厂大气污染物排放标准》中要求二氧化氮的排放浓度不得高于100mg/m3,这一标准的推出使得各家锅炉企业对自己的排放更加重视,锅炉系统产生的烟气中二氧化硫和氮氧化物更是标准中的重点.。
这一标准的制定UI 与烟气污染控制有着十分重要的意义.。
当下燃煤锅炉脱硝技术的研究重点主要还是放在热反应中的NOx控制以及热反应后的NOx控制.。
在国际交流中通常将热反应中的NOx控制手段叫做一次措施.。
将热反应后的NOx控制手段叫做二次措施,这就是我们常说的烟气脱硝技术.。
文章主要对燃煤锅炉燃烧过程中普遍使用的部分以及部分注意.。
1.NOx的产生途径以及控制措施1.1 NOx的产生路径及类型NOx是主要的空气污染源之一,当它的浓度达到一定限制后会对人体产生极大危害,这也对于公共安全造成威胁.。
在燃煤锅炉系统工作中会产生大量氮氧化物,根据运行情况的不同,如原料热反应情况和热能动力情况的变化,都会导致产生的NOx也不同.。
在热反应中形成的NOx是由于原料本身就含有一定的含氮量,含氮化合物在燃烧中转化为氮氧化物.。
在热反应达到700±100℃时,原料中的含氮化合物就会氧化成氮氧化物.。
与此同时的氮氧化物合成与分解都是由原料特性及组成决定的,体系温度也会对氮氧化物的合成分解产生一定影响.。
低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用
浅析低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用摘要:近年来,随着能源需求的不断增加,合理利用燃煤发电技术变得越来越重要。
由于发射物、氮氧化物和烟尘排放严重影响环境,因此综合治理问题已成为一项迫切任务。
在这一背景下,低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用受到了越来越多的关注。
本文详细探讨了低氮燃烧技术对燃煤锅炉的应用,包括其原理,技术优势,及实施中出现的问题。
研究表明,燃煤锅炉的低氮燃烧技术的应用可以显著降低污染物的排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,从而减少燃料消耗,节约能源。
关键词:低氮燃烧;燃煤锅炉;污染物正文:随着全球能源需求的增加,合理利用燃煤发电技术也变得越来越重要。
然而,燃煤发电会产生大量的污染物,这些污染物会影响环境的健康。
综合治理问题已成为当前研究的热点,低氮燃烧技术也开始受到越来越多的重视。
因此,本文致力于对低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用进行浅析。
低氮燃烧技术是一种先进的综合治理技术,主要由燃料、空气、催化剂和燃烧控制等四部分组成。
燃料组成选择合理,空气定压定流量投入,催化剂的投入量适当,燃烧控制技术的运用将有效地降低烟温,从而降低烟气中的污染物,即NOx、SO2和PM。
低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用具有许多优势,包括降低污染物排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,减少燃料消耗,节约能源。
但是,在低氮燃烧技术实施过程中,燃煤锅炉的排放还存在一定的问题,例如低氮裂解温度、NO抑制和钝化等等。
本文综述了低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用,认为低氮燃烧技术可以显著减少污染物的排放,延长燃煤锅炉的使用寿命,提高燃煤锅炉的效率,从而减少能源的消耗,节约能源。
同时,也指出了在实施低氮燃烧技术过程中出现的问题及其解决办法。
未来,将继续研究更加先进和有效的低氮燃烧技术,以达到更好的水平。
随着低氮燃烧技术的应用在燃煤锅炉中的普及,一些新的综合排放控制技术也逐步被引入。
例如NOx控制剂,它可以有效抑制燃煤锅炉排放的NOx水平,进一步减少烟气中污染物的排放。
低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的运用论文[5篇范例]
低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的运用论文[5篇范例]第一篇:低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的运用论文摘要:探讨分析NOx的生成机制,阐述低氮燃烧技术在锅炉节能减排中的应用情况及其可能存在的问题,以解决控制NOx的排放量,减少环境污染。
关键词:低氮燃烧技术;节能减排;锅炉能源消费一直是世界共同关注的问题,随着人类社会的飞速发展,能源消费需求不断扩大,节省能源消费是一大命题。
因此,氮能源的减排及其充分利用就越发重要。
低氮燃煤技术具有低投资、高效益的优点。
氮能源在我国工业锅炉的应用中相当普及,但同时氮能源在锅炉中燃烧过程时会加速扩大NOx的排放量及速度,如果不能节能减排,将不能充分发挥它的价值,且会严重浪费氮能源,甚而影响环境健康,所以严格控制NOx的排放量首当其冲。
锅炉中低氮燃烧技术实质上就是改善燃烧条件,使其充分燃烧,产生更多能量同时减少NOx生成。
目前我国工业锅炉常用的低氮燃烧技术主要有燃料分级技术、空气分级技术、烟气再循环技术等。
1氮能源在锅炉中生成氮氧化物的机制氮能源燃料在锅炉燃烧过程中产生的NOx主要包括N2O、NO2、NO,N2O占总含量约1%,NO2占总含量约2%~10%,含量最多的是NO,占总含量90%以上,各种NOx含量比例的差异和燃烧条件关系密切。
锅炉生产中NOx的生成机理主要有三种类型:燃烧型、热力型、快速型。
1.1燃烧型燃烧型NOx是氮能源燃料在锅炉中的完全燃烧及不完全燃烧产生的。
我们知道,氮能源燃料中氮化合物的热分解温度是600℃~800℃,在该温度条件下生成燃烧性NOx。
首先是含氮化合物高温分解成中间环节产物,主要包括N、氰化氢、氰化物等,然后中间产物进一步氧化形成了NOx。
煤粉锅炉含氮能源的燃烧过程相继发生挥发份燃烧、焦炭燃烧2个阶段,所以,燃料型NOx的生成与挥发份燃烧、焦炭燃烧有密切关系。
1.2热力型热力型NOx的产生的必备条件是高温,它是指氮能源燃烧过程中空气中的N在高温下氧化产生,在锅炉中经过燃烧生成NOx的一系列连锁效应[1]。
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术
浅析燃煤锅炉低氮燃烧技术燃煤锅炉是工业生产中常见的一种锅炉设备,它能够以煤炭为燃料进行高效能的热能转换,为工业生产提供了重要的能源支持。
由于煤炭燃烧会产生大量的氮氧化物,给环境带来了严重的污染问题。
为了解决这一问题,燃煤锅炉低氮燃烧技术应运而生。
本文将对燃煤锅炉低氮燃烧技术进行浅析,探讨其原理、应用和发展趋势。
一、低氮燃烧技术的原理燃煤锅炉低氮燃烧技术是通过改变燃煤锅炉的燃烧方式,减少氮氧化物的生成,从而达到环保减排的目的。
其原理主要包括两个方面:一是通过优化燃烧工艺,降低燃烧温度和氧气浓度,减少氮氧化物的生成;二是利用先进的燃料分级燃烧技术和烟气再循环技术,有效降低燃煤锅炉的氮氧化物排放。
二、低氮燃烧技术的应用低氮燃烧技术在燃煤锅炉中的应用已经取得了显著的成就。
通过改造燃煤锅炉,引入先进的低氮燃烧技术,能够有效减少氮氧化物的排放,符合环保政策和要求。
目前,低氮燃烧技术在工业生产中得到了广泛的应用,特别是在电力、化工、钢铁等行业的燃煤锅炉上取得了良好的效果。
在电力行业,燃煤锅炉是主要的热能供应设备,为电力生产提供了重要的支持。
由于燃煤锅炉的氮氧化物排放严重,已经成为了电力行业面临的一个难题。
低氮燃烧技术的引入,为电力行业提供了一种有效的解决方案。
通过改造燃煤锅炉,增加低氮燃烧技术装置,能够有效降低氮氧化物排放,保障电力生产的环保要求。
在化工和钢铁行业,燃煤锅炉同样也扮演着重要的角色。
这些行业对热能的要求更高,对煤炭燃烧的要求也更严格。
低氮燃烧技术不仅能够减少氮氧化物排放,还能够提高燃煤锅炉的热效率,使得工业生产更加环保、高效。
三、低氮燃烧技术的发展趋势随着环保意识的不断提高,燃煤锅炉低氮燃烧技术的发展趋势也愈发明显。
未来,低氮燃烧技术将呈现以下几个发展趋势:1. 技术不断创新。
低氮燃烧技术在煤炭燃烧领域属于先进技术,未来将不断进行技术创新,提高其应用范围和效果。
研发更加先进的低氮燃烧器和燃烧控制系统,提高燃煤锅炉的热效率和环保指标。
燃煤锅炉降低NOx燃烧和排放控制技术研究
燃煤锅炉降低NOx燃烧和排放控制技术研究摘要:氮氧化物是燃煤电站锅炉排放的大气污染物之一。
文章通过研究低NOx排放控制技术,论述了锅炉烟气净化、低NOx燃烧技术措施,使Nox污染物排放的可靠性大大降低,燃烧主要生成的氮氧化物包括了NO、NO2、N2O3、N2O4以及N2O5等。
关键词:燃煤锅炉;NOx;燃烧;排放;控制;研究近些年来,人们对氮氧化物的危害越来越引起重视,在这样的情况下,对氮氧化物污染的治理就显得非常必要了。
在燃煤锅炉进行燃烧的这一过程当中,所产生的氮氧化物,对生态环境产生了严重的危害,目前,这一氮氧化物也已经成为了电站锅炉烟气污染物当中的最主要控制目标之一。
1 NOx的定义燃烧主要生成的氮氧化物包括了NO、NO2、N2O3、N2O4以及N2O5等等,我们把这些统称为NOx。
一般来讲,在具体的燃烧过程中,氧化物中所含有的NO所占的比例超过了90%,氧化物本身具有很大的毒性,它非常容易和动物血液当中的血色素结合,从而是动物的血液缺氧,进而依法中枢神经麻痹。
对于NO2来讲,它主要是通过NO氧化而成的,它所占的比例范围在5%~10%之间,它能够对人的呼吸器官黏膜产生强烈的刺激,特别是对人肺部的刺激,它的毒性和SO2以及NO相比较起来,要强很多,它在经过了紫外线的照射,在经过了与碳氢化合物的接触之后,还会发生反应,从而生成浅蓝色并且有毒的光化学烟雾,这种烟雾能够对人的眼睛、鼻子、心、肝以及肺等产生强烈的刺激和损害。
2 燃烧过程中NOx的生成的抑制在煤的燃烧过程中,NOx的生成有三种途径,即热力型N0x,快速型N0x 和燃料型N0x。
热力型N0x是高温下空气中的氮气和氧气反应生成的,当温度低于1 300℃时,NOx的生成量很少;在温度高于1 300℃时,NOx的生成量才逐渐增多。
快速型NOx也是由空气中的氮生成的,在燃料富集区通过煤燃烧时碳氢化合物分解产生的CH1等自由基与氮气反应生成氰化物.氰化物进而被氧化生成NOx,快速型NOx通常不到NOx生成总量的5%。
低氮燃烧技术在煤粉锅炉上的应用研究
低氮燃烧技术在煤粉锅炉上的应用研究作者:朱永华来源:《科技传播》2014年第06期摘要随着我国改革步伐的不断加快,我国的经济发展也在不断的发展和壮大,然而随着经济的不断发展对能源的需求也在不断的增加。
在工业发展上伴随着火电厂建设的不断增多,使得在生产中产生的氮氧化物排放量不断的增长,这严重的影响到了生态环境的发展以及人民的身心健康。
在火电厂的煤粉锅炉燃烧过程中低氮技术是控制氮氧化物排放量的主要环节之一,它对保护生态环境促进经济可持续发展有着重要的作用。
本文主要研究在煤粉锅炉中影响氮氧化物产生的因素,并提出一些低氮技术的应用,供大家参考,具体内容如下:关键词低氮技术;煤粉锅炉;应用中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)111-0138-020引言随着我国经济的不断发展,能源的消耗也在不断的增长,导致氮氧化物的排放量也在不断的增长。
氮氧化物的产生将严重消耗着地球大气层中的臭氧层,对生态环境和人们的健康有着严重的危害作用。
我国排放氮氧化物的主要是来源于煤的燃烧,其中大部分是来自于火电厂,现今电力行业生产中氮氧化物的排放量在我国排放总量的首位,因此对火电厂的氮氧化物的排放量进行严格的控制,已经成为现今刻不容缓的问题。
1 燃烧中氮氧化物的形成在火电厂煤粉锅炉燃烧的过程中,所形成的氮氧化物中主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)以及一氧化二氮(N2O),其中一氧化氮(NO)在排放量上占据着95%的比例,又因在煤粉锅炉中燃烧产生的氮氧化物主要是以一氧化氮(NO)的形式存在着,而一氧化氮(NO)有很容易跟空气中氧产生反应,生成二氧化氮(NO2),因此如果要在煤粉锅炉燃烧形成的氮氧化物进行控制,其中主要的就是对二氧化氮(NO2)和一氧化氮(NO)进行控制。
煤粉锅炉在进行燃煤时燃烧形成的氮氧化物主要可以分为三大类型,热力型氮氧化物(NOX)和速度型氮氧化物(NOX)以及燃烧型氮氧化物(NOX)。
燃煤机组低氮燃烧技术的研究与应用
燃煤机组低氮燃烧技术的研究与应用随着经济不断发展,能源需求也不断增加。
然而,传统的燃煤机组所排放的氮氧化物等有害气体却给环境带来了很大的损害,尤其在大气污染防治攻坚战的背景下,开展燃煤机组低氮燃烧技术研究与应用显得非常重要。
本文将从技术原理、研究进展以及应用方面阐述燃煤机组低氮燃烧技术的相关知识。
一、技术原理首先,什么是低氮燃烧技术?低氮燃烧技术是指通过改变燃烧方式,减少燃煤中氮的氧化物产生量,从而达到减少氮氧化物排放的目的。
燃煤机组低氮燃烧技术一般采用以下两种方式来达到目的:1.改变燃烧方式:优化炉膛结构及燃烧过程,使其满足低氮燃烧的需求。
2.喷射还原剂,如NH3或H2O2等:还原剂在燃烧时与NOx反应,生成N2和H2O等无害物质。
二、研究进展低氮燃烧技术的相关研究已经持续多年,随着科技的不断发展,研究的领域也越来越广泛。
其中,燃煤机组低氮燃烧技术的研究从早期的试验研究逐渐向系统优化、机理分析和模拟仿真等领域拓展。
早期试验研究表明,改变燃烧方式是最有效的低氮燃烧方法,通过调整燃烧器设计、喷嘴结构、混合比例等可以达到较好的效果。
后来,人们通过理论分析和数值模拟的方法,对低氮燃烧的机理和过程进行了深入研究,提出了一些新的低氮燃烧技术。
例如,在燃煤机组中加入还原剂可以大大降低氮氧化物的排放,但仍需注意还原剂的加入量以及其它和还原剂相关的问题。
三、应用方面随着低氮燃烧技术的不断完善,越来越多的燃煤机组开始采用低氮燃烧技术以达到减少氮氧化物排放的目的。
目前,国内外已经有很多的煤电基地开始采用低氮燃烧技术。
例如,我国某燃煤电站通过对锅炉结构和燃烧过程的优化,实现了低氮燃烧技术的应用,氮氧化物排放浓度降低了约80%。
此外,燃煤机组低氮燃烧技术在工程应用中还存在一些问题,如低负荷下的氮氧化物排放、燃烧稳定性等问题。
因此,在应用中仍需进一步研究和改进。
总之,燃煤机组低氮燃烧技术的开发及应用已经成为了环境保护领域的重要课题,既有利于环境保护又可以提高企业的经济效益。
低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用
低氮燃烧技术在煤粉锅炉中的应用摘要:低氮燃烧技术对控制NOx排放量起到十分重要的作用。
本文对低氮燃烧技术在煤粉锅炉上的应用进行了分析,结合实例,对基于低氮燃烧技术的煤粉锅炉改造方案进行了设计,改造后的调试结果表明,该改造方案取得了良好的成效,对在煤粉锅炉中低氮燃烧技术应用方面具有一定的参考价值。
关键词:低氮燃烧;煤粉锅炉;应用引言改革开放以来,我国的经济得到了迅速的发展,工业也取得了极大的进步,同时也伴随着火电厂建设的不断增加。
而随着火电厂建设的不断增加和规模的不断扩大,使得生产中NOx的排放量持续增长,严重影响到了生态环境的发展以及人类的健康,并对我国经济的可持续发展造成了不良的影响。
而低氮燃烧技术作为控制NOx排放量的重要技术,其在火电厂煤粉锅炉中的应用对改善环境质量、促进经济的可持续发展具有十分重要的作用。
1 设备概况某热电公司锅炉采用中储式制粉系统,四角切圆燃烧,单炉膛、平衡通风、固态排渣、倒U型露天布置、全钢架、全悬吊结构,为高温高压自然循环汽包炉。
锅炉具体设计参数见表1。
本文以锅炉近年来实际燃用的煤种作为低氮燃烧改造设计的煤质依据,详细的煤质分析见表2。
2 改造方案针对该型煤粉锅炉结构特点,以分级燃烧技术为基础,优化炉内配风,重新配置各级燃烧器,采用WR宽调节比低氮燃烧器及SOFA燃烧器更换旧火嘴,实现炉内分级燃烧,从而实现降低NOx排放量的目标。
2.1 改造机理分级燃烧机理的核心在于将燃烧所需要的热风沿炉膛高度方向分级送入,从而在炉内依次形成主燃区、还原区及燃尽区三个燃烧反应区域。
在主燃区,控制过量空气系数α=0.85~0.9,在此条件下将燃料送入炉内燃烧并生成NOx。
随后含NOx的烟气沿炉膛上升至炉内的还原区,此时因其处于α<l条件下的强还原性气氛,使已生成的NOx在遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NOx还原反应,这样就把主燃区产生的NOx还原成N2。
论文:基于风煤调平的煤粉锅炉低氮燃烧控制新技术研究
基于风煤调平的煤粉锅炉低氮燃烧控制新技术研究程加东1张茂勇2李学颜 1摘要:本文分析了电站锅炉由于风煤分配不平衡对炉内燃烧的不利影响及现有常规低氮燃烧技术在实践中存在的诸多问题,提出了数字化燃烧控制新技术方案,并在华能北京热电厂进行了实验研究,实现了大幅降低NOx生成量45%以上、降低供电标煤耗4g/kWh以上、并明显改善锅炉运行安全性,与现有常规低氮燃烧技术相比在减排技术效果、节能性、安全性和经济性等方面具有显著优势,可为我国大型燃煤锅炉实现近零排放提供新的技术实现途径。
关键词:风煤平衡煤粉浓度数字化低氮燃烧1问题的提出1.1风煤分配不平衡对锅炉运行安全性、NOx生成量及锅炉效率的影响电站煤粉锅炉燃烧器过量空气系数对炉内燃烧状态具有决定性的作用,如果一次风媒系统分配不平衡、炉内空气动力场出现明显偏离等,将会导致炉内的燃烧状况恶化。
我国电站锅炉的运行实践中,由于目前难以精确、实时、全面地监测煤粉浓度、各风管风量风压等参数,并缺乏调平依据和手段,在已建成投产的300MW级、600MW级、1000MW 级的各类机组锅炉中,均大量存在一次风媒系统不平衡、二次风分配不平衡等问题,而在锅炉建成调试时虽然进行了基本风煤系统的调平,但其实际调节效果缺乏精确评估依据,其数据缺乏可靠性,而采用高精度煤粉浓度检测仪、高精度风速风量测量仪等的实测表明,电站锅炉风煤不平衡问题较为突出和普遍。
1.2目前常规低氮燃烧技术存在的问题及其成因目前电站锅炉已广泛采用低氮燃烧技术以达到氮氧化物的排放指标,实测表明,低氮燃烧改造可显著降低NOx的生成量,但其又会产生其它诸多问题,例如机组最小技术出力降低,调峰能力差;AGC控制的调节特性能差,主汽压力偏差大、汽包水位波动,在低负荷时在原有控制方式下的炉膛压力波动大;运行经济性差,主要体现在:飞灰含碳量增大;再热汽温偏低①。
导致上述问题的主要原因是在应用中存在着技术瓶颈:即燃烧1青岛立宇科技开发有限责任公司2北京中科华誉工业能源技术研究所器之间煤粉分配偏差过大,有的磨煤机燃烧器之间存在高达±30%~50%的分配偏差,而运行人员经常通过提高二次风量的方法弥补这种偏差,由此不但增加了排烟损失,也增加了氮氧化物排放浓度。
煤粉锅炉低氮燃烧及SNCR联合脱硝技术研究
煤粉锅炉低氮燃烧及SNCR联合脱硝技术研究张攀;范祥子【摘要】为了解决煤粉锅炉脱硝改造中遇到的NOx浓度高、受空间约束等问题,选取包钢热电厂1台130 t/h煤粉锅炉为研究对象,从技术原理、改造难点等方面分析,提出了适合煤粉锅炉脱硝改造的“低氮燃烧+SNCR”工艺路线:对主燃烧器进行低氮燃烧改造,降低主燃烧器标高,增加高位燃尽风口;炉膛上方设置多层喷枪,上下错落布置;脱硝还原剂采用尿素;选用大流量单孔喷嘴.结果表明:该路线综合脱硝率>70%,NOx排放质量浓度小于180 mg/Nm3,达到了环保要求.%In order to solve problems of denitrifying pulverized coal furnace,such as high NOx concentration and spatial constrains,a 130 t/h boiler of Baogang group thermal power plant was selected to analyze its technical principles and challenges in the denitrifying process,and finally a "low nitrogen combustion & SNCR" process route suitable for denitrifying pulverized coal furnace was proposed with features,such as low nitrogen combustion reconstruction of the main burner,reducing the elevation of the main burner and increasing over fire air outlets at high positions,installing multiple layers of spray guns above the combustion chamber in a scattered layout;using urea as the denitration reducing agent;using high-flow single-hole nozzles.The results show that this process route has an overall denitrifying rate above 70% and keeps the concentration of discharged NOx below 180 mg/Nm3,which can effect satisfy the requirements on environmental protection.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2018(024)001【总页数】6页(P142-147)【关键词】低氮燃烧;SNCR;脱硝;煤粉炉【作者】张攀;范祥子【作者单位】煤科集团杭州环保研究院有限公司,浙江杭州311200;煤科集团杭州环保研究院有限公司,浙江杭州311200【正文语种】中文【中图分类】TQ534;TK229.60 引言NOx是大气主要污染物之一,其与碳氢化合物在强光下易造成光化学污染;NOx还是酸雨、臭氧、灰霾等污染形成的主要因素,对人类健康和生存环境造成严重危害。
锅炉低氮燃烧技术的应用与浅析
锅炉低氮燃烧技术的应用与浅析背景随着时代的发展,中国逐渐成迈入先进技术的行列,赶超了外国的先进技术,同时人民群众的环保意识逐步的增强,中国也开始要准备颁布严格的氮氧化物的排放标准,这样就对发电厂提出了一个要求,就是如何有效的降低锅炉烟气中的氮氧化物的含量。
近年来国内新建了很多大型的火力发电厂,在这些电厂的的锅炉燃料系统中普遍采用了一些先进的氮燃烧技术来降低氮氧化物的排放,而这些技术通常是伴随着锅炉的主体设备采购的,同时也有部分设备是通过研究国外成熟的技术以后,经过消化结合本土的特色开发的。
这些经过国内科研院所和电力生产企业的研究开发的技术,在低氮燃烧技术方面通常都取得了比较好的效果,而且国内的很多锅炉生产设备厂家在低氮燃烧系统设计领域也渐渐的从过去的完全模仿向着独立自主的研发方向发展,目前在低氮燃烧领域,国内存在的主要的问题就是在独立知识产权方面缺乏与之相关的产品,因此如何完善相关的技术,形成成熟的技术,并将该技术运用到实际的生产中是将来需要解决的问题。
1、锅炉氮燃烧产生原理在火力发电厂锅炉燃烧产生的氮氧化物中通常包含着2种成分,一中是NO2,含量大概在5%-10%左右,剩下的大量的是NO,含量在90%左右,占大部分。
氮氧化物中的NO在氧气的作用下就会生成NO2,在锅炉中NO 的形成通常分为如下三种方式:(1)燃料类型的NO(2)热力类型的NO热力类型的NO,通常是由于空气中的氮气和氧气在高温下产生,在锅炉中经过燃烧生成NO某,而在该类型下影响空气中氮转化为为当氧化物的各种影响因子中,温度占了相当大的一个因素,据一项研究表明,当锅炉中的燃烧温度高于1500摄氏度的时候NO生成量会成指数规律性的速效增加,其他的几个因素,包括在高温下停留的时间,氧气的浓度大小都与NO的形成成正比,如果减少在高温下的停留的时间,降低氧气的浓度的时候就可以在一定范围内降低NO某产生的数量。
(3)快速类型的NO快速类型的NO产生的原理是氮分子在锅炉内火焰的边缘燃烧的时候快速的形成的,通常需要在碳氢化合物的参与中完成,影响因子同样为氧气的含量还有锅炉内温度的含量,在温度升高的时候,转化率逐渐提高,但是通过实验发现快速类型产生的NO在锅炉中所有氮氧化物中的比例只有不到5%,所以一般可以忽略不做考虑。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于风煤调平的煤粉锅炉低氮燃烧控制新技术研究
程加东1张茂勇2李学颜 1
摘要:本文分析了电站锅炉由于风煤分配不平衡对炉内燃烧的不利影响及现有常规低氮燃烧技术在实践中存在的诸多问题,提出了数字化燃烧控制新技术方案,并在华能北京热电厂进行了实验研究,实现了大幅降低NOx生成量45%以上、降低供电标煤耗4g/kWh以上、并明显改善锅炉运行安全性,与现有常规低氮燃烧技术相比在减排技术效果、节能性、安全性和经济性等方面具有显著优势,可为我国大型燃煤锅炉实现近零排放提供新的技术实现途径。
关键词:风煤平衡煤粉浓度数字化低氮燃烧
1问题的提出
1.1风煤分配不平衡对锅炉运行安全性、NOx生成量及锅炉效率的影响
电站煤粉锅炉燃烧器过量空气系数对炉内燃烧状态具有决定性的作用,如果一次风媒系统分配不平衡、炉内空气动力场出现明显偏离等,将会导致炉内的燃烧状况恶化。
我国电站锅炉的运行实践中,由于目前难以精确、实时、全面地监测煤粉浓度、各风管风量风压等参数,并缺乏调平依据和手段,在已建成投产的300MW级、600MW级、1000MW 级的各类机组锅炉中,均大量存在一次风媒系统不平衡、二次风分配不平衡等问题,而在锅炉建成调试时虽然进行了基本风煤系统的调平,但其实际调节效果缺乏精确评估依据,其数据缺乏可靠性,而采用高精度煤粉浓度检测仪、高精度风速风量测量仪等的实测表明,电站锅炉风煤不平衡问题较为突出和普遍。
1.2目前常规低氮燃烧技术存在的问题及其成因
目前电站锅炉已广泛采用低氮燃烧技术以达到氮氧化物的排放指标,实测表明,低氮燃烧改造可显著降低NOx的生成量,但其又会产生其它诸多问题,例如机组最小技术出力降低,调峰能力差;AGC控制的调节特性能差,主汽压力偏差大、汽包水位波动,在低负荷时在原有控制方式下的炉膛压力波动大;运行经济性差,主要体现在:飞灰含碳量增大;再热汽温偏低①。
导致上述问题的主要原因是在应用中存在着技术瓶颈:即燃烧
1青岛立宇科技开发有限责任公司
2北京中科华誉工业能源技术研究所
器之间煤粉分配偏差过大,有的磨煤机燃烧器之间存在高达±30%~50%的分配偏差,而运行人员经常通过提高二次风量的方法弥补这种偏差,由此不但增加了排烟损失,也增加了氮氧化物排放浓度。
因此,必需对煤粉分配偏差进行调平,以彻底解决上述问题。
2基于高精度风煤调平的低氮燃烧控制技术路线及实现手段
2.1技术路线
实现风煤调平低氮燃烧的基本途径就是解决上述风煤分配不平衡问题,达到各燃烧器喷入的煤粉、一次风、二次风的流量平衡、流速分布和压力分布的互相匹配,形成最佳的空燃比、空气动力场和适宜的过量空气系数,实现燃烧过程的均衡发展、低NOx的燃烧气氛和适宜的燃烧温度及燃烧的稳定性。
数字化风煤调平燃烧控制系统首先采用先进的采用绝对量测量方法准确测量出一、二次风量和煤粉的分配状况及其偏差量,然后用专利设计的调节元件把一、二次风量和煤粉偏差调整到一定的范围,以保证每个燃烧器内的过量空气系数基本达到设计值。
进行数字化燃烧控制系统改造的主要内容包括:通过CFD设计把二次风及燃尽风大风箱分隔成与燃烧器及燃尽风喷口数量相对应的分体式风道,并在每个分体式风道加装风量测量装置及特制的调节风门;在每个煤粉管上加装特制的电动球形调节阀及煤粉浓度、流速和质量流量测量装置;在每台磨煤机分离器内对应于每个风粉管加装一台电动浓度调节挡板。
该数字化风煤调平燃烧控制技术系统的组成如下图所示。
图1:高精度数字化燃烧控制系统图
2.2实现手段
采用新型测量技术实时在线测量并显示煤粉浓度、流速、质量流量及其变化过程,进而采用专利设计的煤粉浓度调节器和煤粉流速调节器,对煤粉流速和浓度进行在线调整,使煤粉流速、浓度、质量流量达到高度均匀,其中煤粉流速偏差在1米/秒以内,煤粉质量流量偏差在±5%以内。
采用高精度的煤粉质量流量测量手段和控制执行机构,并与一次风、二次风的精确实时测量与控制相结合,成为有效实施该风煤调平低氮燃烧的关键环节。
煤粉质量流量的测量采用绝对量测量原理,其优点是测量结果分辨率高,而且能根据给煤机的测量信号对煤粉质量流量的测量结果进行校验,及时发现测量系统是否工作正常。
下图为某电厂进行煤粉调平前后煤粉分配状况的对比,其中编号为S01的煤粉管的煤粉质量流量由原有高出其它煤粉管近1倍降低到与其它煤粉管基本相当,可见实施调平的必要性和有效性。
图2:某电厂煤粉浓度调节器安装前后煤粉分配发生变化
3基于高精度风煤调平的低氮燃烧技术改造实际案例及其分析
3.1电厂现状及原有低氮燃烧实测分析
华能北京(高碑店)热电厂一期四台锅炉,系德国BABCOCK公司设计、武汉锅炉厂生产的W型火焰、带飞灰复燃装置的液态排渣塔式直流锅炉。
从机组投产至今,炉膛振动一直威胁着锅炉运行安全,并且液态排渣锅炉燃烧过程产生的氮氧化物浓度较高,机组满负荷工况下锅炉燃烧产生的氮氧化物约700mg/Nm3。
北京市从2008年7月1日执行第二阶段环保排放标准,要求燃煤锅炉氮氧化物排放浓度小于100mg/Nm3,导致电厂脱硝设备运行压力大、脱硝运行成本高。
从2012年初开始,电厂开始对1~4号炉进行低氮燃烧调整,希望通过燃烧调整,降低SCR入口的氮氧化物浓度。
锅炉燃烧系统采用德国巴布科克公司设计的WSD型低氮氧旋流燃烧器,该厂的每台燃烧器都有独立的二次风管道,并安装有二次风量在线测量装置,实现了每台燃烧器配风的实时在线控制,据此可以通过调整每台燃烧器出口的过量空气系数降低火焰中的氮氧化物生成量。
由于当初没有高精度测量与控制煤粉分配的技术,部分燃烧器具有较高的氮氧化物排放。
3.2采用风煤精确调平后的试验对比
煤粉调平试验采用了德国PROMECON-立宇科技公司的成套风煤在线调平系统,包括高精度数字化实时在线测量仪器,和可以调整煤粉浓度的调节挡板,在试验中对煤粉流速、浓度和质量流量进行连续测量并对浓度调节器进行调整。
以下数据是对#3磨煤机调整前后每台燃烧器的过量空气系数变化情况。
在采用浓度调节挡板调整之前,实测的煤粉质量流量的最大偏差为+12.89%,流速偏差为3.5米/秒,燃烧器出口过量空气系数的最大值和最小值分别为0.84和0.687;而采用浓度调节挡板调整之后,质量流量偏差降低至+5.23%,流速偏差1.5米/秒以内,燃烧器出口过量空气系数的最大值和最小值分别为0.816和0.758。
第二次煤粉调平试验使
SCR入口的氮氧化物浓度降低到约350~380mg/Nm3,同时改善和消除了一氧化碳过高、炉墙振动较大等问题。
3.3新风煤调平系统改造后的减排、节能与稳定燃烧的技术效果评估
经煤粉调平和降低燃烧器内过量空气系数的试验,使3号炉每个燃烧器的过量空气
已经由最初的系数都在0.75-0.82之间。
四台炉满负荷工况下脱硝SCR反应器入口的NO
X
700mg/Nm3左右降低到目前的350~380mg/Nm3左右,降幅达320mg/Nm³以上,全年四台炉减少氮氧化物生成量约5100吨,减少脱硝尿素消耗量约2800吨,减少脱硝燃油消耗量约300吨,还可大幅延长脱硝装置中催化剂板的更换周期。
通过适当降低每个燃烧器出口的过量空气系数,飞灰可燃物含量不上升反而有所下降,锅炉排烟中一氧化碳浓度大幅降低,机组供电煤耗下降约4g/kWh。
同时由于锅炉总风量减少,风机电耗明显下降,四台炉风机电耗每年减少约900万度。
经过两年时间的运行证明,锅炉低氮氧燃烧调整后没有发生高温腐蚀、结大焦等威胁锅炉安全的情况,锅炉炉墙振动得到明显改善。
这些结果说明通过采用高精度的数字化煤粉调平技术并结合煤粉浓度调节器的应用,能有效降低煤粉流速和质量流量偏差,并结合适当减小燃烧器内过量空气系数,是降低锅炉燃烧过程中产生氮氧化物和提高锅炉效率的有效手段。
因此,该基于风煤调平的低氮燃烧控制新技术方式对电站锅炉运行具有稳定燃烧、洁净燃烧、高效燃烧、经济燃烧等多重重要意义。
4结论与讨论
(1)电站锅炉由于风煤分配不平衡引起炉内燃烧恶化,而现有低氮燃烧技术在实践中加剧了上述问题,对锅炉运行稳定性、安全性、排烟中一氧化碳含量及飞灰含碳量、锅炉效率等产生不利影响,其根本原因在于对于一次风媒系统、二次风等缺乏精确实时的测量和调节控制方法。
(2)数字化风煤调平低氮燃烧技术系统,依据创新性的风煤调平和低氮燃烧机理及其技术实现形式,采用领先的煤粉质量流量测量方法及一次风、二次风的流量测量方法和执行机构,可实现精确测量、进而精准调节燃烧器的空燃比和过量空气系数,从而保证炉内处于所需的空气动力场、燃烧处于低NOx稳燃气氛,降低烟气中的一氧化碳含量、飞灰含碳量及含氧量,大幅降低脱硝装置入口NOx含量、减
少脱硝用尿素、燃油及催化剂等的耗费、减少鼓引风机耗电量等,并可有效提高锅炉运行的稳定性、安全性。
(3)此一技术系统在华能北京热电厂的锅炉改造实例表明,其实现了精确测量、精确调节一次风媒系统、二次风的参数,可实现氮氧化物生成量由超过700mg/Nm³降低到350~380mg/Nm³、从而降低脱硝运行各项耗费,可降低供电标煤耗超过4g/kWh,可有效改善锅炉的燃烧状况,基本消除结大焦、异常振动、停炉等运行问题,有力地验证了数字化风煤调平低氮燃烧技术系统的有效性。
(4)随着国家节能环保政策要求日益严格,在电站燃煤锅炉等大型燃煤锅炉中大规模推广该新型低氮燃烧技术具有技术可行性和实际需求,估算未来5~10年内可实施的大型锅炉台数超过1000台,每年产生的氮氧化物减排量超过15万t,市场容量可达600~800亿元,并可为我国电力等行业等的大型锅炉实现近零排放提供重要的新型技术途径。
①邢秀峰、刘建华、张建伟,低氮燃烧器及脱硝改造后机组存在的问题及应对措施,2014火电厂污染物净化与节能技术研讨会论文集,中国动力工程学会,2014.07,54~58。