不同煤种燃烧中NOx排放规律的试验研究

试验研究了不同煤种在一维火焰炉燃烧过程中NOx的排放特性,探讨了运行参数、煤质特性对NOx排放特性的影响.试验结果表明:煤中的挥发分含量、含氮量、煤粉细度、燃烧温度和过量空气系数对NOx的排放体积分数有较大的影响.对优化燃烧、控制NOx排放有一定的指导意义.     

褐煤及其混煤燃烧NOx生成的试验研究

大气中氮氧化物（NOx)是目前国际上普遍关心的环境保护问题之一。特别是在我国,大型电厂锅炉多燃用两种或两种以上的混煤,因此研究混煤燃烧过程中氮氧化物的排放特性具有重要意义。该文在容量为640MJ／h的煤粉燃烧试验台上,对某电厂燃用的几种褐煤及其混煤的NOx动态排放特性进行了研究。着重考察了氧浓度、煤粉细度、水分、煤粉含氮量以及一二次风比例对氮氧化物排放量的影响。结果表明：过剩氧量对NOx浓度水平影响很大,当其它条件不变时,NOx排放浓度随炉膛出口过剩氧量增大而上升;煤中水分含量的不同,对NOx排放浓度水平有一定的影响;煤越细,NOx排放浓度越高;随着煤粉含氮量的增加,NOx的排放浓度也在增加;一次风率越大,氮氧化物排放量越大。大型电厂锅炉高效清洁燃烧提供了理论依据。     

N和挥发分对低NOx燃烧锅炉氮氧化物排放的影响

比较煤的挥发分和N含量对不同锅炉NOx排放质量浓度的影响表明,对于燃用高挥发分烟煤的锅炉,煤质特性对先进低NOx燃烧系统锅炉NOx排放影响并不显著.对于同1台先进低NOx燃烧系统锅炉的NOx排放质量浓度随N、挥发分含量的增加有降低的趋势,煤质仍然是锅炉NOx排放质量浓度的主要影响因素.     

基于数值计算的煤粉锅炉NOx释放规律研究

运用基于TASCFLOW软件平台的四角切圆燃烧煤粉锅炉专用数值模拟计算软件COALFIRE,对某电厂300 MW四角切圆煤粉锅炉NOx排放特性进行数值模拟。讨论煤质、煤粉粒度、锅炉负荷、二次风配风方式的影响,指出炉膛沿程NOx的排放规律,为锅炉的安全经济运行提供参考。模拟结果表明：燃煤挥发分和含氮量高的煤,NOx析出浓度也比较高;较细的煤粉有利于降低NOx的生成;机组负荷下降20%,NOx下降6.74%。机组负荷下降40%,NOx下降到383 mg/m3,下降了约28%;倒宝塔配风有利于降低NOx生成,三次风投运时NOx排放浓度比停运时低11%。     

高浓度煤粉燃烧低NOx排放特性的试验研究

为了探讨高浓度煤粉燃烧对NOx排放特性影响的内在机理，在一维火焰炉试验台上，对3种典型煤在不同煤粉浓度燃烧下的NOx前驱物HCN与NH3在主燃区进行了测试，对气相催化还原剂CO及沿炉膛轴向的NOx释放特性进行了分析。试验结果表明：与常规浓度相比，高浓度煤粉燃烧条件下的NOx排放量最大可降低2.2倍。对于不同煤种，最大限度抑制NOx排放的最佳煤粉浓度控制在过量空气系数0.7左右，煤粉燃烧过程中的NOx主要在着火区距炉膛入口0.2~0.4m处产生。在高煤粉浓度下，燃料氮向HCN与NH3的转化率均远远低于常规浓度，同时燃烧过程中产生的大量CO对NOx还原分解的加速是高浓度煤粉燃烧低NOx排放的关键所在。     

低挥发分煤燃烧特性及NO_x生成规律的试验研究

利用热天平对低挥发分煤的燃烧过程进行了研究,确定了低挥发分煤的燃烧特性。采用固定床反应器,系统研究低挥发分煤的NOx释放规律。试验结果表明:低挥发分煤的着火温度较高,可燃性较差,稳燃和燃尽性能尚可。随着温度的升高,低挥发分煤的NOx转化率随之降低;对于低挥发分煤而言,存在一个最佳粒径,在此粒径下煤种的NOx转化率最小,不同煤种的最佳煤粉粒径各不相同;当氧浓度增大时,煤种的NOx转化率也相应增加。试验结果与实际锅炉燃烧情况比较吻合,对于锅炉燃烧过程中NOx的控制有一定的参考意义。     

煤粉粒度对煤粉燃烧NOx排放特性影响的试验研究

利用一维热态实验炉分别对不同粒度煤粉燃烧时，NOx排放特性随煤种、过量空气系数、温度的变化规律进行了研究。研究结果表明：NOx的排放浓度与煤粉粒度存在一个煤粉粒度临界值，当煤粉粒度小于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度减小；当煤粉粒度大于临界值时，随煤粉粒度的减小，NOx的排放浓度增大；煤粉超细化后，褐煤、烟煤的NOx的排放浓度明显减少，贫煤、无烟煤则变化不大。     

贫煤空气分级燃烧NOx排放特性试验研究

采用煤粉燃烧自维持一维试验炉研究了低挥发分贫煤空气分级燃烧和NOx排放特性,重点研究了空气分级深度、分级燃尽风喷口位置对贫煤燃烧NOx排放的影响,探索能够实现低NOx排放的空气分级燃烧布置方式。结果表明:随着主燃区过量空气系数αM减小,炉膛出口NOx质量浓度逐渐降低,当αM为0.70时NOx还原效率可以达到33.1%;随着分级燃尽风位置比Ms增加,煤粉颗粒在还原区内停留时间延长,炉膛出口NOx质量浓度进一步降低,并存在一个最佳分级燃尽风位置比;当αM为0.85时,最佳分级燃尽风位置比Ms为0.47,对应的炉内NOx还原效率为37.7%。     

发供电技术信息

低挥发分煤燃烧NOx排放特性的试验研究[刊,中]/方立军高正阳阎维平等//中国电机工程学报.2003,(8).211—214 无烟煤和贫煤等低挥发分煤在国内许多大型机组上得到广泛使用,该文利用一功率为138 kW的小型煤粉燃烧实验台对上述单一煤种及其两者间3种配比混煤的不同配风下NOx的生成规律进行了试验研究。通过对试验数据的整理和分析,认为无烟煤和贫煤及其混煤在燃烧过程中氮氧化     

高浓度煤粉燃烧过程中燃料N释放特性实验研究

高浓度煤粉燃烧是一种新型的洁净煤燃烧技术,具有高效低污染排放特性.在一维火焰炉与同定床反应器实验台上,对不同煤种、粒径、炉温在不同煤粉浓度下燃料N的释放特性进行了实验研究.实验结果表明:煤种不同,燃料N的释放特性差异明显.挥发分越高,燃料N最大释放率对应的煤粉浓度越低;煤粉粒径越小,燃料N在不同煤粉浓度下的释放率越高;炉温越高,燃料N越容易释放,燃料N主要以挥发分N的形式释放出来.随着煤粉浓度的递增,NOx转化率与燃料燃尽率均呈单调递减趋势,高浓度煤粉燃烧有利于低NOx的排放,但煤粉浓度过高,对煤粉的燃尽不利.在高浓度煤粉燃烧过程中,煤粉与空气的充分混合及合理选取过量空气系数至关重要.     

煤粉浓度对HCN与NH3析出特性的影响

为探索煤粉浓度对含氮化合物生成与转化过程的影响机理，以连续给粉的一维沉降炉试验台为依托，在不同煤种、粒径和炉温下，对不同煤粉浓度下HCN与NH3的析出浓度进行了测试，并对HCN与NH3析出量与NOx转化率及燃尽率之间的关系进行了分析。试验结果表明：挥发分越高，煤粉粒径越小，HCN、NH3析出浓度越大。细颗粒煤粉更容易在高浓度下析出NH3，在低浓度下析出HCN，而粗颗粒煤粉情况正好相反。炉温越高，HCN析出量越低，NH3析出量越高，炉温700℃是HCN与NH3析出浓度发生显著变化的转折温度。在煤粉燃烧过程中，含氮化合物主要以HCN的形式析出。NOx转化率主要取决于NH3/HCN析出浓度比，煤粉的燃尽程度主要与HCN的析出特性有关。高浓度煤粉燃烧非常有利于抑制含氮化合物向NOx的转化。     

煤粉燃烧炉膛沿程NOx释放规律的研究

对一维炉内煤粉燃烧，炉膛沿程NOx的释放规律进行了数值模拟和试验研究。研究结果表明：炉内温度升高，NOx的析出峰值升高，位置前移，温度达到一定值后，随温度的升高, NOx 的释放量又呈下降趋势；煤中含氮量越多，NOx释放量越大，NOx的析出峰值位置，随煤种碳化程度的增加而逐渐后移；随过量空气系数的增加，NOx释放量呈明显增加的趋势；NOx的释放量与煤粉粒度的关系中，存在一个煤粉平均粒度临界值dc，当煤粉粒度d≤dc时，随煤粉粒度的减小，NOx的释放量减小，当煤粉粒度d>dc时，随煤粉粒度的减小，NOx的释放量增大；模拟计算同试验结果吻合较好。     

混煤燃烧氮析出特性试验研究

研究了混煤燃烧 NO 及 NO2的析出规律,对煤质、温度、掺混比、掺混煤种对 NO 生成的影响。研究结果表明,混煤 NO 的生成量,主要取决于混煤氮含量;在试验条件下温度越高生成的 NO 反而减少;HT 贫煤随掺混 FF 无烟煤的增大,NO 浓度升高;掺混煤种对 NO 释放有较大的影响。混煤燃烧过程中 NO 释放往往出现“双峰”,同时燃烧工况、掺混比例及煤种影响“双峰”的形成。     

新型煤粉燃烧器的燃烧机理分析

分析了国内超临界和超超临界锅炉采用的几种新型煤粉燃烧器的燃烧机理。主要特点是采用多级配风技术灵活控制燃烧器出口的煤粉火焰燃烧过程;实现着火初期低氧燃烧和火焰内NOx还原技术;在旋流式燃烧器内采用煤粉浓缩技术和环形齿状稳燃器或直流过渡风,在喷口附近煤粉气流着火初期,加强热烟气回流和维持高温及低氧燃烧,促进挥发分析出过程中的NOx还原,并实现快速着火和低负荷稳定燃烧;在A-PM型直流式燃烧器上采用带扩压管的缩放型小喷口结构,增强稳燃能力和维持高温和低氧燃烧,促进NOx还原,并均衡火焰温度,降低水冷壁的热负荷;设置可调节燃尽风进一步提高炉内脱氮效果和提高燃烧效率等。     

燃煤特性影响燃料N转化率试验研究

煤燃烧过程中生成大量NOx,其中以燃料型为主。由于反映燃煤特性的物理、化学特性指标很多,很难通过单一指标变化对燃煤N转化率直接进行试验分析。为此,该文采用灰色系统理论的关联分析方法,基于大型沉降炉试验,分析了反映燃料N转化率变化的物理、化学特性指标与燃料N转化率之间的关联程度,建立了燃煤特性与燃料N转化率之间的关系系数FCI。试验结果证实燃料系数FCI能够正确反映出煤燃烧过程中NOx排放变化规律,且同种燃烧状态下,燃煤燃料系数值与其燃料N转化率呈线性变化关系。经电厂煤种适应性试验进一步说明了基于燃料系数分析,采用合理的燃烧调整手段,可促进锅炉变煤种的高效、低污染燃烧。     

分级燃烧对NOx排放的试验研究

分级燃烧对高挥发分煤种以及同一煤种的细煤粉的NOx排放的降低效果更显著;对同一煤种,细煤粉飞灰含碳量较粗煤粉低,而且随着分级程度的增加,细煤粉的飞灰含碳量的增加幅度较粗煤粉小;在一次风喷口安装钝体稳燃器时可提高燃烧效率、降低NOx。     

国外低NOx煤粉燃烧器的研究进展及发展趋势

介绍了国外阶段燃烧型、浓淡偏差燃烧型、烟气再循环燃烧型3种低NOx煤粉燃烧器的技术原理.在总结国外新型低NOx煤粉燃烧器技术的基础上,对开发国产新型低NOx煤粉燃烧器提出了一些建议.     

煤粉低NO_x燃烧技术的机理研究

煤粉燃烧过程中NOx的排放主要来自于燃料氮的转化,如使燃料氮更多地向N2转化即可减少NOx的排放。因此,在燃烧初期,保证一个足够的热解阶段,在燃烧器上部保留一段还原区,挥发分和煤焦的交互作用以及深度空气分级燃烧与低NOx燃烧器的组合等,均有利于把NOx排放降低到较低水平。