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美国切圆火炬燃烧锅炉运用集中燃烧技术治理垃圾桶风速表葡萄酒瓷棒捷达配件

2022-08-02 20:45:17 锅炉    风速表    

美国切圆火炬燃烧锅炉运用集中燃烧技术治理NOx排放

随着国家经济建设的快速发展,我国每年新增机组将超过10 GW,在占总装机75%的火电中,燃煤机组占9礼品袋0%以上。由大量燃煤排放出的SO2和NOx,以及灰渣、粉尘对环境造成的污染不容忽视,燃煤锅炉排放的NOx是一类主要大气污染物,许多国家都立法严格限制NOx的排放。1996年我国颁布了GB 13223—1996《燃煤电厂大气污染物排放标准》,规定了火电厂额定蒸发量不小于1 000 t/h的锅炉的氮氧化物最高允许排放浓度。随着环境保护法规的日益完善,采用切实有效的办法治理NOx排放,已成为电力生产部门无可回避、必须应对的任务。原国家电力公司把洁净煤发电作为一项跨世纪的科技导向工程,目前,已进入全面实施阶段。现在引进的大型机组,其燃烧器和炉膛结构基本上都采用了低NOx燃烧技术,今后,在国产大型锅炉以及数量多、分布面广的中、小型锅炉中,都要积极推广应用低NOx燃烧技术。

美国实施洁净煤技术(clean coal technology,CCT)15年以来,以减轻燃用固体燃料锅炉NOx排放为目标的成功范例之一是Lansing Smith热电厂一台180 MW切圆火炬燃烧煤粉锅炉运用低NOx型集中语音网关燃烧系统(LNCFS),对原燃烧器结构及布置进行了三次改进(分别标以“LNCFS-Ⅰ”,“LNCFS-Ⅱ”和“LNCFS-Ⅲ”),最终,运用LNCFS-Ⅲ使NOx排放质量浓度由改造前的720 mg/m3降到410 mg/m3,达到美国1990年修订的标准要求,标准规定2000年以后切圆火炬燃烧煤粉锅炉允许NOx排放质量浓度应小于467 mg/m3〔1〕。1切圆火炬燃烧锅炉运用LNCFS抑制NO蛇形弹簧x生成的功用初析〔2〕

NOx是通过复杂的化学反应生成的,锅炉燃烧系统、运行工况和燃料特性对NOx排放量都产生影响。NOx是大气中的氮或燃料中的氮(N2)氧化生成的,分别称为“热力(热反应)型”或“燃料型”NOx。鲈鱼养殖前者取决于燃烧区温度和氧浓度,试验表明,当要密切跟踪世界科技前沿温度小于1 500 ℃时,热力型NO加载缓慢安稳x生成量较少;后者与燃料特性和运行工况密切相关。通常,燃料型NOx生成量占NOx总量的80%,因此,借改进燃烧方式降低NOx是可行和有效的蹊径。另外,燃料挥发分中的碳氢化合物和空气中的氮在燃烧前会快速生成称为“瞬时(快速反应)型”的NOx,生成量仅占NOx总量的5%。

根据NOx生成机理,采取措施降低NOx的基本原则是减少主燃烧区过量空气,降低氧浓度(构成富燃料状态,使燃料在缺氧下燃烧),降低主燃烧区温度和避免局部高温,缩短烟气在高温区停留时间。目前,国际上普遍应用的分段(级)燃烧技术,就是基于这一原则。

最基本、最有效的NOx减排措施是:把主燃烧区的二次风分流出一部分燃尽风(over fire air,OFA),通过主燃烧器组上部的三次风喷嘴输进炉内,使主燃烧区形成缺氧燃烧,然后在燃尽区又形成富(补)氧燃烧。这样既抑制市面上有1些高级拉力机除以上项目外了NOx的生成,又能使未燃碳得到充分燃尽,这就是最初的沿炉膛竖向分段燃烧。最近,在切圆火炬燃烧中,又让部分(或全部)二次风偏离一次风(气粉混合物)的射向(见图1),即在主燃烧器轴向和水冷壁墙之间射出一股气流,使在炉膛断面(水平向)内产生燃料梯度,炉膛中心区氧量变少,一次风射向炉中心区较小直径的“假想”切圆周边,并与之相切,二次风则射向较大直径切圆周边,燃料被一团旋绕气流包围,集中在炉中心区内燃烧,故该燃烧系统被称为“集中燃烧系统”。大直径切圆旋绕区周围向水冷壁吹拂气流,氧含量较大,构成了横向的分段燃烧。竖、横双向分段结合的立体分段燃烧,强化了除硝作用,成为一种抑制NOx生成的重要燃烧方式。这种技术(LNCFSⅢ)已成为当今“新潮”的NOx减排技术。

由于炉膛水冷壁周边附近为富氧区,所以炉内的这种气流运动空气动力结构不仅能防止水冷壁结焦,有助于抑制高温腐蚀,而且,燃料被快速均匀地加热引燃,在缺氧状态下,焦炭和CO便产生对NO的还原作用,使NOx排放量大大减少。

2 180 MW切圆火炬燃烧锅炉运用LNCFS减排NOx的效果

美国大型锅炉制造厂之一ABB-CE公司(CombustionEngineering,Inc.)为Lansing Smith热电厂NO2 180 MW机组锅炉改造提供技术援助。

Lansing Smith热电厂座落于佛罗里达州的Bay County 近郊。NO2锅炉为自然循环切圆火炬燃烧锅炉,1967年启用,出力为593 t/h,蒸汽压力为12.4 MPa,主蒸汽温度538℃,再热蒸汽温度538 ℃。烧优质烟煤,特性(可燃基)如下:水分9.9%,灰分8.5%,挥发分35.6%,低位热值27.6 MJ/kg,硫的质量分数2.8%,氮的质量分数4%。

美国切圆火炬燃烧锅炉运用集中燃烧技术治理NOx排放固态排渣炉膛的宽深比为3∶2,燃烧器沿炉膛高度分5层布置,设在炉膛四角附近,1976年改用平衡通风运作。

2.1改炉前运作情况

改炉前燃烧器结构如图2(a)所示

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