關(guān)于低氮燃燒技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用研究

張海濱

摘 要：本文從低氮燃燒改造技術(shù)與工藝方面說明了低氮燃燒技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用方法，并研究了減少循環(huán)流化床鍋爐的氮氧化物的措施，說明了在循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用低氮燃燒技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：低氮燃燒技術(shù)；循環(huán)流化床；應(yīng)用措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.029

0 前言

為了順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求、減少環(huán)境污染，需要改造鍋爐的煙氣凈化系統(tǒng)以減少鍋爐煙氣的排放，其中低氮燃燒技術(shù)在減低循環(huán)流化床鍋爐煙氣的方面表現(xiàn)突出，研究其技術(shù)應(yīng)用的途徑可以實(shí)現(xiàn)減少煙氣排放的目標(biāo)。

1 在循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用低氮燃燒技術(shù)的意義

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，給能源與環(huán)境造成的壓力逐漸增加，因此，我國提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也要注意保護(hù)環(huán)境的問題，為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新要求，工業(yè)企業(yè)要求嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行污染物的排放，并不斷研究新型的燃燒技術(shù)，從根本上減少污染物的產(chǎn)生。在研究過程中實(shí)驗(yàn)得出氮氧化物為工業(yè)排放污染物中主要的物質(zhì)之一，因此要采取措施以減少氮氧化物的排放可以有效的實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排的目標(biāo)。循環(huán)流化床是一種具備高效、清潔等優(yōu)點(diǎn)的燃燒技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于許多發(fā)電企業(yè)中，并且企業(yè)還應(yīng)用了SNCR脫硝系統(tǒng)與低氮燃燒技術(shù)相結(jié)合的方式來有效的實(shí)現(xiàn)減少污染物排放的目標(biāo)。

2 低氮燃燒技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用

（1）低氮燃燒改造技術(shù)。1）降低空氣過量值。在改造低氮燃燒技術(shù)時(shí)首先技術(shù)人員要保證循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行，再采取相應(yīng)的手段以減少燃燒過程中出現(xiàn)的氮氧化物。燃料的燃燒需要空氣，為了有效的減少氮氧化物的產(chǎn)生可以通過減少空氣的過量值來控制與燃料的氮元素反應(yīng)后所產(chǎn)生的氧氣的量。但值得注意的是當(dāng)通入燃燒的空氣量過小時(shí)，則不能滿足正常燃燒的條件，由此得知，在燃料燃燒時(shí)控制通入適當(dāng)?shù)目諝饬渴潜ＷC燃料得以完全燃燒的關(guān)鍵，同時(shí)還可以減少氮氧化物的產(chǎn)生[1]。2）利用分階段、分量的方法通入空氣。在燃料燃燒的過程中如果出現(xiàn)局部溫度過高或者氧氣含量過多都會導(dǎo)致氮氧化物的產(chǎn)生，為了解決這一問題可以利用分階段或者分量的方法向內(nèi)通入空氣。在燃料預(yù)燃時(shí)，需要保證燃料在燃燒初期階段保持過高的濃度，以有效的減少氮氧化物的產(chǎn)生，因此需要在此階段通入少量的空氣，同時(shí)這一方法還能夠防止燃料燃燒過快導(dǎo)致局部溫度過高的問題出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)燃料在燃盡時(shí)可以再次通入適量的空氣，保證燃料得以充分的燃燒，避免出現(xiàn)熱能損耗的問題，因此分量通入空氣的方法有效的控制了在燃燒過程中氮氧化物的生成，進(jìn)而減少了污染物、煙氣的排放，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的，提高循環(huán)流化床鍋爐的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）低氮燃燒改造工藝。1）控制燃煤顆粒度。影響氮氧化物生成量以及循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行效率的原因主要是由于不合理的燃燒、不科學(xué)的二次風(fēng)分配以及爐膛溫度過高等因素造成的，導(dǎo)致鍋爐排放的NOX含量過多。因此可以對低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行技改，首先控制入口的燃煤粒度，為了降低鍋爐的一次風(fēng)使用量需要保證10mm以內(nèi)的燃煤粒度進(jìn)入鍋爐。2）科學(xué)、合理的分級二次風(fēng)。在合理控制燃煤顆粒度后要合理的分級二次風(fēng)，可以對二次風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，拆除原有的分級配風(fēng)裝置，改變二次風(fēng)噴嘴的大小及位置，以便于可以根據(jù)鍋爐的燃燒情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對二次風(fēng)的科學(xué)分配。合理的分級二次風(fēng)是控制NOX 生成的有效途徑之一。3）改造流化床。傳統(tǒng)的循環(huán)流化床鍋爐在一次風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上普遍系數(shù)過大，不能減少氮氧化物的產(chǎn)生，因此需要對流化床進(jìn)行改造，提高自身布風(fēng)的均勻性，并有效的控制一次風(fēng)的空氣系數(shù)降低流化床的床溫來減少氮氧化物的生成。技術(shù)人員可以利用布風(fēng)板，并應(yīng)用迷宮式的風(fēng)帽有效的發(fā)揮布風(fēng)板的作用，保證布風(fēng)板具有較高的均勻性可以減少床壓波動的頻率與次數(shù)進(jìn)而減低燃料層的溫度。

（3）減少循環(huán)流化床鍋爐的氮氧化物的具體措施。1）SNCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意的問題。影響SNCR系統(tǒng)運(yùn)行效率的原因主要有以下四點(diǎn)：一是鍋爐的低負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)脫硝效率較低，二是運(yùn)行過程中消耗了大量的氨水，不僅使脫硝率降低還導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行成本增加。通常情況下系統(tǒng)所使用的氨水為工業(yè)氨水，且濃度在20%左右，并與工藝水混合稀釋使?jié)舛葹?%，再利用噴槍在鍋爐中進(jìn)行脫硝，在此過程中會因?yàn)榛旌蠅毫Σ蛔愕仍驅(qū)е鹿I(yè)氨水沒有稀釋到脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)氨水消耗過多、運(yùn)行成本過高的問題。三是正常情況下循環(huán)化流床鍋爐的SNCR系統(tǒng)運(yùn)行的溫度在850℃，在此溫度下可以保證較高燃料氮的轉(zhuǎn)化率與脫硝效率。但是有時(shí)系統(tǒng)的反應(yīng)處較為敏感，無法有效的控制系統(tǒng)運(yùn)行溫度。四是系統(tǒng)運(yùn)行過程中氨逃逸率偏高。2）提高SNCR脫硝體統(tǒng)運(yùn)行效率的措施。為了解決上述問題，延長循環(huán)流化床鍋爐的使用壽命，技術(shù)人員可以采取以下措施：首先增加旋風(fēng)分離器的運(yùn)行效率，進(jìn)而提高其循環(huán)倍率。通過改變旋風(fēng)分離器的高寬比、進(jìn)口風(fēng)速以及中心筒的安裝深度來提高分離器的運(yùn)行效率。其次可以改善脫硝噴槍的霧化效果、更換噴槍設(shè)備、調(diào)整空氣壓力等方法來提高脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此改變空氣系數(shù)、優(yōu)化布風(fēng)板的布置、改造二次風(fēng)入風(fēng)的位置等均可以有效的降低氮氧化物的排放量。針對于循環(huán)流化床鍋爐來說可以利用低氮燃燒技術(shù)降低廢物排放并進(jìn)一步應(yīng)用SNCR脫硝系統(tǒng)來減少NOX 的排放，進(jìn)而使循環(huán)流化床鍋爐的排放達(dá)到環(huán)保要求的指標(biāo)[2]。

3 總結(jié)

綜上所述，在循環(huán)流化床鍋爐中應(yīng)用低氮燃燒技術(shù)不僅可以減少運(yùn)行成本還可以降低煙氣的排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的，在保障用戶經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上又帶來了社會效益。為了充分發(fā)揮低氮燃燒技術(shù)的作用，需要技術(shù)人員不斷的根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及燃燒方式來改進(jìn)低氮燃燒技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉偉，黃夢瑩.低氮燃燒技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐上的運(yùn)用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（44）：145.

[2]吳劍恒，陳文強(qiáng)，高瑞峰.燃燒優(yōu)化控制技術(shù)在循環(huán)流化床鍋爐上的應(yīng)用與效果[J].工業(yè)鍋爐，2010（01）：32-35.