哈尔滨红旗锅炉有限公司
一、降低NOx产生的主要技术措施
根据不同煤种，采用合适比例的SOFA风率高位偏异布置，实现双向分级燃烧；浓淡燃烧技术，使燃烧器浓淡两相化学当量比处于可控的低NOx区域；降低主燃烧器区域峰值温度；同时，调整垂直与水平方向的空气分级和水平方向的燃料分级立体化燃烧系统技术。这种技术是将从源头上根本减少燃煤锅炉氮氧化物的产生量，为实现氮氧化物的减排，具有非常重大的意义。同时，还能提高燃烧效率、降低烟温偏差、减轻（或防止）结渣和高温腐蚀等作用，具有极强的操作性和应用性。
1.立体化燃烧技术（墙式切圆燃烧器）
煤种适应性广：褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤。
技术特点：立体燃烧技术大幅降低了NOx排放量和优化其他技术指标。能最大限度地合理利用炉膛空间，降低飞灰可燃物的损失，有利于充分燃烧。炉膛内温度场更加均匀，且温度水平适中，能有效降低NOx的产生。同时，使锅炉水循环更加可靠，上炉膛水平烟道温度分配均匀，炉膛出口烟温偏差只有普通四角燃烧的70%，保护高温过热器和再热器。燃烧器出口具有较大均等空间,气流不易受到水冷壁的影响造成贴墙,从而有利于防止水冷壁的结渣。煤粉气流受水冷壁水冷程度要大大小于角式切圆燃烧,从而强化煤粉气流的着火特性、增加低负荷稳燃的能力。着火点易于调节，煤种适应性更强。
2.墙式完全燃烧供风系统
用途：最大限度地降低NOx的排放量，提高燃烧效率。
适用燃烧系统：正方形或准正方形的煤粉燃烧锅炉（所有切圆燃烧锅炉和墙式燃烧锅炉）。
布置方式：四面墙上（或角上）切圆（或对冲）布置；
原理：布置在墙上（或角上），提高了燃尽风的穿透深度和扰动，在燃烧的后期提高风粉的混合速度，在降低NOx排放量的同时，提高燃烧效率。
3.水平、垂直方向摆动的二次风燃烧
摆动用途：在保证垂直摆动以满足锅炉调温特性要求的同时，增加水平摆动来调整切圆燃烧锅炉的燃烧火球位置以调节烟温偏差，保证锅炉的安全稳定运行。
适用系统：正方形或准正方形的煤粉燃烧锅炉（所有切圆燃烧锅炉和部分墙式燃烧锅炉）。
技术优点：避免了采用固定反切式二次风喷嘴调节烟温偏差而带来的不确定性和不可调节性，最大限度地提高锅炉的煤种适应性。
普通燃烧器的二次风只能单独地水平摆动或垂直摆动，作用受限。
4.新型浓淡煤粉燃烧器+偏置周界风+SOFA燃烧器
新型浓淡煤粉燃烧器是在原有WR煤粉燃烧的基础上，利用军用航空飞行器进气道突起技术改进而成，它保持了原有WR煤粉燃烧器的着火稳定的优点。同时，借鉴了浓淡分离和浓相相对集中布置降低NOx的先进技术，形成了独特地新型煤粉浓淡燃烧系统。
新型浓淡煤粉燃烧系统避免了应用在四角切圆燃烧系统中WR燃烧器的局限性，不仅能够通过导流板实现上淡下浓的浓淡分离技术；同时，可通过百叶窗形成上浓下淡的浓淡分离技术，实现了空间布置位置的完美结合。该技术能实现炉膛内部真正的浓淡分离和浓相相对集中，达到炉内燃烧梯度分级要求，实现最初的降低NOx和着火稳定性目的。
新型浓淡煤粉燃烧器+偏置周界风+SOFA燃烧器的性能特点：
1.降低炉膛出口烟温偏差和保证高温受热面壁温不超温。
2.有效防止两侧墙水冷壁因实现炉内空气分级后，导致的主燃区过量空气系数降低，而产生的结渣和高温腐蚀问题。
3.有效提高了锅炉的煤种适应性。
4.大幅度降低NOx排放量。
一次风气流经百叶窗煤粉喷嘴体后，被分离成浓淡两股气流，浓相煤粉相对集中，使煤粉在还原性气氛中燃烧，延长在还原性气氛中的停留时间，可有效抑制NOx的形成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆浓相区域为低氧还原性环境，有利于抑制燃料型NOx的形成。拉大二次风同一次风混合点距离，通过调节风门挡板开度，可改变二次风分级燃烧的程度。浓淡燃烧与二次风分级燃烧相结合，实现了最大限度地降低NOx排放量新型燃烧技术；更重要的是在主燃烧器上部增设SOFA喷口，实现了炉内空气分级燃烧，降低了主燃区过量空气系数，使主燃区还原性条件更加充分，大幅度地减少了烟气中NOx排放量。
5.飞灰可燃物燃烧更充分，提高燃烧效率。
二、锅炉烟气余热回收再循环技术
锅炉烟气余热回收装置安装在锅炉与排烟管道间，将锅炉烟气余热进行回收再利用，可用于多种用途，例如：生活中的木地板取暖、加热生活用水等。此法既可以减少热能损失，又可减少颗粒物排放，从而减少成本，保护空气。
1.常规的锅炉烟气余热回收装置
常规烟气余热回收装置在一定程度上可以达到回收热能、减少排烟量的作用，但降低烟气温度的幅度并不理想，节能减排效果一般。并且这些装置体积大、易被腐蚀，不是可选择的最好装置，有待被改进，或被创新型高效余热回收装置所替代。
2.热管式换热器烟气余热回收装置
将集中起来的一组热管放置于冷源、热源之间，将热源区域的大量烟气连续不断的输送至冷源区域，在这过程中，便可达到烟气余热降温的效果，这便是热管式换热器。实验表明，排烟温度每降低10℃，锅炉效率可提高0.5%-0.6%。最常用的热管式换热器为烟气―水换热器，将锅炉排出的烟气转换成热能输送到换热管，与此同时，换热管中的低温水在循环过程中与换热管壁发生冲击、对流，吸收烟气中的热能。热管换热器具有很多优点，例如：结构较简单无噪音干扰，避免造成太大外部性；具有较好输送热能的能力，有效提高热能利用率；对层次较低设备的热能回收经济有效，避免装置昂贵购置不起。
3.安装冷凝装置回收锅炉烟气余热
大部分的锅炉排放出的烟气气温高达172～260℃，烟气的水分温度过高，导致沸腾，无法凝聚为流动的水状释放热量。材料燃烧散发出来的热量最低值就是锅炉的工作效率，材料燃烧能够释放热能的最高值和最低值之间存在一定差距，这个差距以锅炉烟气余热的形式被消耗浪费。根据调查发现，普通的锅炉热能功率在79%～86%之间上下浮动，造成约21%～14%的浪费。安装冷凝装置，能将锅炉排放烟气气温冷化至45～65℃，有效冷凝烟气温度，增加锅炉热能功率，回收尾气的余热。
4.锅炉烟道中安装节能设备
锅炉燃烧排出的烟气大部分都是水分，含量占烟气所有化学物质成分的19%。若将其直接排放到空气中，会造成很大的能源浪费。同时燃料在锅炉中燃烧，通过锅炉尾部排放出一氧化硫、一氧化氮等污染环境的有毒气体。解决这些问题的办法很多，可以通过在锅炉烟道中安装节能器对其加之利用。节能器将这些化学物质同水蒸气结合在一起，吸收这些污染物，减少排放量，从而达到环保作用。降低能源消耗的同时能够减少工业投资，既环保又经济。
结语
低氮燃烧技术是根据氮氧化物的生成机理，主要通过采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成总量控制的技术。该技术具有相对简单，投资、运行费用低，节能等特点，是经济、有效的技术措施，对部分煤种如果优化设计或改造效果良好，可以不用再上脱硝装置，有效降低了二次循环污染。就技术成熟性和成本节约性而言，低氮燃烧技术的使用更加适合我国电力行业发展的现状。
参考文献
[1]斯琴高娃，蔡文龙.火电厂低氮燃烧改造技术的应用[J].环境与发展，2014，Z1:81-83.
[2]赵建芳，朱德明，杜振，何胜.W火焰炉低氮燃烧改造可行性研究[J].电力科技与环保，2014，01:56-59.
[3]赵刚，应明良，王磊，茅建波，戴宇宁.对冲燃烧锅炉低氮燃烧改造中2种燃烧器的应用分析[J].浙江电力，2014，04:29-33.
论文作者:冯小东
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：锅炉论文; 烟气论文; 浓淡论文; 余热论文; 技术论文; 热能论文; 燃烧器论文; 《中国西部科技》2019年第11期论文;