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降低氮氧化物的通用措施及運(yùn)行中的實(shí)際措施
閱讀：9930 發(fā)布時(shí)間：2021-4-22
降低氮氧化物的通用措施：
1、在燃用揮發(fā)分較高的煙煤時(shí)，燃料型NOx含量較多，快速型NOx極少。燃料型NOx是空氣中的氧與煤中氮元素?zé)峤猱a(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成N0x，燃料中氮并非全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹Ox，它存在一個(gè)轉(zhuǎn)換率，降低此轉(zhuǎn)換率控制NOx排放總量，可采取:
(1)減少燃燒的過(guò)量空氣系數(shù);
(2)控制燃料與空氣的前期混合;
(3)提高入爐的局部燃料濃度。
2、熱力型NOx:是燃燒時(shí)空氣中的N2和02在高溫下生成的NOx，產(chǎn)生的主要條件是高的燃燒溫度使氮分子游離增本化學(xué)活性;然后是高的氧濃度,要減少熱力型NOx的生成，可采取:
(1)減少燃燒高溫度區(qū)域范圍;
(2)降低鍋爐燃燒的峰值溫度;
(3)降低燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)和局部氧濃度。
具體來(lái)說(shuō)，就是在保證鍋爐燃燒安全的前提下，采取以下措施來(lái)減少氮氧化物的生成:(1)低過(guò)量空氣燃燒:低氧燃燒，運(yùn)行中控制氧量3%左右運(yùn)行
(2)空氣分級(jí)燃燒:空氣分級(jí)燃燒是將燃燒過(guò)程分階段完成。第1階段:將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少到總空氣量的70%-80%，相當(dāng)于理論空氣量的80%，此時(shí)過(guò)量空氣系數(shù)a<1，使燃料先在缺氧條件下燃燒，在還原性氣氛中降低的Nox的反應(yīng)速率，抑制了在這一燃燒區(qū)中的生成量。第2階段:為了完成全部燃燒過(guò)程，*燃燒所需的其余空氣則通過(guò)布置在主燃燒器上方的專門(mén)空氣噴口SOFA(overfireair)---稱為”燃盡風(fēng)”(俗稱火上風(fēng))噴口送入爐膛，與第1級(jí)燃燒區(qū)在”貧氧燃燒”條件下所產(chǎn)生的煙氣混合，在a>1的條件下完成全部燃燒過(guò)程。燃燒器改造后，燃盡高度為14m，較改造前增加1.6m，火焰中心位置有所提高，煙溫，汽溫升高。
(3)燃料分級(jí)燃燒:所有一次風(fēng)設(shè)計(jì)噴口為上下濃淡分離形式，中間加裝較大的穩(wěn)燃鈍體形式，濃淡燃燒除可降低NOx外，還可對(duì)煤粉穩(wěn)燃、提前著火有積極作用。同時(shí)鈍體能優(yōu)先增加卷吸的高溫?zé)煔饬?，進(jìn)一步強(qiáng)化穩(wěn)燃。在燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未*燃燒產(chǎn)物C0、H2、C和CnHm時(shí)，會(huì)發(fā)生NO的還原反應(yīng)，重新還原為N2。利用這一原理，將主要燃料送入第1級(jí)燃燒區(qū)，在a>1條件下，燃燒并生成N0，送入一級(jí)燃燒區(qū)的燃料稱為一次燃料，其余15~20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級(jí)燃燒區(qū),在a<1的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級(jí)燃燒區(qū)中生成的NOx在二級(jí)燃燒區(qū)(再燃區(qū))內(nèi)被還原成氮分子，送入二級(jí)燃燒區(qū)的燃料又稱為二次燃料，或稱再燃燃料。在再燃區(qū)中不僅使得已生成的NOx得到還原，還抑制了新的NOx的生成，可使NOx的排放濃度進(jìn)一步降低。在采用燃料分級(jí)燃燒時(shí)，為了有效地降低NOx排放，再燃區(qū)是關(guān)鍵。因此，需要研究在再燃區(qū)中影響NOx濃度值的因素。
(4)煙氣再循環(huán)
目前使用較多的還有煙氣再循環(huán)法,它是在鍋爐的空氣預(yù)熱器前抽取一部分低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t內(nèi)，或與一次風(fēng)或二次風(fēng)混合后送入爐內(nèi)，這樣不但可降低燃燒溫度，而且也降低了氧氣濃度，進(jìn)而降低了NOx的排放濃度。但是，在現(xiàn)有設(shè)備沒(méi)再循環(huán)就得進(jìn)行設(shè)備改造，還是進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性比較后才能實(shí)施。
(5)低Nox燃燒器:采用的雙尺度低NOx燃燒技術(shù)
降低氮氧化物的運(yùn)行中的實(shí)際措施：
煤粒在爐內(nèi)的燃燒過(guò)程可以分成三個(gè)階段:初始階段，溫度低，反應(yīng)十分緩慢;揮發(fā)分析出著火燃燒階段，溫度急劇升高;焦炭燃盡階段，氧氣濃度減少，氧化反應(yīng)減慢。三個(gè)階段的NOx的生成或分解反應(yīng)有所不同:第1階段，NOx的生成或分解都很少;第二階段，溫度很高，濃度過(guò)大,N0x的生成和分解都進(jìn)行的很快，但N0x的生成反應(yīng)要快得多，因而NOx濃度急劇增加，也有部分NOx轉(zhuǎn)變成N2，當(dāng)爐溫達(dá)到高值時(shí)，N0x濃度也達(dá)到最大值;第三階段，進(jìn)人焦炭燃盡階段，氧濃度減少，這時(shí)雖然不斷的生成焦炭N0x，但是，已經(jīng)生成的N0x中有部分被焦炭還原分解生成N，而逐漸減少。因此減少燃燒初期氧的供入可降低氮氧化物。
而在正常運(yùn)行中我們發(fā)現(xiàn)二次風(fēng)門(mén)倒三角配風(fēng)方式NOx排放量低,而正三角配風(fēng)方式NOx排放量高。這種現(xiàn)象可以這樣解釋:采用倒三角配風(fēng)方式，在主燃燒區(qū)域，鍋爐氧量相對(duì)較低,因此燃燒的火焰溫度也要相對(duì)低一些,熱力型NOx和燃料型NOx的生成量都減少;在燃燒器上部SOFA燃盡區(qū)域送入過(guò)量的空氣，有助于燃料燃盡，這種配風(fēng)方式飛灰可燃物是低的，而且該區(qū)域不是主燃燒區(qū)域，火焰溫度比較低，即使該區(qū)域氧量比較大，NOx的生成量也不會(huì)增大，因此，總的NOx排放量比較低，這也說(shuō)明頂部SOFA擋板的投入確實(shí)能減少NOx的生成量;由于燃燒區(qū)域下部送入風(fēng)量比較少，對(duì)進(jìn)入爐膛的煤粉頂托能力不夠，致使?fàn)t渣可燃物含量比較大。采用正三角配風(fēng)方式，鍋爐的主要風(fēng)量都從爐膛燃燒區(qū)域下部送入，使得主燃燒區(qū)域氧量比較大，燃燒的火焰溫度也相對(duì)較高，從而使熱力型NOx和燃料型NOx的生成量增加，總的NOx排放量也就增大。但是該配風(fēng)方式下的爐渣可燃物含量會(huì)大大降低。因此可采取以下措施:
(1)低氧燃燒，兼顧汽溫，不*燃燒損失
(2)采用倒三角配風(fēng)方式，使燃燒初期的氧量盡量降低，即關(guān)小下層二次風(fēng)
(3)關(guān)小煤粉層的周界風(fēng)，可減少燃燒初期氧的供入，但必須保證燃盡風(fēng)全開(kāi)保證效率
(4)停運(yùn)磨煤機(jī)后保證較低的氧量，風(fēng)壓可較停磨之前降低0.2Kpa左右，保證入口氮氧化物與停磨前持平
(5)參照總排口NOx值勤調(diào)整噴氨量，與脫硫做好準(zhǔn)備工作
(6)檢查好SCR運(yùn)行參數(shù)，做好定期工作，防止反應(yīng)層堵或催化劑失效，若參數(shù)失靈及時(shí)準(zhǔn)備檢修或第三方人員處理，并做好記錄
(7)低負(fù)荷(90MW)時(shí)在燃燒穩(wěn)定的情況下送風(fēng)風(fēng)壓可降至0.8Kpa運(yùn)行
(8)汽溫允許的情況下可稍加大上層轉(zhuǎn)速可降低氮氧化物