燃煤企業(yè)都很關(guān)注如何有效降低氮氧化物NOx，想要有效降低氮氧化物要從它的生成特點(diǎn)說起，今天河北思凱淋環(huán)�？萍加邢薰�設(shè)備部門的氨水噴槍小編來為大家介紹一下不同工況鍋爐燃燒過程中氮氧化物（NOX）生成特點(diǎn)的研究
在NOx中NO占90%以上，NO2占5～10%，煤燃燒過程中產(chǎn)生的NOx有三種類型，即熱力型、燃料型和快速型。
熱力型NOx是燃燒空氣中的氮在高溫下氧化而成，隨著反應(yīng)溫度的升高而增加。主要影響因素有燃燒反應(yīng)的溫度、氧氣濃度和反應(yīng)時(shí)間。
燃料型NOx是燃料中的氮化物在燃燒過程中發(fā)生熱分解，并進(jìn)一步氧化而生成，氮的熱分解溫度低于煤粉燃燒溫度，在600～800℃就會(huì)生成燃料型NOx，它在煤粉燃燒NOx生成量占60～80%。同時(shí)還存在NO的還原反應(yīng)，NOx的生成和還原與燃燒溫度、氧的濃度有關(guān)外還與煤的特性、煤中氮化物的存在狀態(tài)等相關(guān)；
快速型NOx的生成是通過燃料產(chǎn)生的CH原子團(tuán)撞擊N2分子，生成HCN類化合物，再進(jìn)一步氧化生成。
三、不同工況下NOx生成特點(diǎn)
煤粉鍋爐燃燒過程中NOx的生成在不同工況（煤種為神華煤與貧瘦參配）下都有較為明顯的差別，如負(fù)荷、過量空氣系數(shù)、制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式等。
1.負(fù)荷分為高負(fù)荷、低負(fù)荷、升負(fù)荷和降負(fù)荷等
1）高負(fù)荷以320MW運(yùn)行工況為研究對(duì)象
由圖1知負(fù)荷320MW時(shí)NOx 高于240MW時(shí)，主要影響因素有：
a.爐膛熱負(fù)荷
爐膛熱負(fù)荷的高低不僅影響熱力型也影響燃料型NOx 的生成，從表1中可以看出高負(fù)荷時(shí)煤粉濃度大，燃料風(fēng)、輔助風(fēng)溫度高，爐膛熱負(fù)荷顯然高與低負(fù)荷。
爐膛熱負(fù)荷的均勻性也影響NOx的生成，從圖1中的汽壓曲線變化來看高負(fù)荷時(shí)汽壓不穩(wěn)將增加爐膛局部熱負(fù)荷的不均勻性，增加了NOx的生成。
b.過量空氣系數(shù)
氧量是影響NOx生成的主要因素之一，高負(fù)荷時(shí)對(duì)總風(fēng)量進(jìn)行控制，因?yàn)闋t膛熱負(fù)荷高SCR入口NOx過大將增加噴氨量，如不及時(shí)調(diào)節(jié)易造成NOx超標(biāo)排放，所以從圖1可見總風(fēng)量有個(gè)下降的過程，NOx明顯下降。但是風(fēng)量不能過低，因?yàn)轱L(fēng)量過低不僅增加不完全燃燒熱損失，降低鍋爐效率，還影響爐膛燃燒穩(wěn)定，甚至引起滅火。圖1中總風(fēng)量下調(diào)后隨即上升。
2）低負(fù)荷以180MW運(yùn)行工況為研究對(duì)象
從表1中可知，低負(fù)荷磨煤機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)少、煤粉濃度低、風(fēng)溫低，爐膛熱負(fù)荷明顯低于高負(fù)荷，故NOx低于高負(fù)荷，但低不太多，甚至還高于240MW時(shí)，主要影響因素：
a.過量空氣系數(shù)
低負(fù)荷時(shí)為了穩(wěn)定燃燒，氧量不能太低。
b.爐膛熱負(fù)荷
上層燃燒器停運(yùn)，火焰中心下移，實(shí)際上延長煤粉在在爐內(nèi)燃燒時(shí)間，見表1，低負(fù)荷時(shí)的風(fēng)速明顯低，也延長了燃盡區(qū)的比例，爐膛溫度低阻止了NOx的生成。
c.風(fēng)箱差壓
低負(fù)荷時(shí)總風(fēng)量低，為防止鍋爐效率降低，需保證燃盡風(fēng)量，二次風(fēng)箱差壓低，關(guān)小下層輔助風(fēng)、燃料風(fēng)以提高二次風(fēng)的剛性，這樣減少了揮發(fā)分著火區(qū)段的氧濃度。
由此可見，低負(fù)荷時(shí)煤粉燃燒過程中NOx的生成是復(fù)雜的、多種因素綜合作用的過程。
3） 變負(fù)荷工況以240MW加至320MW和320MW減至180MW過程為研究對(duì)象加負(fù)荷過程是先加風(fēng)后加煤的過程，減負(fù)荷時(shí)先減煤后減風(fēng)，所以變負(fù)荷過程初始階段氧量都是變大的，因而NOx呈上升趨勢（圖1）。
在變負(fù)荷過程中除了氧量外爐膛熱慣性是影響NOx生成的主要因素，在減負(fù)荷時(shí)尤為明顯。從圖1中減負(fù)荷曲線來看NOx曲線升的很快，而且負(fù)荷減得越快NOx升的越快。這是因?yàn)闇p負(fù)荷時(shí)部分燃燒器停運(yùn)，煤粉濃度下降，但爐膛溫度在短時(shí)間內(nèi)下降不多，致NOx生成量上升較多。
2.制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)NOx的影響
以機(jī)組負(fù)荷300MW不變時(shí)制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式改變?yōu)檠芯繉?duì)象
試驗(yàn)概況見表2和圖2
除DD層輔助風(fēng)由67%關(guān)至59%之外，其它風(fēng)門都不變
由圖2知，負(fù)荷300MW穩(wěn)定，ABC三套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，期間（A點(diǎn)到B點(diǎn)）B制粉系統(tǒng)停運(yùn)，B點(diǎn)后啟動(dòng)。
ABC運(yùn)行期間的總風(fēng)量明顯高于AC運(yùn)行期間，E點(diǎn)之前大于EF之間，B制粉系統(tǒng)停運(yùn)后減少了進(jìn)入爐膛的總風(fēng)量，使SCR入口NOx明顯下降，由400mg/Nm3以上降至400mg/Nm3一下（圖2C點(diǎn)前后）。
再次投運(yùn)B制粉系統(tǒng)，NOx又上升到400mg/Nm3以上，主要是因?yàn)槿物L(fēng)的投入促進(jìn)了未燃盡煤粉的燃盡以及三次風(fēng)中細(xì)煤粉的燃燒，同時(shí)富氧燃燒將使NOx的生成量有所增加，煙氣中剩余氣態(tài)含N物質(zhì)以及焦炭中N被氧化生成NOx。
四、結(jié)論
通過對(duì)不同工況下（煤種不變）NOx生成特點(diǎn)的研究，探索并采用降低鍋爐燃燒過程中NOx生成量的技術(shù)將節(jié)約噴氨量，保證NOx達(dá)標(biāo)排放，取得良好經(jīng)濟(jì)效益�？刂迫紵^程中NOx生成應(yīng)關(guān)注下列幾點(diǎn)：
1.過量空氣系數(shù)大，NOx生成多。運(yùn)行過程中注意對(duì)SCR入口氧量的監(jiān)視，采用低氧燃燒，但要保證燃盡風(fēng)量，注意一氧化碳的監(jiān)視，防止過量缺氧，增加不完全燃燒熱損失，導(dǎo)致鍋爐效率下降。負(fù)荷變動(dòng)大、啟停制粉系統(tǒng)過程中注意風(fēng)量的調(diào)節(jié)，主燃燒區(qū)隨負(fù)荷升降而加減二次風(fēng)，減少著火區(qū)段的氧濃度。采用空氣分級(jí)燃燒可降低NOx的生成。
2.爐膛熱負(fù)荷越高，NOx生成越多。適當(dāng)降低熱風(fēng)溫度，采用燃料分級(jí)燃燒，有利于減少NOx的生成。
3.爐膛熱負(fù)荷不均，NOx生成變多。采用均等配粉，維持汽壓、爐膛壓力的穩(wěn)定，穩(wěn)定爐膛火焰中心，保證二次風(fēng)的剛性，防止火焰偏斜。
4.制粉系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)量越多，則NOx生成越多。運(yùn)行中加強(qiáng)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，保證制粉出力，加強(qiáng)輸煤、加倉管理。
5.如果煤種變化大，爐膛燃燒將更加復(fù)雜，影響NOx生成的環(huán)境和條件更加多變，建議電廠盡量燃用設(shè)計(jì)煤種或者盡量保持煤種穩(wěn)定。
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