中儲式乏氣送粉三次風與氮氧化物的關系

中儲式熱風送粉三次風與氮氧化物的關系摘要:隨著我國經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，對鍋爐燃燒技術方面的研究也越來越深入，通過多年的發(fā)展，鍋爐燃燒技術也更加的趨于規(guī)范化。為了減少氮氧化物的排放量，工程技術人員也在不斷的嘗試開發(fā)新的低氮燃燒技術。作者通過對鍋爐現(xiàn)有的幾種送風方式進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)中儲式熱風送粉系統(tǒng)是最難控制氮氧化物排放的。關鍵字：中儲式熱風送粉；三次風；氮氧化物1、 前言隨著環(huán)境污染日益嚴重，人們對環(huán)境要求越來越高，煤燃燒帶來的污染物NOx排放問題日益受到人們的關注對燃煤電廠NOx排放控制日趨嚴格。各種低NOx技術和運行方式得到研究和應用。目前我國燃煤電廠有部分鍋爐采用中間儲倉式熱風送粉系統(tǒng)，作為磨煤乏氣和干燥劑的三次風送入爐膛燃燒。三次風煤粉顆粒半徑較小且均勻，燃燒面積大而熱阻小，化學反應速度快，有利于揮發(fā)分析出、煤粉著火和煤焦的燃盡。但目前國內大多數(shù)燃用貧煤/無煙煤鍋爐。實際運行時為保證制粉出力，三次風量都高于設計值，造成三次風量偏大，搶占了二次風風量，造成二次風剛性不足，并由此引起鍋爐結焦、掉焦滅火等安全問題，同時也導致還原區(qū)的過量空氣偏大，NOx偏高，并在低負荷運行時特別明顯。所以在低氮改造時要必須考慮三次風對燃燒及NOx排放的影響，對三次風進行相應的改造。2、 中儲式熱風送粉，一、二、三次風的基本概念中儲式熱風送粉：原煤經(jīng)給煤機在下行干燥管中由熱風預先加熱后，與干燥熱風一同進入磨煤機。磨制好的煤粉隨干燥劑從磨煤機中帶出，進入粗粉分離器進行初分離，不合格的粗煤粉返回磨煤機重磨，合格的煤粉隨干燥劑帶入細粉分離器，在其中約90%的煤粉被分離出來，由細粉分離器下部落入煤粉倉，或經(jīng)皮帶輸送機輸送到其他粉倉。經(jīng)細粉分離器分離后，一般帶有約10%煤粉的干燥劑稱為乏氣，乏氣由細粉分離器頂部引出，經(jīng)排粉機提升壓力后，可與經(jīng)給粉機從煤粉倉獲得的煤粉混合，作為一次風噴入爐內燃燒。這種由乏氣輸送煤粉的系統(tǒng)，稱為乏氣送粉系統(tǒng)。乏氣送粉系統(tǒng)的一次風溫度較低，當鍋爐燃用著火溫度較高，反應性能較差的煤種時，一次風溫需要提高，才能滿足無煙煤、貧煤的燃燒。在這種情況下，直接采用溫度較高的熱風作為一次風來輸送煤粉，入爐燃燒，來至排粉風機的乏氣則布置在爐膛上部作為三次風。這種系統(tǒng)稱為中儲式熱風送粉系統(tǒng)。一次風:輸送的煤粉進入爐膛，并為煤粉著火的初期燃燒提供所需要的空氣；二次風：從熱風道直接引來經(jīng)燃燒器二次風噴口送入爐膛，為煤粉著火燃燒提供中后期所需要的空氣，并保證煤粉燃燒的燃盡性；三次風：在中儲式熱風送粉系統(tǒng)中，細粉分離器分離出的乏氣若送入布置在主燃燒器上部的燃燒器噴口，則這股乏氣稱為三次風3、 中儲式熱風送粉的特點磨煤機一般情況下是滿出力運行，起停與燃燒器的投運無關，只與粉倉粉位有關；磨煤機與鍋爐之間具有相對獨立性，鍋爐在低負荷時，磨煤機仍可保持在高負荷下運行；磨制的煤粉較細，煤粉細度穩(wěn)定；三次風布置在爐膛上部，對于燃燒不利；三次風風量大、風速高；三次風溫度低，煤粉細，含粉量低。4、 中儲式熱風送粉三次風與氮氧化物的關系中儲式熱風送粉系統(tǒng)，在采用空氣分級燃燒技術降低氮氧化物的排放的同時，由于三次風中攜帶大量的超細煤粉進入爐膛燃燒，并且三次風具有速度高、溫度低、風量大、煤粉細及煤粉含量低的特點，三次風區(qū)域煤粉燃燒處于富氧以及三次風雜亂無章的亂從亂撞的燃燒情況，使得燃燒過程中產(chǎn)生了大量的燃料型NOx，導致NOx的排放量較高。三次風在主燃區(qū)的頂部，處于還原區(qū)的位置，三次風的進入導致還原區(qū)的還原性氣氛被破壞，降低了NOx還原的效果。磨煤機投運的個數(shù)越多，三次風量就越大，NOx生產(chǎn)量就越高。另外，當鍋爐負荷降低時，為保證磨煤機運行經(jīng)濟性，磨煤機通風量仍保持在最佳制粉電耗工況，導致三次風量也沒有隨鍋爐負荷同比例降低，主燃燒區(qū)域的空氣過量系數(shù)無法控制在運行的最佳值，此時NOx的排放濃度會遠高于設計工況，制約燃燒過程中的進一步NOx排放控制。5、 性能分析鍋爐的燃燒需要一定的過量空氣系數(shù)，即爐膛出口氧量是一定的，送入爐膛的風量也是一定，如果進入制粉系統(tǒng)的風量偏大，就會照成通過二次風噴口進入爐膛的風量減少，二次風風速達不到設計值，造成爐內燃燒組織變差，煤粉易貼壁結焦。同時三次風量偏大也將導致粗、細粉分離器的效率變差，煤粉細度變粗，造成煤粉燃盡困難，飛灰含碳量增加，減溫水用量增加，并增加爐膛結焦風險。6、 對中儲式熱風送粉鍋爐降低氮氧化物排放的改造思路在實際運行中由于煤種的變化，及運行習慣，三次風量往往高于設計值很多，造成三次風出口風速較大，對下層煤粉燃燒器的著火穩(wěn)定性產(chǎn)生非常不利的影響；同時三次風量過大，也會使主燃燒區(qū)生成的NOx還原基被氧化生產(chǎn)NOx，造成降低NOx含量變得異常困難。所以通過改變三次風的布置，可以有效的進行穩(wěn)燃和降低煙氣NOx含量。將三次風下移充當二次風使用，可以明顯降低NOx的生成，提高二次風箱壓力，提高二次風噴嘴出口風速，壁面煤粉貼壁燃燒，防止壁面結焦。并且經(jīng)過大量實踐檢驗，合理控制三次風量、三次風分組下移進入爐膛并充當二次風可有效解決中儲式熱風送粉系統(tǒng)鍋爐NOx偏高、鍋爐結焦的問題。第一、將三次風下移增加三次風的燃盡高度，降低飛灰含碳量；第二、將三次風下移有利于還原區(qū)的NOx還原性氣氛的調節(jié)，降低NOx排放；目前還有一些學者將三次風再燃，三次風摻入一次風或煙氣再循環(huán)等方式來解決中儲式熱風送粉鍋爐三次風對降低氮氧化物的影響。7、 結語隨著我國科技的飛速發(fā)展，鍋爐燃燒技術方面的研究也越來越透徹，對其氣體產(chǎn)物的成分也更加的清楚，這非常有利于鍋爐燃燒技術的發(fā)展，對以后的技術改進也多了很多手段，但鍋爐燃燒的氮氧化物的控制是一個系統(tǒng)性的復雜過程，尤其是中儲式熱風送粉系統(tǒng)的氮氧化物的控制更加困難和復