流化床锅炉低氮燃烧方法研究

流化床锅炉低氮燃烧方法研究

袁帅

国家能源集团国神（神东电力）有限责任公司神东热电厂 017209

摘要：流化床锅炉低氮燃烧方法相较其他方法来说工业化程度较高、节能减排效果较为明显、可靠性以及稳定性较高,在现代生活中有着广泛的应用。要想使流化床锅炉低氮燃烧方法发挥应有的作用,就需要对其运用过程中的每一个环节进行分析,掌握各个环节的使用规范及注意事项,保证低氮燃烧方法的顺利使用。接下来将就流化床锅炉低氮燃烧方法的运用进行研究,并介绍几种促进其应用的方式方法,为节能减排工作尽绵薄之力。

关键词：流化床锅炉；低氮燃烧；方法

1在循环流化床锅炉应用低氮燃烧技术的意义

随着经济的快速发展,给能源与环境造成的压力逐渐增加,因此,我国提出了可持续发展的战略目标,在社会经济发展的同时也要注意保护环境的问题,为了顺应时代发展的新要求,工业企业要求严格按照相关标准来进行污染物的排放,并不断研究新型的燃烧技术,从根本上减少污染物的产生。在研究过程中实验得出氮氧化物为工业排放污染物中主要的物质之一,因此要采取措施以减少氮氧化物的排放可以有效的实现工业生产节能减排的目标。循环流化床是一种具备高效、清洁等优点的燃烧技术,当前已经被广泛的应用于许多发电企业中,并且企业还应用了SNCR脱硝系统与低氮燃烧技术相结合的方式来有效的实现减少污染物排放的目标。

2对流化床锅炉低氮燃烧方法的分析

2.1对流化床锅炉炉膛温度变化的分析

在流化床锅炉低氮燃烧方法运用的过程中,炉膛温度是其中较为重要的参数。特别是燃烧区域的温度数值,对洁净煤燃烧的产物有着较大的影响,节能减排工作的首要目的是减少NOX的生成,因此,需要控制好炉膛的温度。一般来说,流化床锅炉的炉膛温度控制在850℃～950℃之间。若流化床锅炉内温度低于850℃时,温度越低,NOx的生成量以及速率越慢。但同样,低氮燃烧的速率也会很慢,若温度高于950℃,虽然在一定程度上可以提高低氮燃烧的效率,但随之而来的,NOx的生成物以及速率也会相应地增加,使得低氮燃烧方法失去其应有的作用。

因此,需要将炉膛温度控制在850℃～950℃之间,这样一来,一方面可以保证低氮燃烧的速率。另一方面也可以减少NOx的生成,从而达到节能减排的目的。

2.2对流化床锅炉送风系统的分析

流化床锅炉低氮燃烧过程所涉及到的另一个组成部分为送风系统。送风系统的主要功能为将流化床锅炉内的产物进行分级,即将生成物与NOx以及SO2等物质进行分离,尽可能地减少NOx与SO2的生成,从而提高低氮燃烧的质量。一般来说,送风系统将上二次风放在炉膛内的稀相区,稀相区相较密相区来说,氧气含量较高,风量一般在理论空气量之上。因此,将上二次风布置在稀相区可以扩大NOx的抑制区域,更加有效地减少NOx的生成。同时,上二次风可以在炉内空间内形成较大的风力,对炉膛内部的各种物质进行吹动,使其重新混合起来,对物料流化反应场进行全面的分级,主要针对NOx与SO2等物质,将其分离至一个区间内,以便后续反应的去除或减少。所以,低氮燃烧方法不仅可以改善炉内部分区域缺氧等情况,增加炉内可利用的空间。还可以使送风系统发挥真正的作用,将炉内各种物料充分地混合,增加低氮燃烧过程的反应时间,并将NOx与SO2与反应生成物进行分层,降低生成物的含量,使得化学反应朝着生成物增加的方向移动,从而使煤颗粒与石灰石颗粒进行充分反应,提高低氮燃烧方法的使用效率。另外,送风系统使炉膛内的下部空间也得到了充分的利用,将其空间中所存留的物料进行充分的燃烧,并增加了传热环节,使反应物进行了反应,提高了物料使用的质量。

2.3减少燃料燃烧过程中空气的过量值

燃料的燃烧需要一定量的空气,在保证燃料能够完全燃烧发挥热能的同时,来减少通入空气的过量值,这样可以达到减少与燃料中氮元素反应的氧气的量,从而达到降低氮氧化物的生成。然而,如果通入的空气量过小有不足以使燃料完全燃烧的需要。因此,在燃料燃烧过程中通入最佳的空气量是减少氮氧化物生成和实现燃料完全燃烧的关键。

2.4分阶段分量通入空气

由于局部的氧气浓度过高和局部的高温都会增加燃烧中氮氧化物的生成。因此,可以采取分阶段分量的方式来通入空气。例如,在燃料预燃的阶段,可以先通入少量的空气,让燃料在燃烧初期燃料的浓度过高来降低氮氧化物的生成,同时这样可以降低因燃料燃烧过快而产生的局部高温;在燃料要燃尽的阶段,可以将之前计算好的剩余空气通入,这样可以与前期没有完全燃烧的燃料进行完全的燃烧反应,这样既可以解决前期未完全燃烧的热能损耗问题,又可以降低整个燃烧过程中氮氧化物的生成,这样既保证了烟气排放的环保要求又可以提高锅炉燃烧的经济价值。

2.5减少循环流化床锅炉的氮氧化物的具体措施

1)SNCR脱硝系统运行时应注意的问题。影响SNCR系统运行效率的原因主要有以下四点:一是锅炉的低负荷运行导致系统脱硝效率较低,二是运行过程中消耗了大量的氨水,不仅使脱硝率降低还导致系统运行成本增加。通常情况下系统所使用的氨水为工业氨水,且浓度在20%左右,并与工艺水混合稀释使浓度为5%,再利用喷枪在锅炉中进行脱硝,在此过程中会因为混合压力不足等原因导致工业氨水没有稀释到脱硝系统运行的标准,出现氨水消耗过多、运行成本过高的问题。三是正常情况下循环化流床锅炉的SNCR系统运行的温度在850℃,在此温度下可以保证较高燃料氮的转化率与脱硝效率。但是有时系统的反应处较为敏感,无法有效的控制系统运行温度。四是系统运行过程中氨逃逸率偏高。2)提高SNCR脱硝体统运行效率的措施。为了解决上述问题,延长循环流化床锅炉的使用寿命,技术人员可以采取以下措施:首先增加旋风分离器的运行效率,进而提高其循环倍率。通过改变旋风分离器的高宽比、进口风速以及中心筒的安装深度来提高分离器的运行效率。其次可以改善脱硝喷枪的雾化效果、更换喷枪设备、调整空气压力等方法来提高脱硝系统的运行效率。因此改变空气系数、优化布风板的布置、改造二次风入风的位置等均可以有效的降低氮氧化物的排放量。针对于循环流化床锅炉来说可以利用低氮燃烧技术降低废物排放并进一步应用SNCR脱硝系统来减少NOX的排放,进而使循环流化床锅炉的排放达到环保要求的指标。

2.6在低氮燃烧过程中加强对环境的保护

另一个需要采取的措施是加强对环境的保护。保护环境是流化床锅炉进行低氮燃烧的前提。因此在提高低氮燃烧效率的同时需要注意对环境的保护。

例如,在低氮燃烧的过程中,工作人员需要对流化床锅炉中的产物进行浓度检测,主要针对NOx以及SO2等污染物,在反应进行过程中对其进行严格的浓度检测,并针对浓度检测不合格的原因进行分析,找到低氮燃烧反应所存在的问题,同时采取相应的措施,如控制炉膛内的温度变化、燃料在锅炉内的反应时间以及分段燃烧的进行等措施,使产物中的NOx进行还原反应,尽可能减少污染物的浓度,从而达到环境保护的目的。

3结论

流化床锅炉低氮燃烧过程符合节能减排的要求,而在实际的应用过程中,需要对脱硫系统、炉膛温度以及送风系统进行详细的分析与升级,从而降低NO等污染物的浓度,使低氮燃烧方法发挥出应有的作用,为流化床锅炉的发展贡献力量。

参考文献：

[1]李灵灵.循环流化床锅炉低氮燃烧研究与应用[J].科技创新导报,2018,11(9):11-11.

[2]黑君.循环流化床锅炉低氮燃烧改造[J].科技创新与应用,2018(34):135-135.