低NOX燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用

针对我国以煤为主的电力状况，对我国电站锅炉目前采用的低氧燃烧、空气分级和燃料分级燃烧的各影响因素进行了分析和总结，根据采用某些低NOx燃烧技术后尚不能使燃用低挥发份无烟煤、贫煤和劣质烟煤的电站锅炉NOx排放达到国家标准要求的事实，指出了进一步进行降低燃用以上煤种NOx排放水平的空气分级和燃料分级燃烧技术研究的必要。图2参12     

燃煤电站锅炉中的低NOx燃烧技术

本文针对我国NOx的排放情况及其主要来源，分析了NOx的生成途径。根据生成机理的不同比较分析了各种低NOx燃烧技术，包括低氧燃烧、浓淡燃烧、分级燃烧、废气再循环等技术。由于我国NOx排放以燃煤电站锅炉为主，因此本文主要讨论各种低NOx燃烧技术在电站锅炉中的应用。同时，对低NOx燃烧技术在工业锅炉及其它燃烧过程中的应用作了简要介绍。     

四角切圆燃烧控制NO_x排放

本文介绍燃料燃烧过程中NOx产生的机理和危害,我国电站锅炉还未有NOx排放标准.四角切圆燃烧锅炉有利于降低NOx生成和控制NOx排放,适合我国国情,电站锅炉采用低NOx燃烧是一投入少,见效快的发展道路.     

我国燃煤电站锅炉NOx排放的现状分析和应对措施

分析了我国电站锅炉NOx排放的现状,讨论了将低NOx燃烧器(LNB)与空气 燃烧分级相结合,以减少NOx排放的可行性。以清华大学最近开发成功的多重富集型LNB的结构原理和实践为例,阐述了LNB燃烧器的设计原则,强调了应当以系统的观念解决锅炉NOx的排放;分析了三次风对NOx排放的影响,指出现有三次风的使用和布置不利于降低NOx的排放,并对我国电站锅炉实现低NOx排放的研究工作提出了一些建议。图4参14     

锅炉低NOx燃烧优化技术试验分析

在锅炉低NOx燃烧技术中,燃烧优化技术是降低锅炉NOx排放的首选方法.通过对江苏镇江发电有限公司4号炉进行燃烧调整试验,大大降低了锅炉NOx的排放浓度,确定了锅炉低NOx运行方式,分析锅炉效率和NOx排放量与电站锅炉运行参数的关系,以指导锅炉的高效低NOx运行.     

电站锅炉高效超低NOx排放控制技术

对电站锅炉低NOx燃烧技术进行了重新分类,然后分析其应用中存在的问题,再结合国外NOx排放控制技术的最新科研成果,提出了电站锅炉高效超低NOx排放控制的双分级再还原方法.该方法采用空气分级,煤粉、燃气或生物质进行再燃,同时使用选择性非催化还原NOx技术,而且添加碱金属盐以增效.双分级再还原低NOx燃烧用技术使用约10%的再燃燃料可以达到85%以上的脱硝率.     

空气分级燃烧低NO_x排放数值模拟研究

由煤燃烧产生的NOx引起的污染受到世界各国的重视.因此研究降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.对某电站锅炉的实际情况,进行了空气分级燃烧降低NOx的数值模拟研究,并和改造后的运行结果进行了比较.结果表明,分级燃烧可有效降低NOx排放,为电站锅炉清洁燃烧提供了依据.     

燃烧优化降低锅炉NOx排放的试验研究

对于已经采用低NOx燃烧技术的电站锅炉 ,燃烧优化仍然是降低NOx排放的首选方法。通过对某电厂 1 0 2 5t/h锅炉进行燃烧调整试验研究 ,确定了锅炉优化运行方式 ,分析锅炉效率和NOx排放量与电站锅炉运行参数的关系 ,以指导锅炉的高效低NOx的运行     

大型电站锅炉采用切向燃烧方式燃用无烟煤的研究

无烟煤的特点是挥发分低，发热量高，着火温度高。在燃烧过程中存在的主要问题是着火困难、燃烧效率低、炉膛易结渣、NOx排放高。作为我国特定地区的一种动力用煤，燃用无烟煤的电站锅炉在设计时重点考虑着火、稳燃、提高燃烧效率、防止炉膛结渣、降低NOx排放。介绍了无烟煤的主要燃烧方式和大型锅炉采用四角切向燃烧技术燃用无烟煤的设计原则。此外，还介绍了上海锅炉厂有限公司设计的300MW自然循环、切向燃烧无烟煤锅炉的特点和运行结果，并对燃用无烟煤燃烧技术在600MW无烟煤锅炉上的应用前景做了预测。     

600MW锅炉偏转二次风系统降低NOx排放的试验研究

某600MW机组四角切圆燃烧锅炉,采用顶部燃尽风并配合使用偏转二次风系统,炉膛下部二次风大角度正切,上部二次风和OFA风反切肖旋,在炉膛截面水平方向和炉膛高度方向形成分级燃烧.实际运行结果表明,该燃烧器布置方式能抑制炉内结渣,减轻炉膛出口旋转残余并能降低NOx排放量.通过对该600MW机组锅炉进行多工况试验,摸索该炉的NOx排放特性,并在试验中采用燃烧调整方法降低NOx排放,获得了良好的效果,将锅炉的氮氧化物排放水平降低到国家标准限定值以下,为采用偏转二次风系统的大型电站锅炉降低NOx排放提供参考.     

天然气锅炉分级柔和燃烧模拟研究

燃气锅炉在我国应用广泛,随着煤改气的进行,应用越来越多, NO_x排放标准也越来越严格。降低NO_x的排放有利于减少空气污染。以小型天然气柔和燃烧炉膛为研究对象,通过数值模拟的方法研究燃料分级下的柔和燃烧特性,分析在不同当量比、不同热强度条件下轴向分级对炉膛烟气中NO_x生成的影响。结果表明,给定条件下柔和燃烧分级带来的NO_x减排收益随着二级燃料量的增加而减小,当二级燃料量在15%左右的时候可以最大程度地优化温度场分布,降低燃烧峰值温度,获得比较好的NO_x控制效果。随着当量比和热强度的提高,燃料分级带来的收益也会变大。     

超细化煤粉的投入量对再燃效果影响的实验研究

目前我国燃煤电厂NOx排放的控制任务相当艰巨和繁重,急需开发适合我国国情的降低NOx排放的技术。超细化煤粉再燃是一种降低燃煤锅炉NOx排放的技术,本文通过在热态燃烧试验装置上进行的试验研究,论述了超细化煤粉的投入量对锅炉N0x排放、结渣状况及机械不完全燃烧损失的影响。通过试验得知,加入再燃煤粉后,炉膛火焰中心的位置变化不大;NOx的脱除率能够达到50％以上;结渣状况有所减轻;机械不完全燃烧损失增加。     

空气分级切向燃烧锅炉炉膛配风优化模型

为实现空气分级低NOx燃烧锅炉主燃烧区过剩空气系数的在线监控,提高该类燃烧系统的运行水平,以二次风挡板作为一次元件,利用二次风箱到炉膛出口的压降模型对二次风喷嘴的空气流量进行测量;在此基础上,根据锅炉冷热态试验数据,综合考虑颗粒燃烬、NOx排放量以及风机输送电耗等因素,建立空气分级低NOx燃烧锅炉炉内风粉分布的优化模型,在给定燃料喷嘴运行方式和炉膛出口过剩空气系数的条件下,对二次风挡板开度进行优化。一台300 MW锅炉的应用表明,炉膛配风优化后,烟气NOx排放和颗粒燃尽度得到良好协调,且在保证NOx排放量为255 mg/m~3的情况下,优化后风箱-炉膛差压降低191 Pa,减少了风机电耗。     

Comparison of nitrogen oxide emissions from boilers for a wide range of coal qualities

This paper presents the results of experimental researches on nitrogen oxide emissions from coal-fired boilers. Two Chinese lean coals have been fired in two full scale boilers (1 025 t · h ⁻¹ ) and in a pilot scale test furnace (Drop-Tube Furnace) to study the influence of nitrogen content in coal on nitrogen oxide emission. The nitrogen oxide emission was found to correlate well with the fuel nitrogen content. The test results of the drop-tube furnace and the single burner furnace with three Chinese coals show that the staged combustion can greatly reduce the nitrogen oxide emission. Identical trends in nitrogen oxide emission as a function of the volatile matter of the coals have been obtained under different combustion conditions. The principle of low nitrogen oxide emissions of the wide range burner (biased combustion or internal air staging) and the cases with over fired air port (furnace air staging) is introduced in this paper. In addition, the influence of excess oxygen content on nitrogen oxide emission has been tested in the utility boilers and test furnaces.     

燃煤锅炉烟气排放污染及两段清洁燃烧燃煤锅炉

文章分析了燃煤锅炉烟气排放污染现状及原因,着重介绍了两段清洁燃烧燃煤锅炉的结构及燃烧特点,为减少排放CO2等温室效应气体,降低烟尘、NOxSO2排放及烟气的黑,度提供了一条新的途径。     

大型亚临界无烟煤电站锅炉的开发设计

本文介绍哈尔滨锅炉厂有限责任公司开发设计的３００ＭＷ亚临界循环无烟煤锅炉的技术特点和运行业绩。着重论述耿保证低挥发份煤种的着火、稳燃、燃尽和防止炉膛结焦、降低不投油稳燃负荷、减少ＮＯｓ排放量所采取的有效技术措施。特别是在燃烧器设计中,采用了哈锅与清华大学联合开发研制的,并获得国家创造发明专利金奖的“双一次风通道自稳式燃烧器”,该燃烧器具有明显的低负荷稳燃特性和综合性能,使大型无烟煤锅炉的设计达到了     

基于IMRAN的电站锅炉效率与NO_x排放模型

电站锅炉高效低NOx燃烧优化技术越来越受到人们的重视,而锅炉燃烧效率和NOx排放模型是高效低NOx燃烧优化的基础.从提高网络的泛化能力着手,对最小资源分配网络算法的隐节点删减策略进行改进,加入惩罚策略和合并策略,并把改进的MRAN算法应用到对电站锅炉NOx排放与效率的实时建模上.仿真结果表明,改进的MRAN算法除了具有一般MRAN算法的优点外,还具有比MRAN网络更加紧凑的结构.提出的网络算法具有多输出结构,可同时预测NOx排放与效率,适于用在电站锅炉的NOx排放与效率的燃烧实时整体优化中.     

Mechanism analysis on the pulverized coal combustion flame stability and NOx emission in a swirl burner with deep air staging

Low NOx burner and air staged combustion are widely applied to control NOx emission in coal-fired power plants. The gas-solid two-phase flow, pulverized coal combustion and NOx emission characteristics of a single low NOx swirl burner in an existing coal-fired boiler was numerically simulated to analyze the mechanisms of flame stability and in-flame NOx reduction. And the detailed NOx formation and reduction model under fuel rich conditions was employed to optimize NOx emissions for the low NOx burner with air staged combustion of different burner stoichiometric ratios. The results show that the specially-designed swirl burner structures including the pulverized coal concentrator, flame stabilizing ring and baffle plate create an ignition region of high gas temperature, proper oxygen concentration and high pulverized coal concentration near the annular recirculation zone at the burner outlet for flame stability. At the same time, the annular recirculation zone is generated between the primary and secondary air jets to promote the rapid ignition and combustion of pulverized coal particles to consume oxygen, and then a reducing region is formed as fuel-rich environment to contribute to in-flame NO_X reduction. Moreover, the NOx concentration at the outlet of the combustion chamber is greatly reduced when the deep air staged combustion with the burner stoichiometric ratio of 0.75 is adopted, and the CO concentration at the outlet of the combustion chamber can be maintained simultaneously at a low level through the over-fired air injection of high velocity to enhance the mixing of the fresh air with the flue gas, which can provide the optimal solution for lower NOx emission in the existing coal-fired boilers.     

链条炉区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验研究

针对一台采用尽早配风方式的29MW链条炉进行分区段烟气再循环对锅炉运行及NOx排放特性影响的工业试验。在挥发分析出及燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气将有效强化该区段煤层燃烧,降低该区段煤层以上燃烧空间的氧浓度,控制及消减挥发分N向NOx的转化,同时降低了穿过该区段煤层一次风的氧浓度,抑制焦炭N向NOx转化,NO消减效果最高达到25%。在焦炭燃烧区段煤层下的一次风室混入再循环烟气,能够降低穿过床层气流的氧浓度,抑制焦炭氮向NO的转化过程,该区段烟气再循环低氮效果有限,最大降幅9%。再循环烟气可以替代部分一次风,以维持足够的风室风压,进而降低穿过煤层气流的O2浓度,从而强化链条炉区段燃烧特性的低氮特征,实现链条炉的NOx减排。随着工业锅炉NOx排放指标的不断提高,烟气再循环作为一项有效的前置低氮环节,能有效降低整个低氮系统的投资,进而取得较好的经济性。