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(shuō)起，今天河北思凱淋環(huán)保科技有限公司設(shè)備部門(mén)的氨水噴槍小編來(lái)為大家介紹一下不同工況鍋爐燃燒過(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的NOx有三種類(lèi)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(guò)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(guò)燃料產(chǎn)生的CH原子團(tuán)撞擊N2分子，生成HCN類(lèi)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(guò)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(guò)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(xiàn)變化來(lái)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(guò)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(guò)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(jiàn)總風(fēng)量有個(gè)下降的過(guò)程，NOx明顯下降。但是風(fēng)量不能過(guò)低，因?yàn)轱L(fēng)量過(guò)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(guò)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(zhǎng)煤粉在在爐內(nèi)燃燒時(shí)間，見(jiàn)表1，低負(fù)荷時(shí)的風(fēng)速明顯低，也延長(zhǎng)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(jiàn)，低負(fù)荷時(shí)煤粉燃燒過(guò)程中NOx的生成是復(fù)雜的、多種因素綜合作用的過(guò)程。
3） 變負(fù)荷工況以240MW加至320MW和320MW減至180MW過(guò)程為研究對(duì)象加負(fù)荷過(guò)程是先加風(fēng)后加煤的過(guò)程，減負(fù)荷時(shí)先減煤后減風(fēng)，所以變負(fù)荷過(guò)程初始階段氧量都是變大的，因而NOx呈上升趨勢(shì)（圖1）。
在變負(fù)荷過(guò)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(xiàn)來(lái)看NOx曲線(xiàn)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(jiàn)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(mén)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(guò)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(guò)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。控制燃燒過(guò)程中NOx生成應(yīng)關(guān)注下列幾點(diǎn)：
1.過(guò)量空氣系數(shù)大，NOx生成多。運(yùn)行過(guò)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(guò)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(guò)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(cāng)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(chǎng)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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