摘要:鍋爐配風(fēng)是保證鍋爐穩(wěn)定燃燒的重要手段,配風(fēng)不僅有利于提高燃料利用效率,而且對氮氧化物的排放也有很大影響。
本文以鍋爐燃燒氣氧化物排放的特點(diǎn)為參考,針對鍋爐配風(fēng)對氮氧化物的排放量影響進(jìn)行具體分析。
關(guān)鍵詞:鍋爐配風(fēng);氮氧化物;排放量;配風(fēng)方式
隨著我國火電行業(yè)的發(fā)展,鍋爐燃燒中氮氧化物的排放已經(jīng)成為電力行業(yè)的第一大酸性氣體污染排放物。鍋爐燃燒中氮氧化物主要是來自煤炭的直接燃燒,小部分為空氣中的氮?dú)庠谌紵^程中被氧化產(chǎn)生。
隨著我國對環(huán)境保護(hù)重視力度的加大,如何有效的控制鍋爐燃燒產(chǎn)生的氮氧化物廢氣排放,已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。
一、鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生NOx的主要途徑
鍋爐燃燒中產(chǎn)生氮氧化物主要有熱力型、燃料型和快速型三種。熱力型是指空氣中的氮?dú)獗桓邷匮趸纬傻腘Ox,生成速率隨著爐內(nèi)的溫度上升而加大。燃料型是指煤炭中的氮元素由于高溫燃燒被氧化成酸性氣體NOx在燃料型產(chǎn)生NOx的方式中.一氧化氮占總氮氧化物的90%.是酸性廢棄排放中的主要成分??焖傩褪侵赣捎谀崮獱枡C(jī)理作用,空氣中的氮?dú)夂驮现械奶細(xì)湓訄F(tuán)發(fā)生反應(yīng)生成的NOx。
二、影響鍋爐NOx生成與排放的因素
鍋爐燃燒過程中氮?dú)饣锏纳芍饕c燃燒溫度和過最空氣系數(shù)有關(guān)系.另外煤炭中氮元素的含量對氮氧化物的生成也有一定的影響。在鍋爐燃燒時(shí).爐膛的溫度和氮氧化物的生成量成正比.溫度越高.氮氧化物生成量越大,反之溫度越低,氮氧化物越不容易生成。另外燃燒過程中的空氣過量系數(shù)也對氮氧化物的生成有重要影響.燃燒過程中空氣過量系數(shù)越大對生成氮氧化物越有利。
燃料與燃燒產(chǎn)物在火焰高溫區(qū)停留的時(shí)間.對NOx的生成也有很大影響,在高溫區(qū)停留時(shí)間越短,NOx的生成最越少。三、鍋爐配風(fēng)對氮氧化物排放量的影響
1.鍋爐配風(fēng)方式及其作用
針對當(dāng)今電系統(tǒng)普遍使用的煤粉爐進(jìn)行分析.一次風(fēng)的作用主要是通過燃燒器將煤粉送入爐膛.并能供給煤粉中的揮發(fā)分著火燃燒所需的氧氣,采用熱風(fēng)送粉的一次風(fēng),同時(shí)還具有對煤粉預(yù)熱的作用。二次風(fēng)的作用是供給燃料完全燃燒所需的氧量,并能使空氣和燃料充分混合.通過二次風(fēng)的擾動.使燃燒迅速、強(qiáng)烈、完全。
2.風(fēng)箱與鍋爐壓差對氮氧化物排放量的影響
通過改變二次風(fēng)與鍋爐內(nèi)的壓差,加大二次風(fēng)的力度,能夠更有效的從一次風(fēng)中卷吸高溫?zé)煔?。高溫?zé)煔獗桓咝饰?能夠起到降低爐膛溫度,減少熱力型氮氧化物的生成量的作用。如果二次風(fēng)與鍋爐內(nèi)壓差較小,則二次風(fēng)的風(fēng)速會偏低,二次風(fēng)會與一次風(fēng)發(fā)生融合現(xiàn)象,不但不能降低爐內(nèi)溫度,反而由于氧氣輸送最過大加大了爐內(nèi)的溫度,從而使煤炭中的氮成分隨著其他揮發(fā)物一起釋放,最終在和過量氧氣的反應(yīng)生成NOx.從而加大氮氧化物的排放量
3、送氧量對氮氧化物排放量的影響
配風(fēng)是給鍋爐燃燒提供氧氣的主要手段,送氧量的大小不僅影響著煤炭的燃燒效率.穩(wěn)定的送氧配風(fēng)還是保持爐膛煤炭穩(wěn)定燃燒的控制手段。然而當(dāng)送氧超過一定限度時(shí),會增大氮氧化物的排放量.從而加劇電廠廢棄中酸性氣體的排放量。隨著送氧量的加大,爐膜內(nèi)的煤炭劇烈燃燒產(chǎn)生高溫,對氮氧化物產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析.高溫能夠增大熱力型、燃料型和快速型三種氮氧化物的生成效率。
而且隨送氧最的加大,爐內(nèi)過量空氣系數(shù)變高,進(jìn)一步為氮氧化物的產(chǎn)生提供了有利條件。
4.配風(fēng)方式對氮氧化物排放量的影響
通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的査閱和分析,配風(fēng)方式對釋放高溫?zé)煔夂途S持爐內(nèi)一定的氧氣含量有重要影響,配風(fēng)方式的選擇在很大程度上影響了氮氧化物的排放量。
正三角的配風(fēng)方式.
由于高溫?zé)煔舛啻嬖谟跔t內(nèi)上方,因此,不利于對高溫?zé)煔獾尼尫?。而且由于風(fēng)量主要從爐膛燃燒區(qū)下部送入.使主燃區(qū)氧量比較大,進(jìn)而使煤炭燃燒速率加快.產(chǎn)生較高溫度.導(dǎo)致氮氧化物生成量的増加。
采用倒三角的配風(fēng)方式.
在主燃燒區(qū)域鍋爐內(nèi)氧含量相對較低.因此煤炭燃燒的火焰溫度也相對低些。通過對爐內(nèi)燃燒區(qū)域的溫度控制.能夠有效降低熱力型N0x和燃料型NOx的生成量。從上部進(jìn)行二次送風(fēng)的方式有助于帶走高溫?zé)煔?,而且送風(fēng)區(qū)域不是煤炭的主燃區(qū),即便氧氣含量較大,由于溫度較低,也不會對NOx的生成量帶來很大影響。而且采用上部二次配風(fēng)的方式,會使?fàn)t膛下部進(jìn)風(fēng)量減少,因此導(dǎo)致的煤粉頂托力不夠,會降低較重爐渣的燃燒率。由于硫化物、氮氧化物一般都在這些爐渣中,降低爐渣的燃燒率也能起到減少氮氧化物生成量的作用。因此從頂部二次送風(fēng)的倒三角配風(fēng)方式有助于NOx排放量的降低。