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燃烧器一般根据使用燃料种类分为燃油(包括重油、其它燃料油等)燃烧器、燃气燃烧器、煤粉或煤浆燃烧器等。目前所用的工业油气两用燃烧器基本由燃料系统、送风系统、点火系统、监测系统、电控系统组成。各部分功能为:燃料系统一保证燃烧时所需的燃料;送风系统一向燃烧室里送入一定风速和风量的空气;点火系统一点燃空气与燃料的混合物;监测系统一保证燃烧器安全运行;电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心。
开发技术先进的低NOx高效燃气燃烧器(简称:低氮燃烧器)及其燃烧控制系统,可以达到控制污染物的排放和提高锅炉整体运行效率的目的。通过综合利用目前国际上最先进的分级燃烧技术、浓淡燃烧技术、混合燃烧技术和中心稳燃技术等技术,可以实现在燃气时CO≤30 mg/Nm3,NOx≤75 mg/Nm3;燃尽率≥99.99%,达到高效燃烧和低污染物排放。北京节能技术监测中心,立足自身实际,吸收和借鉴国内外同行业领先技术优势和研发经验,与多所高校开展技术合作,联合研发低NOx高效燃气燃烧器,并着手准备申报政府有关部门技术推广,将为北京市乃至全国的燃气锅炉有效降低氮氧化物排放工作,提供较为成熟的技术和产品。
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,定制蓄热式燃烧器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,蓄热式燃烧器厂商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。
目前被大家公认,并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NOx方法,主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术;燃烧中脱氮是根据NOx的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是:低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等,该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区,对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域,从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧,降低煤粉燃烧过程中NOx生成量。从2011年至今,该低氮燃烧技术在全国的燃煤锅炉上大范围应用,通过改造和运行优化,NOx减排量可达30%—70%,对于四角切圆燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的400-600mg/m3降为200mg/m3以内,对冲燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的500-700mg/m3降为370mg/m3以内,“W”火焰燃烧锅炉NOx的排放浓度[3]可由原来的1100-1300mg/m3降为800mg/m3以内。目前,局限于低氮燃烧技术研究和发展,且该技术很短时期内在在运锅炉上快速、集中、大量的应用后,其技术尚未来得及进行消化吸收、优化改进等,笔者针对产生的问题和应对措施进行探讨。
燃气锅炉氮氧化物治理,是打贏蓝天保卫战、推进大气环境质量进一步改善的重要举措,是各地着力深化大气污染治理的一个主攻方向,是深化锅炉治理的重要组成部分。全省现有燃气锅炉10790台37318蒸吨,其中10蒸吨/小时及以下燃气锅炉9932台23838蒸吨,基本没有进行氮氧化物治理,年排放氮氧化物约3.85万吨,平均浓度150mg/m3左右。同时,我省氮氧化物年均浓度偏高,下降率远低于二氧化硫,是产生雾霾、造成臭氧浓度偏高的主要原因之一。周边的京津地区就燃气锅炉治理作出安排部署,并取得初步成效,北京市全部完成燃气锅炉低氮燃烧改造,氮氧化物排放浓度控制在30mg/m3以内,排放总量削减80%;天津市出台了锅炉大气污染物排放地方标准,氮氧化物排放浓度控制在80mg/m3以内。各地一定要深化认识,以强烈的政治责任感和勇于担当的精神,强化举措,压实责任,认真组织开展治理工作,为打赢蓝天保卫战作出新的贡献。