循环流化床锅炉低氮燃烧技术分析

[摘要]根据国家的节能减排政策导向，本着超前谋划的原则，在建设阶段一步到位的进行超低排放改造是非常必要的。为了保证低氮燃烧技术的脱硝效率，通过合理设计炉膛温度、实行分段燃烧、构建高效送风系统、管理燃烧运行、优化脱硫系统等五方面，可减少氮氧化物的生成。 [关键词]超临界循环流化床锅炉；低氮燃烧

中图分类号：R284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0084-01

由NOx的形成条件可知，对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量。因此，低氮燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量，以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。

低氮燃烧技术将煤质、制粉系统、燃烧器、二次风及燃尽风等技术作为一个整体考虑，以低氮燃烧器与空气分级为核心，在炉内组织适宜的燃烧温度，气氛与停留时间，形成早期的、强烈的、煤粉快速着火欠氧燃烧，利用燃烧过程产生的氮基中间产物来抑制或还原已经生成的NOx。目前，对低氮燃烧技术的要求是，在降低NOx的同时，使锅炉燃烧稳定，且飞灰含碳量不能超标，并兼顾锅炉防结渣与腐蚀等问题。

1、合理设计炉膛温度，为实现超低NOx排放打下基础 CFB锅炉的燃烧温度通常设计在在850℃～950℃，之所以在SNCR之前氮氧化物出口浓度可以控制在200mg/m3以下，首先是因为炉内温度水平较低，热力型NOx的生成与温度成指数关系，因此热力型和快速型NOx生成量很少。而在炉膛内设置多片水冷隔墙及后墙附加受热面，使得炉膛温度准确控制在870℃左右且更加均匀，处在有效抑制NOX生成的温度区间。加之炉膛内受热面布置和给煤、送风协调统一，保证炉膛温度场均匀，防止局部出现富煤区域、富氧区域，防止局部过度燃烧产生高温区。 2、分段燃烧，抑制氮氧化物的产生

CFB锅炉燃烧所需的空气分为炉底一次风（起流化床料作用），播煤风（播撒燃料），二次风（分层送入）多路进入炉膛，起到组织燃料，防止过浓燃烧，局部氧气聚集，减少NOx生成。

其次在减少燃料型NOx的生成方面，研究表明：一般的CFB锅炉在布风板附近NOx浓度达到最大值，然后沿高度方向逐渐下降，在密相区界面一定距离后，下降速度减慢，最后稳定在NO的排放浓度。这是由于在床层底部给料集中，空气与燃料分配不均，并且燃烧也不够强烈，造成底部气流具有较高的氧浓度，致使NOx大量生成。沿着床层高度，由于分级燃烧，且乳化相和气泡相的分割作用，再加上强烈的

流化燃烧状态，使密相区处于欠氧状态，NOx生成量少。另一方面，流化床内含有的大量的NH3、CO、H2等，通过一系列反应，也使已生成的NO发生分解反应。

循环流化床锅炉在分级高效送风、分段燃烧、燃料粒度设计方面对于减少燃料型NOX发挥了显著的作用。 3、构建高效送风系统，减少氮氧化物的生成

高效二次风系统是一种先进的炉内分级、降低NOX、去除SO2、优化炉内燃烧的技术，通过改变锅炉炉膛燃烧场的方法，在锅炉效率不受影响，甚至稍有提高的情况下，减少还原剂消耗或提高CFB锅炉的脱硝效率、降低现有NOX排放。 高效二次风将上二次风布置在炉膛的稀相区，锅炉密相区均为欠氧环境（风量控制在理论空气量以下，接近于煤气发生器），抑制NOx的氛围区域相对于常规二次?L系统更广。同时，高效二次风在锅炉炉膛上部区间内产生强烈的扰动，能对锅炉喷射区域及影响区域内的整个物料流化反应场进行重新分配，不但能有效去除烟囱效应（三角形贫氧区），增大锅炉的有效反应空间，同时因气流的高速穿透也增加了煤颗粒及石灰石颗粒在炉内的滞留时间，改善了碳颗粒与石灰石颗粒在炉内的化学反应条件，使下部欠氧环境下不能充分反应燃烧的物料强化了反应和燃烧。因此通过该技术及一系列锅炉系统、辅助系统的改进，优化调整，能使锅炉的燃烬程度得到提高，降低现有NOx排放20%～50%左右，并使