摘要：在火电厂的运行中，污染气体排放的问题是其工作开展中需要重点注意和解决的问题。从锅炉设备的结构角度分析，燃烧器是其运行中发挥核心作用的设备，基于现阶段火电厂的运行中氮氧化物排放量不符合标准的情况，本文通过分析氮氧化物的形成机理，结合锅炉设备工作运行的原理，探讨火电厂中低氮燃烧器改造工作的开展，以及对相关的氮氧化物的排放量的影响。
关键词：火力发电厂；低氮燃烧器；改造优化；氮氧化物排放
引言：
从环境污染的维度分析，氮氧化物在大气层中，属于排放量较大且容易造成比较严重的污染的一类气体，这种类型气体的排放，在一定程度上还会加剧温室效应面积的扩大。基于火电厂的运行背景，通过对燃烧器的改造达到节能环保，并且提高锅炉本身的运行效率，是非常有必要的。
一、氮氧化物的产生概述
氮氧化物是一类气体的总称。其中包括了一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）等多种气体类型。在本文研究的火电厂锅炉燃烧的过程中，一氧化氮是此过程中产生的主要气体类型，占比量高达90%，所以，实际上对于氮氧化物产生机理的研究，也就演变成了对一氧化氮产生机理的研究[1]。关于氮氧化物的生成原理，主要包括了以下三个类型。首先，因热力作用产生的氮氧化物，形成时，由于空气中的氮气物质受到高温而产生氧化作用，从而生成了氮氧化物。其次，通过与其他物质的化学反应生成氮氧化物。第三，在具体应用燃烧的过程中，在燃烧的作用下，通过热分解作用形成氮氧化物。在这三种类型的氮氧化物生成路径中，由于高温因素产生的氮氧化物的含量是是那种类型的生成物中占比最高的。
二、减少氮氧化物排放的主要途径
（一）通过燃料选择的优化达到目的
这一点主要是指，从燃烧过程的原理出发，对于燃烧过程中产生氮氧化物的原理进行深入分析，从而从燃烧燃料的选择角度进行优化，尽可能选择燃烧时产生的氮氧化物含量较低的燃料类型。
（二）通过外部干预的方式达到优化的目的
这种外部干预的方式，主要是通过外部措施的参与，达到燃烧中氮氧化物的排放量本身得以减少的方法[2]。具体的操作方法主要是通过技术的应用，优化火电厂燃烧动力发电过程中的整个流程，尤其是对产生氮氧化物的关键流程进行优化，从而达到对其进行减少和抑制的目的。
（三）利用脱除技术达到优化的目的
这一点主要是针对于已经产生的氮氧化物的处理而言的，通过采用先进的技术进行脱除处理。常用的装置包括了烟气脱硝装置。通过裂解炉、制氢转化炉和高温焚烧炉。应用中通过技术处理，使得氮氧化物在烟气中的含量有所减少。
三、关于降低氮氧化物排放量的燃烧技术阐述
（一）低氮燃烧器的发展历程简述
关于燃烧中产生氮氧化物的问题，在国外的技术发展和相关研究中，在上世纪五十年代就开始出现。对于氮氧化物本身的危害，相关的技术人员也通过深入研究对其有了一个深刻的认识。随着不断的发展，低氮氧化物的燃烧技术开始出现并投入应用。其发挥作用的主要载体是燃烧器。在最初的发展阶段，燃烧器的类型为分级配风燃烧器，到了发展中期，产生了分级配燃料燃烧器。进入目前的发展阶段，燃烧器的类型经过优化和改造变为了烟气内循环燃烧器。随着不断的发展，不同燃烧器的应用达到了减少烟气中氮氧化物含量的目的。从现阶段的发展趋势来看，基于可持续发展的基本国策的推行进入到了一个新的发展阶段，我国在环境污染的治理方面制定了严格的限排标准，低氮燃烧器的优化和改造也势在必行。
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（二）低氮燃烧技术的分析
低氮燃烧技术，主要通过对空气分期，燃料分级、烟气二次循环以及多点燃烧和精确配风几方面技术来达到减少氮氧化物排放量的目的[3]。其中，空气分级技术，相对来说的排放控制效果比较有限，通过应用此技术，可以达到编号为GB/T16297-1996的相关排放标准的排放要求。而通过燃料的分级技术，其在应用中主要受到燃烧器分布情况的影响。如果其在火道砖中间均匀分布，则此时期只会影响到火焰的成形，而与氮氧化物的排放没有直接的关系，而只有移动燃烧器布置的位置，将其挪动到火道砖外部，才能够达到降低氮氧化物排放量的目标。对于烟气二次循环的技术而言，技术的应用不能单一的完成，而需要与燃料分级的方法配合适应，方可达到降低氮氧化物排放量的作用。最后，关于增加燃烧点，提高配风的精确度方面，需要注意的要点在于，通过配风精确度的提升，除了达到降低氮氧化物排放量的目的，还需要实现控制空气中的过剩系数的目标，这里所指的过剩气体，主要就是指空气中烟气内部的含氧量。
四、改造优化工作的开展
（一）改造工作准备阶段
要想科学的开展燃烧器的改造工作，就应当首先对燃烧器的改造原理进行分析和了解。低氮燃烧器改造原理为，低氧燃烧生成NO，富氧区还原NO2生成N2，从而减少NOX生成。另外，在燃烧器分层燃烧的情况下，可通过降低锅炉温度达到改造效果。
从我国的实际情况出发，在前期准备的阶段中，包括了对现阶段加热炉运行中氮氧化物排放量的整体了解。通过结合实际的了解发现，现阶段的火电厂锅炉运行中，氮氧化物排放超标的现象仍然比较常见。在前期准备工作中，应当通过结合火电厂的实际应用需求，选用适当的技术类型，达到减少排放的效果。
（二）优化改造的实施
优化改造工作的进行过程中，应当通过结合燃烧器的实际情况，尽量采取不同的燃烧模式融合应用的方法。将分级燃烧和烟气再循环燃烧技术结合起来进行应用。在燃烧器的具体设计中，应当关注通风条件对燃烧效果的影响。尽量将相关的标准比例调节到是适宜的状态下。另外，对于火焰的长度标准，应当保持在占据辐射式高度最多三分之二的高度范围内[4]。并保证火焰不会发生飘、舔炉管的现象，稳定的发挥作用。为了维持其持续的工作状态，应当为其提供独立的燃料供应，并且保证其能够抵御不同环境条件的影响，保持稳定的工作状态。关于燃烧器的结构设计，应注意在设计安装时，应当保证所有的设备环节均可进行单独的拆装，便于其清洁保养。尤其是对于火检装置和主火嘴的设计，应特别关注其燃料的设计和负荷范围的问题，避免其出现结焦的现象。另外，关于燃烧器方面，应当注意其壳体的尺寸和厚度设计，并且充分考虑温度因素对其产生的影响。另外，燃烧器本身应当注意设置调风挡板，并对其燃烧状态下的热态报告进行详细的分析，保证各项参数符合标准要求。
五、优化改造对氮氧化物排放量的影响
通过本文的分析可知，通过对设备运行状态的优化和改造，可以达到减少氮氧化物排放量的效果，从而实现节能环保的目的。对于优化火电厂的运行状态以及提升其运行效率都有积极的促进作用。
六、结束语
总之，火电厂中，锅炉设备是支持火电厂运行和能量产生的核心设备类型，由于火力发电是通过化学反应的作用达到发电的目的的，因此，其运行中必然会产生一定的环境污染。二本文探讨的氮氧化物，就是污染排放物质中比较典型的污染物，从锅炉设计，燃料应用、技术支持的角度对低氮燃烧器进行优化，是具有较高可行性的一种优化和改造方法。
参考文献：
[1]王艳丽.基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造[J].工业加热，2017，46（3）：52-57.
[2]王之全.低氮燃烧在小型火力发电厂锅炉机组上的应用[J].金川科技，2017（4）：77.
[3]唐利兴.火电厂锅炉低氮燃烧改造及运行优化分析[J].机械管理开发，2018，33（1）：63-64.
[4]李晓敏，王立军.基于降低NOx的超临界机组锅炉燃烧器优化改造[J].发电设备，2017，31（4）：276-279.
论文作者:侯文博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：氧化物论文; 燃烧器论文; 排放量论文; 火电厂论文; 目的论文; 锅炉论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第31期论文;