鍋爐整體空氣分級燃燒NOx排放及控制的關(guān)鍵問題的試驗研究.pdf

1、目前國內(nèi)許多燃煤火電廠的NOx排放值都超過現(xiàn)行國家排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)我國電力工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)狀，控制NOx排放的最經(jīng)濟有效的技術(shù)措施是低NOx燃燒器與爐膛整體空氣分級燃燒技術(shù)的組合。尤其是深度爐膛整體空氣分級燃燒可以達到60%~70%的減排效果，可保證燃用煙煤和褐煤機組的NOx達標(biāo)排放。但是空氣分級燃燒中也存在一些問題：燃盡度下降、水冷壁還原性腐蝕和不適用于低揮發(fā)份煤種。這些負面的影響和傳統(tǒng)的認(rèn)識限制了整體空氣分級燃燒進一步的發(fā)展和應(yīng)用，

2、尤其是貧煤和無煙煤相關(guān)的研究工作開展得很少。為了充分挖掘空氣分級燃燒的潛力，從燃燒系統(tǒng)總體設(shè)計考慮，以煤粉細度和還原區(qū)焦炭的異相還原作用作為突破點，減少負面因素的影響，進而改變傳統(tǒng)的整體空氣分級燃燒不適用于貧煤和無煙煤觀念。本文以神華煙煤作為高揮發(fā)份的代表性試驗煤種，陽泉無煙煤作為低揮發(fā)份的代表性試驗煤種，對爐內(nèi)整體空氣分級燃燒過程中影響NOx排放及燃盡的各種控制參數(shù)進行了深入系統(tǒng)的試驗研究。本文借鑒化工行業(yè)石英玻璃反應(yīng)器的設(shè)計思想，首

3、次在空氣分級燃燒領(lǐng)域的試驗研究中搭建了內(nèi)襯為石英玻璃反應(yīng)器的多路進風(fēng)一維爐試驗系統(tǒng)，其密封性可以使得精確地研究神華煤和陽泉煤分級燃燒NOx的排放規(guī)律。研究煤粉顆粒粒徑、煤粉細度、過量空氣系數(shù)、空氣分級級數(shù)、分級空氣噴入的位置(還原區(qū)與燃盡區(qū)的停留時間比例)、及分級空氣與主燃區(qū)空氣風(fēng)量所占份額等因素對NOx的釋放規(guī)律的的影響；結(jié)果表明：不分級燃燒條件下存在著NOx排放最大的臨界粒徑，在深度空氣分級燃燒條件下，主燃燒區(qū)的過量空氣系數(shù)是NOx

4、排放最主要影響因素，煤粉細度對NOx排放影響被弱化；研究神華煤和陽泉煤在深度空氣分級燃燒后燃盡特性，并用煙氣中氧氣濃度的變化來判別分級是否有利于燃盡，結(jié)果表明對于某些工況分級燃燒反而會更有利于燃盡。本文首次提出通過調(diào)節(jié)還原區(qū)域的氧濃度來加強煤焦異相還原NOx的作用和提高燃盡度。搭建了管式沉降爐試驗系統(tǒng)來研究神華煤和陽泉煤的煤焦異相還原NO的規(guī)律。研究爐內(nèi)氣氛、停留時間、粒徑對煤焦異相還原作用的貢獻。傳統(tǒng)的經(jīng)濟煤粉細度選擇以制粉系統(tǒng)和燃燒