电站燃煤锅炉降低氮氧化物排放的措施.doc

电站燃煤锅炉降低氮氧化物排放的措施1概述氮氧化物NOx是燃煤电厂烟气排放三大有害物（SO2，NOx及总悬浮颗粒物TSP）之一。从污染角度考虑的氮氧化物主要是NO和NO2，统称为NOx。在绝大多数燃烧方式下，主要成分是NO，约占NOx的90多。NO是无色、无刺激气味的不活泼气体，在大气中的NO会迅速被氧化成NO2。NO2是棕红色有刺激性臭味的气体。NOx可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，较易受二氧化氮影响。NOx的生成主要由热力NOx和燃料NOx两部分组成，前者由参与燃烧的空气中所含的N2生成，后者由燃料本身的氮元素生成。在燃烧过程中降低NOx的生成的主要手段是采用分级燃烧，降低燃烧区域的氧浓度和降低火焰温度。此外还可以采用烟气处理技术在燃烧后降低烟气中NOx含量。2国内外排放标准的比较目前NOx的允许排放量标准在全世界倾向于更严格。各国对NOx的排放限制各不相同，限制非常严格的如德国，对300MW以上的机组，规定了200mgm3的严格标准（本文所指NOx的数值如无特别说明，为标准状况下，O26，NOx为按NO2计算的干烟气中NOx含量），按这一标准，仅采用燃烧技术的改进目前是无法实现的，必须安装烟气净化处理的特殊装置。3国外降低NOx排放的研究采用LNB（低NOx燃烧器）可降低NOx排放4065。采用LNB时一般与燃尽风（OFA）燃烧配合实施。31低NOx燃烧器（1）直流浓淡燃烧器最为典型的是日本三菱的PM型（PollutionMinimum）燃烧器。其特点使用最简单的惯性煤粉浓缩器将一次风煤粉流分为两股，一股为富燃料风粉流，另一股为贫燃料风粉流。（2）旋流浓淡燃烧器通过改进燃烧器出口结构，形成分级燃烧，降低NOx排放。国外BW公司，MitsuiBabcock公司等不断有新的业绩。32燃尽风（OFA）燃烧大约占1025的二次风从燃烧器上方设置的燃尽风喷口送入炉膛。其目的使燃烧器的炉内燃烧分2个阶段：主燃烧区火焰温度降低，热力型和燃料型NOx生成均减少，当烟气上升至OFA喷口时，未完全燃烧的燃料可燃物和部分还原性气体重新燃烧，此处燃烧温度低于主燃烧区，保证降低NOx和完全燃烧。33磨煤机煤粉分离器的研究美国巴威公司有旋转型的煤粉分离器。德国在一些机组改造时也改用旋转分离器。在三菱低NOx燃烧系统中的中速磨煤机或钢球磨煤机上部装有三菱旋转式分离器（MRS）。如同常规分离器一样，从MRS出来的粗粉再次磨成细粉进入燃烧器。在MRS的旋流叶的作用下可提供更合适的煤粉级配，同样筛孔下的煤粉细度，例如筛孔尺寸为74m，新型分离器给出的粗粒的煤粉（R149）要比常规分离器的少得多。这对燃烧过程的经济性具有很大意义，因为在应用各种降低NOx技术方法时，正是未燃尽的粗煤粒增大了排放物和飞灰含碳量。34三级燃烧技术在上部燃烧器上方的燃烧室加入少量燃料，并且通常不需加风，而是加入再循环烟气，由此使燃烧室中生成还原区。向上述燃烧室加入少量燃料，能使未完全燃尽的燃烧产物再燃，直到烟气离开燃烧室为止，这样可降低NOx排放。35烟气处理技术烟气处理技术，如SCR（选择催化还原法）和SNCR（选择非催化还原法），AC（活性碳法）和DESONOxSNOx（催化剂联合脱硝脱硫）等。目前大部分锅炉不采用SNCR方法。目前世界上适用于SCR技术的设备还处于供不应求的状况。4我省NOx的排放情况我国燃煤电站锅炉固态除渣炉NOx的排放范围为6001200mgm3，其中直流燃烧器6001000mgm3，旋流燃烧器为10001200mgm3。浙江省内电站燃煤锅炉均为固态除渣，主要是直流燃烧器，采用旋流燃烧器的锅炉数量近年来有所增加。省内NOx的排放数据较国内平均状况要好，根据已有的测量数据，其大致范围是直流燃烧500820mgm3，旋流燃烧为600850mgm3。影响锅炉NOx排放的因素主要有燃料种类，炉膛容积热负荷，燃烧器结构，运行方式等有关。分析我省电站锅炉的NOx的测量数据较国内普遍情况要好，其原因是燃料中氮含量较低（Nar0607），而外省的一些技术文献中指出当地的燃料的Nar可高达11。有文献指出：对固态排渣炉而言，有80的NOx是由燃料中的氮生成的。5省内降低氮氧化物排放措施根据我国和我省的现状，对现有机组适宜采用而且切实可行的降低NOx的方法是：改进锅炉运行方式和提高控制燃烧技术。一般认为，通过燃烧调整，可使NOx的排放降低1525以上。同时更为重要的要有具体的落实措施：如实现送风和送粉均匀的监控装置。近期实际可行的降低NOx的方法是（按重要性排列）：粉管道间的燃料平衡（目标是5）；燃烧器间的送风平衡（CO70mgL，在低氧的条件下）；一次风煤比（根据磨煤机的设计和煤种，尽可能采用低值）；调整煤粉细度（根据煤的品质）；尽可能提高OFA的风箱压力；减少过剩空气；炉膛吹灰的控制。如对冲燃烧方式锅炉的每个燃烧器的送风平衡的实现，较为可行的办法是在实现燃料平衡后，利用停炉期间安装的省煤器出口永久性烟气多点网格取样测点，由测试工程师循环测试多点（通常可多至24点）的CO、O2和NOx，在每点的CO含量应较低，理想的值是小于40mgL，如果存在较高的CO，将调整相应的单个和相关组的燃烧器的风环，以消除高CO，一旦此目标实现，再降低O2，然后重复以上过程。对于我省125MW、200