低负荷稳燃及低NOx煤粉燃烧技术

1、低负荷稳燃及低NOx煤粉燃烧技术一、低负荷稳燃技术二、低NOx煤粉燃烧技术一、低负荷稳燃技术1、提高一次风气流中的煤粉浓度2、提高煤粉气流初温3、提高煤粉颗粒细度4、在难燃煤中加入易燃燃料1、提高一次风气流中的煤粉浓度。 减少了一次风量，可减少着火热； 提高了煤粉气流中挥发分的浓度，使火焰传播速度提高； 燃烧放热相对集中，使着火区保持高温。 但煤粉浓度过高，由于着火区严重缺氧，而影响挥发分的充分燃烧，造成大量的煤烟产生，影响颗粒温度的升高，延缓着火。或者因挥发分燃烧缺氧，使火焰不能正常传播，而引起着火不稳定。2、提高煤粉气流初温。 可减少煤粉着火热。一次风温从 20 提高到300 时，着火热可

2、 减少60%；一次风温从20 升至400 时，着火热可减少80%方法：提高热风温度。 可提高炉内温度水平：图6-293、提高煤粉颗粒细度。 可提高单位质量的煤粉表面积，从而提高火焰传播速度，提高燃烧稳定性。煤粉燃尽时间与颗粒直径的平方成正比。 不过，煤粉颗粒细度受磨煤出力和磨煤机电耗的限制。4、在难燃煤中加入易燃燃料。 投入雾化燃油助燃。 投入气体燃料助燃。 混入挥发分较大的煤粉。二、低NOx 煤粉燃烧技术1、NOx 的生成机理2、低NOx 煤粉燃烧器3、炉内脱氮技术1、NOx 的生成机理（1）温度型NOx（2）燃料型NOx（3）快速温度型NOx（1）温度型NOx机理：空气中的氮在超过1500

3、 的高温下，发生氧化反应，温度越高，NOx 的生成量越多。如果局部区域的火焰温度很高，将产生大量的NOx 。这部分NOx 占NOx总量的10%20%。要求：燃烧处于较低的温度水平，同时要求燃烧中心各处的火焰温度分布均匀。如采用分级配风。（2）燃料型NOx机理：燃料中的氮，主要是挥发分中的氮化合物受热分解和氧化成NOx 。占NOx 总量的80%90%，这部分NOx 主要在燃烧器出口处的火焰中心生成。由于大部分煤粒中的挥发分在3050ms内析出，当煤粉气流的速度为1015m/s时，挥发分析出的行程小于1m。要求：控制燃料着火初期的过量空气系数。采用双调风燃烧器，能形成富燃料区，使煤粉在开始着火阶段

4、处于缺氧状态，挥发分生成的一部分NOx 被还原，这样实际生产的NOx 数量可明显的减少。（3）快速温度型NOx机理：空气中的氮和碳氢燃料先在高温下反应生成中间产物N、NCH、CN等，然后加速与氧反应，生成NOx 。 这部分NOx 占总量的5%。各种NOx 生成量与炉膛温度的关系：2、低NOx 煤粉燃烧器（1）PM型燃烧器（2）宽调节比煤粉燃烧器（3）A-PM型浓淡浓煤粉燃烧器（4）新型低NOx 旋流式煤粉燃烧器（1）PM型燃烧器（PollutionMinimum） 煤粉气流被分为浓煤粉气流和淡煤粉气流两股 弯头内侧有调节装置，调节煤粉浓度的大小 在浓煤粉气流中，过量空气系数远小于1，产生的燃料

5、型NOx减少， 在淡煤粉气流中，过量空气系数远大于1，产生的温度性NOx减少。 可设置再循环烟气喷口，推迟二次风与一次风的混合，以及淡煤粉气流与浓煤粉气流的混合，使浓煤粉气流喷口附近形成还原性气氛， 并降低火焰中心的温度。（2）宽调节比煤粉燃烧器 煤粉气流通过弯头时，一次 风管隔板上部的通道中形成 浓煤粉气流，而在隔壁下部 的通道中形成淡煤粉气流。 扩流锥将两股出口气流形成 一个夹角，可以增加一次风和 回流烟气的接触面，上部浓 煤粉气流着火的稳定性提高， 同时在夹角区形成回流区，卷吸 高温烟气，进一步提高整个煤粉 气流着火的温度性。 这种煤粉气流在低负荷下（20%）仍能不投油稳定燃烧，故负荷

6、调节比宽。（3）A-PM型浓淡浓煤粉燃烧器（AdvancedPollutionMinimum） 将原来PM型浓、淡燃烧器改进为 A-PM型浓、淡、浓燃烧器 单个喷嘴的火焰形成同轴对称火焰， 使局部过于集中的浓煤粉气流分解为 火焰中心是淡煤粉气流，外围是浓煤粉 气流。这样不仅降低了局部高热强度， 而且在火焰中心区形成NOx 的还原反应， 大幅度降低了NOx 的生成量。而在火焰 外围的浓煤粉气流区维持了火焰的稳定 性。 喷口内设置稳焰器，进一步提高着火 稳定性，使低负荷稳燃能力增强。 采用分隔风箱结构，可实现单个火焰的灵活调节（4）新型低NOx 旋流式燃烧器 在燃烧器一次风管中设置调节杆，调节杆

7、可沿轴向移动，控制火焰位置 一次风管出口装有环形稳焰器，可确保 着火区的高温烟气回流，促使煤粉快速、 稳定着火 在环形二次风管内装有隔板，将二次 风（此处将外二次风称为“三次风”） 分隔为两股，从不同位置上 （由分离器实现）送入着火后的 煤粉气流中，实际上推迟了三次风与火焰的混合，以利于形成 还原性气氛和宽广的还原区，促进NOx 的还原。三级混合技术： 带燃尽风（或称为三次风） 燃尽风率为15% 在内二次风和外二次风与煤粉气流混合的两个阶段中，火焰中过量空气 系数都小于1 无辅助燃料的稳燃能力可达到额定负荷（汽轮机侧）的15% 与普通双调风燃烧器相比，可减少40%的NOx 。3、炉内脱氮技术（

8、1）两级燃烧（2）MACT与A-MACT炉内脱氮技术（3）扩大还原燃烧技术思路与低NOx 煤粉燃烧器一致。（1）两级燃烧 空气量分两段送入炉膛，第一级的 空气量大约为80%左右，从主燃烧区 送入；第二级的空气量占20%左右，从 燃烧区的上方送入，两级喷口之间的距离 为1.52m。 可以降低燃料型和温度型NOx 的生成。 应保证第二级空气与燃尽区火焰的混合 良好，避免造成不完全燃烧。 一次燃烧区内由于缺氧，形成还原性气氛， 这样使灰熔点降低，不仅容易引起结渣， 还会产生腐蚀。 由于燃烧分段进行，火焰拉长，如果组织 不好，焦炭难以燃尽，还会引起炉膛出口处 的受热面结渣。（2）MACT与A-MACT炉内脱氮技术 控制主燃烧区的燃料与空气比为0.80.9。 在主燃烧器上方设置OFA（Over Fuel Air）供风， 使主燃烧区生成的NOx 到达OFA区时，由于缺氧而 被还原成N2。 在上二次风OFA喷口上部再设置一层附加空气AA（Additional Air），还原区的未燃物进入燃尽区后与 AA供风混合，被充分燃烧。MACT炉内脱氮技术：A-MACT燃烧技术： 将AA供风进一步细分为上下两层，以促进 未燃物与空气的均匀混合，提高燃烧效