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当前,我国雾霾防治形势逼人,尽管雾霾产生的成因尚未完全研究清晰,但在社会舆论的压力和国家日益严格的节能减排政策面前,电力行业节能减排的压力不断增大,而燃煤发电机组在相当长的一段时期内仍然是我国发电行业中的主力,对于环保部最新颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),即从2014年7月1日起,现有火力发电锅炉要达到标准规定的排放限值,燃煤发电企业纷纷进行环保设施的改造,如锅炉低氮燃烧器的改造,改造后降低NOx的排放取得较好效果,但也给锅炉安全、稳定和经济运行带来了一定的影响。

搅拌站上基本都是用的小型整体式导热油炉机组,一般不超过300万大卡/时,因此使用一体式燃烧器仍较多,但随着国家环保要求的日益提高,特别在一些环保要求严格的一二线城市,也逐渐采用带分体式燃烧器的整体式热媒机组。其带来的优势是:较原先的整体式热媒机组,排烟温度大大降低,燃烧热效率有所提高;劣势是:原来的热媒机组体积小,现场组装工作量少,采用分体式的燃烧器后,设备配置上还需增加空气预热器,鼓风机,增加了投资成本,体积增大(原先一个撬块,现在要两个撬块),现场组装工作量有所增加。从发展远景及环保要求来看,我司建议用户逐步的由原来采用一体式燃烧器的整体式热媒机组改为符合环保要求的分体式燃烧器撬装热媒机组。

国内外已对NOx的危害、燃煤发电燃烧过程中NOx的生成机理和降低NOx技术进行了较为充分的研究,可分为三种[1]:热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx;其中,燃料型NOx约占80-90%,是各种低NOx技术控制的主要对象;其次是热力型,主要是由于炉内局部高温造成,快速型NOx生成量很少。NOx的控制方法可分为燃烧前处理、燃烧中处理和燃烧后处理。燃烧前脱氮主要是在燃烧前将燃料转化为低氮燃料,技术复杂,难度大,成本高,目前仅限于研究阶段;燃烧中脱氮主要有:一是抑制燃烧中NOx的形成,二是还原已形成的NOx;燃烧后脱氮主要是指烟气脱硝:包括选择性催化还原法、选择性非催化还原法等。

定制重油燃烧器低氮燃烧器改造后,虽然NOx降幅很大,但即使在燃用同一煤种时,飞灰可燃物升幅也较大。主要是低氮燃烧技术采用低温、低氧燃烧,主燃区的温度下降较多,控制和推迟煤粉的着火,并降低着火区的氧量,使煤粉燃烬能力下降,燃烧过程延长,飞灰和炉渣可燃物增大。重油燃烧器厂商有的改造时,改变了燃烧器一、二次风喷口和燃尽风喷口的面积,造成二次风与一次风的混合延迟,不利于煤粉气流的着火和燃烧。根据已改造锅炉试验数据表明,对于四角切圆燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为0.5—1个百分点,对冲燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为1—1.5个百分点,“W”火焰燃烧锅炉飞灰可燃物升幅为2—4个百分点,影响锅炉效率下降0.4—1.6个百分点。

北京城区冬季供暖燃气工业锅炉数量众多,约2万余台,2012年消耗天然气约84亿立方米。因此,开展燃气工业锅炉污染物控制关键技术及示范推广应用,大幅度降低燃气工业锅炉NOx排放,对实现北京区域大气环境污染的综合治理意义重大。目前北京只是试验点,今后会实行了大规模的燃煤工业锅炉改烧天然气工程,逐渐走向全国各大城市,低氮燃烧器是未来节能环保的重要路线。岳阳远大热能有限公司目前正积极的响应国家的政策,走低氮燃烧器路线,为华中湖南地区做领头企业。

锅炉水冷壁高温腐蚀现象在对冲燃烧和“W”火焰燃烧锅炉上较为突出,主要是燃烧器区水冷壁存在着较强的还原性气氛如CO、H2S等,燃烧区域氧含量在2%以下会产生大量CO,由于低氮燃烧其中采用了低氧燃烧,势必会使增加CO的产生,加剧水冷壁区域高温腐蚀。因增加了高位燃尽风,在总风量不变的情况下,二次风量减小,导致煤粉缺氧燃烧,一次风与二次风掺混时间都发生推迟,使得炉内煤粉燃烧过程拉长,炉膛火焰中心上移,相应炉膛出口烟温升高,未能燃烬的成分随气流上升到上部区域与燃尽风等强烈混合,在此区域开始剧烈燃烧,造成此区域温度高,容易引起过热器超温、结焦和积灰。