低氮燃烧技术在电厂中的应用与浅析

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【摘 要】 工业排放的氮氧化合物对空气污染较严重，工业氮氧化合物主要来源于电厂尤其是火电厂的工业废气排放，伴随着我国工业化和城市化脚步的加快，工业废气的产生量也急剧增加，伴随着的是大量的氮氧化合物，给环境带来很大的隐患。对此，电厂要开发出新的低氮燃烧技术，并推广低氮燃烧技术的应用，实现建设环境友好型社会的宏大目标。本文就对低氮燃烧技术的原理和相关应用进行研究，并对低氮燃烧技术在电厂中的应用进行分析，以期实现低氮燃烧技术的推广应用，构建美好的环境。

【关键词】 低氮燃烧技术 发电厂 技术应用

前言

为保护环境，电厂要在控制氮氧化合物上下功夫，应用低氮燃烧技术，提高工业废气的排放标准，用新技术来降低废气中的氮氧化合物含量。当前，电厂以火电厂为例，大都采用燃烧器燃烧，所以应该在燃烧器上进行改进，并在燃烧技术上进行改进。本文在对低氮燃烧技术的介绍中，着重介绍低氮燃烧技术在燃烧应用时的相关问题分析。减少废气中的含氮化合物需要技术上的改进和操作上的改进，只有在技术上做到创新，在操作上做到规范，才能真正的实现减氮的目标。

1 简析低氮燃烧技术

发电燃烧物在燃烧过程中会生成氮氧化合物，根据化学产生途径的不同可以分为三种，主要是燃料型氮氧化物，这种含氮化合物是某些杂环化合物氧化而成的；还有一种称为热力型氮氧化物，这种氮氧化合物是来源于氮气在高温下发生氧化而形成的；最后就是一种含氮化合物称作快速型氮氧化物，是由氮气与碳氢离子团等发生复杂的化学反应后而生成的。这些氮氧化合物不管是发生何种化学反应后生成的，都主要是氧化亚氮、二氧化氮、一氧化氮，四氧化二氮等气体，其中以一氧化氮为主。当前主要的降氮方法为降温、降时间、增加鼓风等手段，其中降温是指降低燃烧温度，如此降低燃烧温度低于阈值时，氮氧化合物的产生量会有明显的降低，但这样做会降低燃烧效率，无法保证正常的发电供应，只有在供电充足时才能使用。另一方面，要做到降温也比较困难，而且无法避免局部温度过高现象的产生，这为减氮工作带来了很大的困扰。要改进低氮燃烧技术，就要从氮氧化合物的产生原理上进行分析，找到解决办法。进一步来说，低氮燃烧技术的应用主要体现在，对SOFA燃烧器的调整和改进，调整燃烧器的整体布局和燃烧器与主燃烧区的距离；调整空气分级送风技术，实现燃料的分级燃烧，在燃烧的不同阶段满足相应的鼓风量，并做到送风不多不少，既能减少废气的产生，又能最大地提高产热效率。从整个燃烧过程分析，低氮燃烧技术可以总结为，在燃烧前做好燃料的固态脱硝处理，在燃料气化后做好鼓风量的控制，在燃烧过程中保证燃烧温度，这样可以有效地减少含氮化合物的产生和排放。

2 低氮燃烧技术在电厂中的应用分析

低氮燃烧技术是用以降低燃烧产生的气体中氮氧化合物含量的技术，一方面要改进燃烧器与空气分级吹送技术，这两个方面是降低氮氧化合物含量的关键所在，改进燃烧器的整体布局和提高燃烧器的鼓风要求，都有利于氮氧化合物的低排放；另一方面，在燃料和产生烟气中应用脱硝技术，如SCR和SNCR等技术，脱硝技术能够直接减少燃料或废气中的含氮量。以下是关于该技术在电厂中的具体应用分析：

2.1 燃烧器在应用低氮燃烧技术基础上的改进

实行低氮燃烧技术要求对燃烧器进行改进，在不改变燃烧器基本格局的基础上实现空气分级，由于在燃烧时对送风位置的把握十分关键，因此要将二次风由原来全部通向主燃烧区改为将部分风鼓送至炉膛的燃尽区，在二次风鼓完后，随后进行三次风鼓送，用风箱鼓送风的同时要注意鼓风力度和速度的控制，不能过快也不能太慢，两种情况都会降低燃烧效率。Sofa是燃烧器上部区域形成的分离布置的燃尽风，是由二次风被风箱引出后所形成的，需要对燃烧器的二次鼓风的速度和流动时的动压进行计算，以确定sofa喷口的面积。上述的改进是低氮燃烧技术在燃烧器上需要进行的改进，也是降低氮氧化合物排放的设备要求。

2.2 低氮燃烧技术对风力的要求

燃烧时要想尽可能地减少含氮化合物的排放量就要把握好鼓风的相关方面，如果将部分二次风改为偏转二次风，可以保证燃料与空气接触的时间，同时实现空气的径向分级，如此可以直接降低含氮有机物发生氧化的几率，从而降低含氮化合物的产生。

另一方面，风切角和风向的控制也十分关键。中央风向仍为逆时针方向的二次风，在第二层的二次风则改为正切风，切角为正向3度左右，在三四以上的几层则改为正切风，切角为9度到10度，而在出风的第八层则将风改为反切风。在切角和风向的正确把握下，能够实现最大限量地减少含氮化合物的产生。除此之外，还要注意多层鼓风的差异性，根据燃烧情况对燃烧器进行分层控制，各层由于燃烧情况的差异，对风量的需求也各异，如果能满足各层的风量需求，不会因为过少而产生燃烧型的氮氧化合物，也不会因为风量过多而降低燃烧效率，就能实现提高燃烧效率和减少废气排放的双重效果。因此，低氮燃烧技术对于鼓风的要求较高，风力掌控的好就能实现好减氮任务。

2.3 低氮燃烧技术应用时的注意事项

应用低氮燃烧技术后减排效果十分理想，改造后电厂的氮氧化合物的排放质量浓度比改造前的要低50%左右，尤其是一氧化氮的排放比率降低了很多。经过实践检验，低氮燃烧技术实现了排放量远远低于排放允许的标准，改造效果明显。同时另一方面，电厂燃烧的热效率在改造后没有下降而是有所提高。同时，虽然取得了很好的效果，但在应用低氮燃烧技术时，也有许多问题和一些相关的注意事项，比如炉膛出口处烟温存在偏差以及对风门的开度调节上还需要加以关注。燃烧器出口处烟温的偏差可能会导致金属壁受热不均，严重会发生爆管事故。因此要注意温度的控制，以免受热不均而发生意外。对于风门的开度调节更应该重视，风门的调节影响着鼓风量，这对于氮氧化合物的产生有着重要的影响，风门开度控制得好就能实现氮氧化合物的低排放。值得注意的是，在燃烧器的不同层做好不同力度和速度的鼓风控制，实现各层对风力的需求，将风量控制到最佳状态，保证燃烧的热效率，同时又能很有效地降低氮氧化合物的排放量。

3 结语

综上所述，低氮燃烧技术是以氮氧化合物的产生机理为基础，通过多方面的改进，能够有效降低氮氧化合物排放量的技术。在技术上的改进，如对燃烧器进行了多方面的改进，对燃烧器的分层结构进行了重新划分，以期达到在降低氮氧化合物排放量的同时提高电厂锅炉燃烧效率的效果。在操作上的改进，则将重点放在了鼓风上，掌握好燃烧时鼓风的力度和速度，在各层间实现差异化送风，以满足各层燃烧需求。对电厂而言，燃烧的热效率是十分关键的，但是同时也不能一味追求热效率而忽视环境的保护，环境是脆弱的，因此，电厂一定要注重生态环境的保护，在设备改进和废气处理上加大投入，既然低氮燃烧技术有着很好的实际效果，就应当予以推广，并不断完善。只有发电企业能够在意识上真正地重视环境的重要性，应用低氮燃烧技术，改良电厂的燃烧设备，同时在操作上严格要求，才能实现真正意义上的减氮。

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