电站燃煤锅炉降低氮氧化物排放的措施详细版Word文档下载推荐.docx
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1概述
氮氧化物NOX是燃煤电厂烟气排放三大有害物（SO2，NOX及总悬浮颗粒物TSP）之一。
从污染角度考虑的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOX。
在绝大多数燃烧方式下，主要成分是NO，约占NOX的90％多。
NO是无色、无刺激气味的不活泼气体，在大气中的NO会迅速被氧化成NO2。
NO2是棕红色有刺激性臭味的气体。
NOX可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，较易受二氧化氮影响。
NOX的生成主要由热力NOX和燃料NOX两部分组成，前者由参与燃烧的空气中所含的N2生成，后者由燃料本身的氮元素生成。
在燃烧过程中降低NOX的生成的主要手段是采用分级燃烧，降低燃烧区域的氧浓度和降低火焰温度。
此外还可以采用烟气处理技术在燃烧后降低烟气中NOX含量。
2国内外排放标准的比较
目前NOX的允许排放量标准在全世界倾向于更严格。
各国对NOX的排放限制各不相同，限制非常严格的如德国，对300MW以上的机组，规定了200mg／m3的严格标准（本文所指NOX的数值如无特别说明，为标准状况下，O2＝6％，NOX为按NO2计算的干烟气中NOX含量），按这一标准，仅采用燃烧技术的改进目前是无法实现的，必须安装烟气净化处理的特殊装置。
3国外降低NOX排放的研究
采用LNB（低NOX燃烧器）可降低NOX排放40％～65％。
采用LNB时一般与燃尽风（OFA）燃烧配合实施。
3．1低NOX燃烧器
（1）直流浓淡燃烧器
最为典型的是日本三菱的PM型（PollutionMinimum）燃烧器。
其特点使用最简单的惯性煤粉浓缩器将一次风煤粉流分为两股，一股为富燃料风粉流，另一股为贫燃料风粉流。
（2）旋流浓淡燃烧器
通过改进燃烧器出口结构，形成分级燃烧，降低NOX排放。
国外B＆W公司，MitsuiBabcock公司等不断有新的业绩。
3．2燃尽风（OFA）燃烧
大约占10％～25％的二次风从燃烧器上方设置的燃尽风喷口送入炉膛。
其目的使燃烧器的炉内燃烧分2个阶段：
主燃烧区火焰温度降低，热力型和燃料型NOX生成均减少，当烟气上升至OFA喷口时，未完全燃烧的燃料可燃物和部分还原性气体重新燃烧，此处燃烧温度低于主燃烧区，保证降低NOX和完全燃烧。
3．3磨煤机煤粉分离器的研究
美国巴威公司有旋转型的煤粉分离器。
德国在一些机组改造时也改用旋转分离器。
在三菱低NOX燃烧系统中的中速磨煤机或钢球磨煤机上部装有三菱旋转式分离器（MRS）。
如同常规分离器一样，从MRS出来的粗粉再次磨成细粉进入燃烧器。
在MRS的旋流叶的作用下可提供更合适的煤粉级配，同样筛孔下的煤粉细度，例如筛孔尺寸为74μm，新型分离器给出的粗粒的煤粉（R149）要比常规分离器的少得多。
这对燃烧过程的经济性具有很大意义，因为在应用各种降低NOX技术方法时，正是未燃尽的粗煤粒增大了排放物和飞灰含碳量。
3．4三级燃烧技术
在上部燃烧器上方的燃烧室加入少量燃料，并且通常不需加风，而是加入再循环烟气，由此使燃烧室中生成还原区。
向上述燃烧室加入少量燃料，能使未完全燃尽的燃烧产物再燃，直到烟气离开燃烧室为止，这样可降低NOX排放。
3．5烟气处理技术
烟气处理技术，如SCR（选择催化还原法）和SNCR（选择非催化还原法），AC（活性碳法）和DESONOX／SNOX（催化剂联合脱硝脱硫）等。
目前大部分锅炉不采用SNCR方法。
目前世界上适用于SCR技术的设备还处于供不应求的状况。
4我省NOX的排放情况
我国燃煤电站锅炉固态除渣炉NOX的排放范围为600～1200mg／m3，其中直流燃烧器600～1000mg／m3，旋流燃烧器为1000～1200mg／m3。
浙江省内电站燃煤锅炉均为固态除渣，主要是直流燃烧器，采用旋流燃烧器的锅炉数量近年来有所增加。
省内NOX的排放数据较国内平均状况要好，根据已有的测量数据，其大致范围是直流燃烧500～820mg／m3，旋流燃烧为600～850mg／m3。
影响锅炉NOX排放的因素主要有燃料种类，炉膛容积热负荷，燃烧器结构，运行方式等有关。
分析我省电站锅炉的NOX的测量数据较国内普遍情况要好，其原因是燃料中氮含量较低（Nar＝0．6％～0．7％），而外省的一些技术文献中指出当地的燃料的Nar可高达1．1％。
有文献指出：
对固态排渣炉而言，有80％的NOX是由燃料中的氮生成的。
5省内降低氮氧化物排放措施
根据我国和我省的现状，对现有机组适宜采用而且切实可行的降低NOX的方法是：
改进锅炉运行方式和提高控制燃烧技术。
一般认为，通过燃烧调整，可使NOX的排放降低15％～25％以上。
同时更为重要的要有具体的落实措施：
如实现送风和送粉均匀的监控装置。
近期实际可行的降低NOX的方法是（按重要性排列）：
粉管道间的燃料平衡（目标是±
5％）；
燃烧器间的送风平衡（CO＜70mg／L，在低氧的条件下）；
一次风煤比（根据磨煤机的设计和煤种，尽可能采用低值）；
调整煤粉细度（根据煤的品质）；
尽可能提高OFA的风箱压力；
减少过剩空气；
炉膛吹灰的控制。
如对冲燃烧方式锅炉的每个燃烧器的送风平衡的实现，较为可行的办法是在实现燃料平衡后，利用停炉期间安装的省煤器出口永久性烟气多点网格取样测点，由测试工程师循环测试多点（通常可多至24点）的CO、O2和NOX，在每点的CO含量应较低，理想的值是小于40mg／L，如果存在较高的CO，将调整相应的单个和相关组的燃烧器的风环，以消除高CO，一旦此目标实现，再降低O2，然后重复以上过程。
对于我省125MW、200MW机组采用的一次风集中送粉燃烧器，可采用各层燃烧器燃料分配调整的简单而有效的方法来降低NOX。
同时，应考虑低NOX燃烧器和制粉系统的改造，如磨煤机出口分离器可考虑研究采用旋转型的煤粉分离器，燃烧器采用浓淡型等。
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