低挥发分煤四角切圆锅炉低氮改造试验

李杰义,刘 兴,李 兵,刘英进,墨庆锋,甄志广,谭厚章

(1.石家庄良村热电有限公司,河北石家庄 052165;2.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安 710049)

0 引 言

电站锅炉运行过程中生成的NOx是大气污染的主要来源之一。NO和NO2会导致酸雨,并参与形成光化学烟雾,破坏臭氧层,形成 PM2.5,对自然环境及人体健康危害极大[1]。针对这一问题,我国提出了日益严格的排放限制标准。自2004年,低挥发分煤电站锅炉NOx排放质量浓度限值由650～1 100 mg/Nm3(基准氧含量6%)逐步降低,至2020年,要求全国31省区分阶段实现超低排放,即NOx排放质量浓度控制在50 mg/Nm3以下[2-3]。使用SCR反应器脱除尾部烟气NOx是实现电站锅炉低氮排放的主流技术方案,而排放限值降低导致SCR反应器出入口NOx质量浓度差过高;通过增加催化剂、增加液氨耗量能够短期实现超低排放,但会造成安全、经济、环保方面的问题[4]。炉内采用低氮燃烧器技术能够降低SCR入口NOx质量浓度,协同使用SCR烟气脱除系统,能够在保证锅炉安全稳定运行的同时控制NOx在较低水平。对现有电站锅炉进行低氮燃烧改造势在必行。

煤中的燃料N和空气中的N2在燃烧时产生NOx。煤粉燃烧生成的NOx主要有燃料型NOx、热力型NOx和快速型NOx[5]。煤粉锅炉的快速型NOx生成量较低(＜5%);当炉膛温度在1 500～1 800℃,或炉内燃烧组织不均出现局部高温区时,热力型NOx生成量较大,一般热力型NOx占20%以下;燃料型NOx是氮氧化物生成的主要途径,主燃烧区过量空气系数是影响燃料型NOx生成的主要因素。

控制主燃烧区过量空气系数至还原性气氛后,烃类物质(CHi)能够与NO发生还原反应,降低NOx排放[6-7]。……