第三章 煤粉炉低氮氧化物燃烧技术.ppt

稀相一次风 浓相一次风 图3—6 一次风水平浓淡燃烧示意图 垂直浓淡燃烧 垂直方向上形成浓淡燃烧 降低NOX生成 在燃烧器出口处设置不同形式的钝体结构，形成稳定的回流区 回流区烟气使初始段浓淡气流分隔开 煤粉火焰在较宽负荷变化内维持稳定 一次风煤粉气流 上下浓淡隔板 V型扩流锥喷口 锯齿形V型括流锥喷口 垂直浓淡煤粉燃烧器（WR燃烧器） （2）旋流燃烧器 传统旋流燃烧器一、二次风过早强烈混合 火焰短，放热集中，易出现局部火焰峰值 比四角直流燃烧器的NOX排放量高得多 低NOX基本型 —双调风煤粉燃烧器 *燃烧器出口实现空气逐渐混入煤 粉空气气流， *合理控制燃烧器区域空气与燃料 的混合过程， *抑制燃料氮转化为NOX和热力型 NOX 双调风旋流燃烧器空气分级示意图 空气 煤粉气流 炉膛 特点 燃烧不同区段控制在射流轴向的不同位置 适当延迟燃烧过程 降低火焰的峰值温度和降低燃烧的强度 形成核心为富燃料、四周为富氧稳定火焰 有稳定燃烧，也减少NOX的排放 根据煤的燃烧特性，合理的结构设计，控制燃烧器一次风和二次风气流动量 一次风煤粉气流 外层二次风调节器 内层二次风旋流器 点火用油燃烧器 图3—9 双调风旋流式煤粉燃烧器的典型结构 （3）沿炉膛高度的空气分级 炉膛下部燃烧区欠氧燃烧，直流与旋流均可用 80%理论空气量从炉膛下部燃烧器送入 送风量小于燃料完全燃烧空气量，富燃料燃烧 空气不足，使燃料型NOX降低 燃烧器区火焰峰值温度较低，局部氧浓度较低，热力型NOX减少 20%空气燃尽风OFA（顶部风）送入，燃料燃尽 燃尽风可与主燃烧器一体布置，或与主燃烧器相隔一定距离独立设置 与主燃烧器一体的OFA 第二次生成的NOX NOX NOX被还原 NOX NOX 图3—10 燃烧器分级配风的喷口布置示意和NOX的还原过程 上部二次风SOFA 主燃烧器 （三）利用再燃燃料还原NOX 1、基本原理 根据NOX的还原机理，利用某种合适的燃料作为NOX的还原剂，喷入炉膛内的合适位置，可还原一部分NOX 作为锅炉的一部分燃料在炉内燃烧放热 减排NOX的效果明显 我国近期在大型电站锅炉示范推广 2、炉内燃料分级再燃与还原NOX的过程 将燃烧所需燃料的80%左右经主燃烧器送入燃烧器区域 其余20%左右的燃料作为还原燃料送入炉膛上部区域 上部再送入相应的空气作为燃尽风 三个区域： 主燃烧区、再燃还原区和燃尽区 3、还原燃料 主要是气体燃料（天然气等） 煤粉作为再燃燃料（同种或异种、超细） 主燃烧区 燃尽区 还原区 主燃烧器 再燃燃料 燃尽风 NO，CO2，H2O， O2，SO2，灰 N2，NO NON2 NOX浓度 图3—11 再燃与还原NOX技术的示意 20%入炉燃料 80%入炉燃料 一次燃料 二次燃料 燃尽风 一次风 主燃烧区 燃尽区 40%NOX 再燃还原区 100%NOX 图3—12 炉膛内燃料分级燃烧过程 低NOX燃烧器 调节风口 上部燃尽风 再燃喷口 前墙 后墙 图3—13 采用炉内再燃技术的喷口布置示意图 再燃技术 低NOX燃烧器 分级配风 先进的低NOX燃烧器 无控制措施或简单措施 1990年 1995年 2000年 mg/m3 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 图3—14 各种低NOX燃烧技术的炉内NOX水平（烟煤） 第四节 常规火电厂氮氧化物排放控制技术改造存在的问题与对策 组织低NOX燃烧的大部分技术措施均有饽于传统的强化燃烧的概念 采用低NOX燃烧技术设计新的煤粉锅炉，或者在实施控制NOX技术改造时会遇到问题： 1)牺牲燃烧效率（飞灰可燃物增加） 2)金属腐蚀 3)着火稳定性下降，低负荷燃烧稳定性下降 4)出口烟温偏高 对 策 采用多种先进的低NOx燃烧技术的合理组合方式 各个燃烧器的风粉配平、计量和监控 分别控制燃烧器区域和炉膛出口的过量空气系数 提高煤粉细度以提高着火稳定性和降低飞灰含碳量 注重监控燃烧器区域炉壁附近的氧浓度与CO浓度，避免腐蚀 常规燃煤粉火电厂低氮氧化物燃烧技术 第一节 概述 一、氮氧化物排放的现状 二、控制氮氧化物排放的技术 煤粉炉的特点（低NOx燃烧改进技术的意义）： ·成熟性 ·经济性 ·可靠性 低NOx燃烧的特点：·初投资较低 ·运行费用低 ·排放幅度有一定限制 （1）低氮氧化物燃烧技术 （2）脱除氮氧化物的烟气控制技术 ·初投资大 ·运行费用高 第二节 NOx的生成机理和降低NOx的理论依据 一、影响氮氧化物的因素 煤中氮化