蘇利軍

摘 要：文章對(duì)低氮燃燒進(jìn)行相關(guān)的介紹，并對(duì)低氮燃燒的改造過(guò)程做了詳細(xì)的描述，最后對(duì)于低氮燃燒器改造之后的應(yīng)用進(jìn)行了分析。希望對(duì)相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)組；低氮燃燒器；改造；應(yīng)用分析

隨著社會(huì)主義的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為了世界性的難題，特別是在大氣污染方面，人們逐漸意識(shí)到了它的重要性，在最初階段，由于人們的環(huán)保意識(shí)單薄，現(xiàn)在相關(guān)部門已經(jīng)開(kāi)始重視環(huán)保問(wèn)題，特別是在一些發(fā)電廠通過(guò)對(duì)低氮燃燒技術(shù)的改造，從而降低有害氣體的含量，從根本上去解決這一問(wèn)題。

1 關(guān)于低氮燃燒的介紹及其必要性

關(guān)于低氮燃燒技術(shù)的起源非常早，古代對(duì)于煤炭的燃燒就是利用煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量來(lái)取暖或者進(jìn)行食物的燒烤，在那個(gè)時(shí)代由于技術(shù)水平有限，燃燒的熱能并沒(méi)有得到充分的應(yīng)用，所以當(dāng)時(shí)的燃燒效率很低，隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們逐漸對(duì)燃燒的熱能進(jìn)行研究，并發(fā)明了一些燃燒的設(shè)備，比如火爐子。到了近代，工業(yè)革命不斷進(jìn)展，需要通過(guò)燃燒煤來(lái)獲得動(dòng)能，比如火車的運(yùn)行就是依靠煤炭燃燒所產(chǎn)生的巨大能量轉(zhuǎn)化為火車的動(dòng)能。可是煤炭的燃燒效率還是很低，有人將煤炭弄成粉末進(jìn)行燃燒，可是效率依舊很低，到后來(lái)慢慢的人們發(fā)現(xiàn)煤炭在燃燒后會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，對(duì)大氣造成一定程度的污染，這個(gè)時(shí)候煤炭在燃燒之后通常需要脫硫脫硝處理，這樣污染在一定程度上有了緩解，可是還是無(wú)法完全的將低氮燃燒的有毒氣體進(jìn)行有效的控制，在這個(gè)方面說(shuō)明了低氮燃燒方面我們還有許多需要研究的內(nèi)容，也說(shuō)明了燃燒的效率還是可以提高的。特別是在當(dāng)前條件下，世界能源出現(xiàn)危機(jī)，需要更加完全的利用好煤炭資源。通過(guò)科學(xué)的處理方法，最大限度的進(jìn)行低氮燃燒。

隨著工業(yè)化水平的加快，大家逐漸有了環(huán)保意識(shí)，國(guó)家環(huán)保部門也是出臺(tái)了較多的政策，我國(guó)工業(yè)發(fā)展的比較晚，以前進(jìn)行大量的開(kāi)采煤炭資源，而且進(jìn)行了大范圍的使用，在使用中，不充分燃燒。產(chǎn)生二氧化硫和氮氧化合物，二氧化硫經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以形成酸雨，氮氧化合物可以直接對(duì)人體造成傷害。最初的時(shí)候人們將煙囪修的高高的，直接將污染氣體排放到了大氣中，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這是一種治標(biāo)不治本的辦法，所以對(duì)于低氮的燃燒一定要進(jìn)行充分。不充分的燃燒可以產(chǎn)生較多的有毒氣體，比如一氧化氮、二氧化氮等。充分的燃燒后可以減少這些污染物的含量，所以提高低氮燃燒的效率不僅可以最大限度的發(fā)揮燃燒效率還能起到環(huán)保的作用，所以對(duì)于低氮燃燒器的改造很有必要。

2 改造過(guò)程

某發(fā)電廠計(jì)劃對(duì)4臺(tái)300MW機(jī)組低氮燃燒器進(jìn)行改造，具體實(shí)施如下。

2.1 機(jī)組設(shè)備概況

該組鍋爐是由東方鍋爐廠生產(chǎn)制造的。該燃燒系統(tǒng)采用的是四角切圓的一個(gè)擺動(dòng)式燃燒器，在其中心形成了兩個(gè)切圓，直徑分別為700和500，燃燒器在一次風(fēng)噴口設(shè)置了六層，二次風(fēng)噴口設(shè)置了九層，這兩側(cè)設(shè)置之間有燃油裝置，上面的一層燃燒器最上面設(shè)有二次風(fēng)噴口，為的是減少氮氧化合物的生成。煤粉燃燒器使用的是高強(qiáng)度的螺栓在水冷壁上進(jìn)行固定，并且跟著水冷壁儀器膨脹。

2.2 改造方案

以原來(lái)的第三層最下面的一層燃燒器作為參照物。其他各個(gè)燃燒器均向下平移，同時(shí)將所有的分燃燒器合并成一個(gè)主燃燒器，并在它的上面大概6米的地方，加上一個(gè)4層燃盡風(fēng)，在原來(lái)的二次風(fēng)箱頂開(kāi)始向上延伸，在頂端裝上一個(gè)燃盡風(fēng)箱，做完調(diào)試之后將其他的小部件也安裝上去。改裝完之后風(fēng)門全部要求換新，并且要進(jìn)入分散式控制系統(tǒng)，主燃燒器統(tǒng)一由一個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)，在它的四個(gè)角位置的擺動(dòng)需要進(jìn)行單獨(dú)監(jiān)視，這一任務(wù)主要由主機(jī)的分散式控制系統(tǒng)來(lái)完成。

低氮燃燒器在通風(fēng)過(guò)程中，將風(fēng)力分散成為兩股，在靠近火焰位置的風(fēng)力比較大，靠近外側(cè)的風(fēng)力稍微弱一些，這樣在靠近火焰位置燃燒時(shí)，氧氣較少，生成氮氧化合物的概率就不大，在外面氧氣比較多的位置溫度比較低同樣的不利于氮氧化合物的生成。

2.3 關(guān)于改造前后排出的氮氧化合物的比較

經(jīng)過(guò)前后的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)氮氧化合物的排出量由原來(lái)的700mg/Nm3一下子就降到了120mg/Nm3，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)改造之后300MW機(jī)組低氮燃燒器燃燒的比較充分，對(duì)于大氣造成的污染程度已經(jīng)得到了極大地改善。

3 改造后的應(yīng)用分析

從上面的改造過(guò)程以及相關(guān)的化學(xué)知識(shí)，可以知道對(duì)于氮氧化合物生成的影響因素包括下面幾點(diǎn)：燃燒時(shí)火焰的溫度、燃燒時(shí)氧氣的濃度、燃燒后的產(chǎn)物在燃燒段停留的時(shí)間長(zhǎng)短和煤的特性。關(guān)于減少氮氧化合物的有效措施可以從兩點(diǎn)考慮，那就是溫度和氧氣的濃度。也就是說(shuō)要降低燃燒時(shí)的溫度和降低氧氣的濃度，但是氧氣不充分煤塊就不能完全燃燒，這會(huì)造成資源的浪費(fèi)，所以從降低氧氣濃度出發(fā)是行不通的，并且這在實(shí)際的操作中也不容易控制。下面就從幾個(gè)方面進(jìn)行分析關(guān)于低氮燃燒的一些影響因素。

3.1 氧氣量對(duì)于氮氧化合物生成的影響

通過(guò)化學(xué)知識(shí)可以知道煤的燃燒是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，氧氣的濃度越高，燃燒的就越充分，最后生成的氮氧化合物就越多，燃燒器通過(guò)對(duì)不同段的氧氣濃度進(jìn)行控制從而抑制氮氧化合物的生成，在煤的燃燒過(guò)程中，通過(guò)合理的送風(fēng)量可以延緩它的劇烈反應(yīng)，同時(shí)也可以對(duì)氮轉(zhuǎn)化為一氧化氮起到一定的抑制作用。在燃燒之后可以通過(guò)增加氧氣濃度來(lái)減少一氧化碳的含量和一些灰塵的含量，如果在這個(gè)階段的氧氣含量增多就會(huì)導(dǎo)致氮氧化合物的生成又會(huì)增加，在不同的情況下增加氧氣含量最終都會(huì)使得排出的氮氧化合物增加，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，氮氧化合物的排放量在一定范圍內(nèi)跟氧氣的含量呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢(shì)。

3.2 氧氣量對(duì)燃燒效率的影響

對(duì)于低氮燃燒器來(lái)說(shuō)，它的一個(gè)原理就是在一個(gè)氧氣含量相對(duì)比較小的情況下進(jìn)行燃燒，這種燃燒會(huì)使得燃燒后的灰塵中含碳量明顯增多。這對(duì)于燃燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型有一定的影響，根據(jù)相關(guān)資料顯示，在一定的范圍內(nèi)氧氣的含量和灰塵中的含碳量有一定的關(guān)系。當(dāng)灰塵中的含碳量介于2%和3%之間時(shí)，含氧量越多，對(duì)應(yīng)的灰塵中的含碳量就越低。

3.3 燃盡風(fēng)對(duì)于燃燒效率的影響

燃盡風(fēng)對(duì)于煤的燃燒效率也有著一定的影響，經(jīng)過(guò)改造之后的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)的燃燒，這就增加了高位燃盡風(fēng)的比重，在主要燃燒區(qū)的風(fēng)力比重相應(yīng)的減少了，這樣就可以在一定程度上減少氮氧化合物的排放量。但是由于在主燃燒區(qū)位置氧氣含量較少，同樣的也會(huì)造成煤燃燒的效率不高，同時(shí)對(duì)于鍋爐的安全性也會(huì)產(chǎn)生影響，低氮燃燒器要求氧氣量較少，在這種高負(fù)荷的作用下，低氮燃燒器改造與之前的相比作用不大，在一層位置的火焰中心盡量在水平位，這樣可以減少噴燃器層與層之間的中間漏風(fēng)，通過(guò)主燃燒器的擺角可以對(duì)主蒸汽和再熱蒸汽氣溫進(jìn)行調(diào)節(jié)。擺角向上發(fā)生擺動(dòng)，火焰的中心位置就會(huì)向上移動(dòng)，氮氧化合物和降溫水流量都出出現(xiàn)增大。

上面分析了一些在低氮燃燒過(guò)程中的影響因素，所以在進(jìn)行考慮的時(shí)候，我們需要綜合各方面的因素，從經(jīng)濟(jì)環(huán)保、易于操作等角度出發(fā)，選擇一個(gè)比較合適而且切實(shí)可行的改造方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上內(nèi)容了解到，當(dāng)前低氮燃燒器的改造是在不斷進(jìn)行中的，雖然在使用的時(shí)候一直在改進(jìn)，可是要完全的達(dá)到一個(gè)令大家都滿意的程度，還需要不斷的努力，利用最先進(jìn)的技術(shù)去解決好這一難題。

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