低氮燃燒器對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響

從很多電廠低氮燃燒器改造情況來(lái)看，普遍存在汽溫（尤其是再熱汽溫）偏低，飛灰可燃物偏大的情況。

主要受影響因素是鍋爐的設(shè)計(jì)情況及燃用煤質(zhì)。通過(guò)燃燒調(diào)整、二次風(fēng)配比、SOFA風(fēng)配比，部分廠汽溫參數(shù)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)值，飛灰可燃物有明顯降低。 低氮燃燒器改造后，爐內(nèi)溫度場(chǎng)的變化將會(huì)對(duì)爐膛出口煙溫及汽溫特性產(chǎn)生較大影響。降低氮氧化物排放，控制氧含量是關(guān)鍵，那么怎樣可的降低氧的濃度呢。這主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1、純從燃燒角度來(lái)講，鍋爐采用空氣分級(jí)低氮燃燒技術(shù)改造之后，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過(guò)熱汽溫、再熱汽溫上升。

2、鍋爐采用空氣分級(jí)低氮燃燒技術(shù)改造之后，主燃區(qū)的溫度下降較多，爐內(nèi)溫度分布更加均勻。水冷壁的沾污結(jié)渣情況會(huì)有很大改善，爐內(nèi)水冷壁吸熱增強(qiáng)，爐膛出口煙溫下降，鍋爐的過(guò)熱汽溫、再熱汽溫下降。 鍋爐低氮燃燒改造之后的汽溫特性變化情況主要受以上兩個(gè)因素影響，哪個(gè)因素的影響占主導(dǎo)地位主要取決于鍋爐的設(shè)計(jì)情況及燃用煤質(zhì)情況。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會(huì)打破一開始鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)的平衡關(guān)系。 從各廠空氣分級(jí)低氮燃燒器運(yùn)行情況來(lái)看，采用設(shè)計(jì)煤種，隨著分離燃盡風(fēng)（SOFA）風(fēng)量的增加，主燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)降低，過(guò)熱器溫升、再熱器溫升均有較大增加。

隨著當(dāng)前鍋爐排放越來(lái)越嚴(yán)，越來(lái)越多的地方開始對(duì)鍋爐進(jìn)行低氮改造，如京津冀、鄭州、西安等。作為一種清潔能源，能減少近100%和粉塵排放量，60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量，并有助于減少酸雨形成，緩解地球溫室效應(yīng)，從根本上提高環(huán)境質(zhì)量。公司鍋爐供能燃料，由于鍋爐安裝較早，鍋爐當(dāng)前氮氧化物排放量為90mg/m3，燃燒器燃燒后的廢氣排放無(wú)法滿足國(guó)家制定的污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)——《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)為80mg/m3)。對(duì)鍋爐對(duì)流受熱面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，適應(yīng)FGR的性能特點(diǎn)，對(duì)不同燃燒負(fù)荷的再循環(huán)率進(jìn)行計(jì)算及驗(yàn)證測(cè)試，設(shè)定對(duì)應(yīng)的鍋爐控制程序確保在不同再循環(huán)率下的NOx指標(biāo)及鍋爐效率。為達(dá)到此排放要求，公司對(duì)燃?xì)忮仩t燃燒器進(jìn)行改造。

鍋爐的熱效率是衡量鍋爐的一個(gè)指標(biāo)，影響鍋爐的效率的主要因素有：排煙溫度熱損失、散熱損失、燃料不完全燃燒及鍋爐結(jié)垢等。由于燃燒器進(jìn)行改造后散熱損失及鍋爐結(jié)垢與改造前的相比較未發(fā)生改變，因此對(duì)鍋爐的熱效率并無(wú)影響，燃燒器改造前與燃燒器改造后改變的因素主要有兩個(gè)，即排煙溫度熱損失與燃料的不完全燃燒程度，因此本文主要研究這兩種因素對(duì)鍋爐效率的影響。有很多的企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)的需要會(huì)產(chǎn)生很多的廢油，這些廢油不僅處理起來(lái)非常不方便，而且處理不好還會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境。

排煙溫度熱損失是燃?xì)忮仩t熱損失中主要的一項(xiàng)，它主要取決于排煙溫度與過(guò)量空氣系數(shù)λ。若使用高熱值、高揮發(fā)的煤種時(shí)，NO的排放濃度雖略有增加但較易調(diào)整控制。(過(guò)量空氣系數(shù)是燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量之比，是我國(guó)及俄羅斯等國(guó)通用的研究可燃混合氣成分指標(biāo)，常用符號(hào)λ表示)，λ與排煙熱損失q1關(guān)系：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：q1=(0.5 3.5λ)(T排煙-T環(huán)境溫度)

3.1 低過(guò)量空氣燃燒

低過(guò)量空氣燃燒是燃燒過(guò)程盡可能在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過(guò)量氧的減少，可以抑制煙氣中氮氧化物前驅(qū)體與O2的反應(yīng)，這是一種的降低NOx排放的方法，可降低NOx排放15%～20%。但同時(shí)，如果爐內(nèi)氧含量過(guò)低，如低于3%，則有可能導(dǎo)致燃?xì)獾牟煌耆紵?，出口煙氣中CO含量或其他可燃物含量增加，降低燃燒效率。5×鍋爐容量 6(萬(wàn)元)方式二：通過(guò)整體更換鍋爐，氮氧化物排放濃度低于30毫克/立方米的項(xiàng)目(1)單臺(tái)鍋爐容量小于等于4蒸噸：低氮鍋爐獎(jiǎng)補(bǔ)資金=2。

3.2 空氣分級(jí)燃燒

空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是將助燃空氣分級(jí)送入燃燒裝置的技術(shù)，通常在一級(jí)燃燒區(qū)，將助燃空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?0%～75%（相當(dāng)于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒，過(guò)量空氣系數(shù)α＜1，在降低了燃燒區(qū)內(nèi)的燃燒速度和溫度水平的同時(shí)，在燃燒區(qū)域形成還原氣氛，抑制了NOx在一級(jí)燃燒區(qū)的生成量。為了完成燃?xì)馊紵^(guò)程，將完全燃燒所需的其余空氣送入第二級(jí)燃燒區(qū)，與一級(jí)“貧氧燃燒”產(chǎn)生的煙氣混合，此階段空氣系數(shù)α＞1，保證了燃?xì)獾娜紶a度，同時(shí)，由于一階段產(chǎn)生的煙氣對(duì)空氣的稀釋，局部氧含量降低，有利于降低反應(yīng)（1）（2）的反應(yīng)速率。由于整個(gè)燃燒過(guò)程所需空氣是分兩級(jí)或多級(jí)送入燃燒區(qū)域，故稱為空氣分級(jí)燃燒法。針對(duì)29MW及以上容量的室燃爐，可將NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。才雷等將空氣分級(jí)燃燒技術(shù)作為降低鍋爐NOx排放的主要燃燒控制手段，通過(guò)對(duì)一次風(fēng)二次風(fēng)的給入控制，將煙氣出口NOx含量由1164.92mg/m3降低至704.7mg/m3。

燃燒機(jī)的分類目前主要包括以下幾種：

一、燃油燃燒機(jī)（包括輕油燃燒機(jī).重油燃燒器）

燃油鍋爐燃燒機(jī)民用灶具、打火機(jī)、噴燈、發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴燃裝置等都屬于燃油鍋爐燃燒機(jī)。

二、燃?xì)馊紵龣C(jī)（燃燒機(jī).液化氣燃燒機(jī).煤氣燃燒機(jī).沼氣燃燒機(jī).甲醛燃燒機(jī)）

將可燃?xì)怏w(城市煤氣、)由微電腦控制系統(tǒng)按程序控制進(jìn)入燃燒器的燃燒頭內(nèi)由一次風(fēng)與可燃?xì)怏w混合，點(diǎn)火燃燒，二次風(fēng)助燃，實(shí)現(xiàn)充分燃燒。

三、生物制顆粒燃燒機(jī)（生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)（Biomass pellet burner）廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓鑄機(jī)、工業(yè)爐窯、焚燒爐、熔煉爐、廚房設(shè)備、干燥設(shè)備、食品烘干設(shè)備、熨燙設(shè)備、烤漆設(shè)備、公路筑路機(jī)械設(shè)備、工業(yè)退火爐、瀝青加熱設(shè)備等各種熱能行業(yè)。達(dá)到低氮的燃燒器目的的方法現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有不通的論述，河南燃燒器實(shí)現(xiàn)低氮燃燒的方法也是眾說(shuō)紛紜，百家爭(zhēng)鳴。）

四、工業(yè)燃燒器（鍋爐燃燒器.窯爐燃燒器.廢油燃燒器.蓄熱式燃燒器.綠源燃控燃器.節(jié)能型燃燒器.低氮燃燒器）

五、民用燃燒器（生物質(zhì)燃燒器.雙高火燃燒器.管道燃?xì)馊紵鳎?/span>

六、特種燃燒器（工業(yè)燒嘴.瀝青攪拌站燃燒機(jī).船用鍋爐燃燒器.水媒漿燃燒器）