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低氮燃烧
 

 
原理
抑制NOx 的生成可采取的措施有:
1.降低锅炉峰值温度,将燃烧区的煤粉量降低。
2.降低氧浓度(即降低过量空气系数),将部分二次风管堵住。
3.由于要保证锅炉的出力,可将部分煤粉和空气从锅炉上部投入,这样就控制了燃烧火焰中心区域助燃空气的数量,缩短燃烧产物在高温火焰区的停留时间,避免了高温和高氧浓度的同时存在。
4.在炉膛中设立再燃区,利用在主燃区中燃烧生成的烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm等,将NO的还原成N2。
将80%~85%的燃料送入主燃区,燃料在主燃区燃烧生成NOx ,15%~20%的燃料送入再燃区,再燃区过量空气系数小于1.0(α<1.0),具有很强的还原性气氛,在主燃区生成的NOx被还原;再燃区不仅能够还原已经生成的NOx,而且还抑制了新的NOx生成;在燃尽区供给一定量的空气(称为燃尽风),保证从再燃区出来的未完全燃烧产物燃尽。根据超细煤粉再燃低NOx燃烧技术原理和前期的研究结果,将整个炉膛燃烧区划分为主燃区、再燃区和燃尽区。各区域出口过量空气系数目标值为:主燃区出口α=0.9~1.0,再燃区出口α=0.8~0.9,燃尽区出口α=1.167。锅炉主、再燃区均以锅炉实际燃用煤为燃料,主燃区燃烧80%~90%的浓煤粉,再燃区喷入10%~20%的超细化煤粉作为再燃燃料。
      超细煤粉是指粒径小于43μm的煤粉,根据有关研究,这个尺度的煤粉有与雾化燃油相同的燃烧特性。在工程应用中,可以用浓淡分离器从常规煤粉中分离。

低氮燃烧技术特点

1.低负荷
      优异的低负荷不投油稳燃能力,该设计的理念之一是建立煤粉早期浓缩着火,为此公司开发了高效浓淡分离装置、两层浓浓、淡淡一次风合用一层一次风室,中间完全分隔的一次风煤粉燃烧器、周界齿形的煤粉燃烧喷嘴,同时一次风煤粉反切射流技术,极大地提高锅炉的不投油低负荷稳燃能力。根据设计和校核煤种的着火特性,选用合适的煤粉浓缩比、煤粉喷嘴、和浓一次风反切角度,在煤种允许的变化范围内确保煤粉及时着火稳燃,并且燃烧器状态良好。
2.煤粉
      优异的煤粉高效燃尽、防结渣及高温腐蚀的特性。首先,高浓度煤粉的早期着火提高了燃烧效率;同时通过在炉膛的不同高度布置底部二次风、偏置二次风、上部OFA 和空间分离的S-OFA,将炉膛分成三个相对独立的部分:燃烧区,NOx还原区和燃尽区。在每个区域合理的控制各自的过量空气系数,这种改进的空气分级方法通过优化每个区域的过量空气系数,在有效降低NOx 排放的同时能最大限度地提高燃烧效率;第三,通过燃烧器区域的刚性偏置二次风,在炉膛壁面附近形成低煤粉浓度的氧化区,避免了炉膛结渣和高温腐蚀的发生。第四,本技术将煤粉浓淡分离,所有浓一次风煤粉都布置在了燃烧区域下部,相当于提高了煤粉燃尽高度及NOx还原高度,有利于提高锅炉燃烧效率及降低NOx的排放水平。
3.NOx燃烧
      超低的NOx燃烧排放特性,分级燃烧技术的最突出特点是超低NOx燃烧特性,在保证稳燃高效的前提下,通过采用高效浓淡分离技术、空间燃烧分级技术、一次风逆向射流等手段不仅保证煤粉早着火,稳定燃烧,通过采用上下、左右可调燃尽风喷口技术,实现炉内按需供风和降低炉膛出口烟温偏差,更重要的是实现了锅炉超低NOx的燃烧排放。
4.小油点
      优异的小油点火稳燃能力,该设计采用公司经过了大量工业应用的煤粉气化小油燃烧点火技术,在第一层的浓、淡一次风的煤粉燃烧器中布置了小油点火装置,可以在锅炉冷态以及热态启动时完全不投入大油枪,极大地降低了锅炉的启动和在更低负荷下的稳燃油耗。
5.分离燃尽风SOAF
      分离燃尽风SOAF还具有较好的降低炉膛出口烟温偏差特性,采用空间空气的分级燃烧技术不仅是降低NOx排放、提高煤粉燃尽率的重要手段,同时采用对SOFA的水平摆动调整,更有助于降低炉膛出口两侧烟温偏差而导致的过热器及再热器壁温偏差的作用
     低NOx燃烧技术无任何运行成本,它不仅实现锅炉的超低NOx排放,同时实现了锅炉高效稳燃、防结渣、防高温腐蚀、低负荷不投油稳燃、锅炉小油点火稳燃的特性,扩大了锅炉的煤种适应性等功能,在工业化应用中取得了优异的效果。
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