【火电锅炉燃烧优化技术】 66mw锅炉燃烧系统

时间：2019-05-29 03:29:08　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：随着时代的发展，科技的进步，人类对能源的使用越来越广泛，而污染也越来越厉害，目前我国主要大气污染源之一就是煤燃烧的污染排放，这就需要利用先进的科学技术，降低能源的使用量，从根本上减少污染排放。本文从火电锅炉燃烧机理分析了对火电锅炉燃烧时节约能源、减少排放的工业技术入手，对火电锅炉燃烧优化技术的研究基础上，从现代技术应用于燃烧优化控制的发展趋势进行了分析。
　　关键词：火电锅炉；燃烧特性；优化技术
　　随着社会的发展，科技的进步，对能源的需要也日趋广泛，由于国际能源的紧缺，尤其是煤炭、原油等，给许多能源消耗大国带来了很大的压力。目前随着我国工业的发展，对火电锅炉的要求也越发凸显其重要，截至2008年底全国火电锅炉装机容量约为7.9亿kW，年耗油量达到1990万t，而污染物排放的问题也日趋突出。据统计我国发电量每增加一千瓦，污染物排放放量就增加九个单位，而大气中氮氧化物90%来自于燃烧产物，这样不仅加剧火电锅炉燃烧能源的消耗，也加大了污染物排放量，成为我国乃至全球关注的重点。在我国十一五的规划中，我国企业贯彻落实科学发展观不仅从火电锅炉燃烧时节约能源、减少排放的入手，在技术上进行优化，成为当前我国企业发展的重点。
　　一、火电燃煤锅炉
　　火电燃煤锅炉就是以燃煤为主的锅炉，经过燃煤在锅炉炉膛中燃烧来释放热量，把热媒水或其它有机热载体加热到一定温度的热能动力设备。这样的火电燃煤锅炉通过煤炭热量经转化后，产生大量的蒸汽，并将热量有效的转化，一部分被无工消耗，一部分变成了热量，不仅可以用于工业生产，也可以用于民用生活，可同时这样的火电燃煤锅炉也存在这效率问题，由于在热量转化上不能全部转化，这样效率降低，只有一些大型的火电燃煤锅炉效率较高些，一般在60% ~ 80%之间。目前我国火电燃煤锅炉通常使用的机组为容量5亿千瓦到9亿千瓦之间，到2007年我国首台百万千瓦级超临界锅炉在上海成功投运，也成为当今世界顶级的火电燃煤锅炉发电机组，在煤耗、环保方面的也凸显其先进水平，不仅减少煤燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫等，也为我国的环保事业做出了巨大贡献，是我国的经济建设重要力量。
　　二、火电燃煤锅炉燃烧特性
　　随着经济的发展，社会的进步，人类对能源的需求也越来也凸显其重要性，节约能源、减少污染，成为一个世界话题。目前在我国火电锅炉是通过煤粉燃烧，在这个燃烧过程中会产生大量的氮氧化物，在火电燃煤锅炉燃烧时煤粉和空气中各种氮的结合不同以及与氮进行反应的介质成分的不同，使之火电锅炉在燃烧过程中产生氮氧化物的生成机理也不同，主要分为三种：
　　1、热力型
　　火电燃煤锅炉燃烧时产生热力，而这种热力也同时有一部分转化成为氮氧化物。热力型主要是指在火电燃煤锅炉燃烧时在高温下氧化而生成的氮氧化物。空气和高温下氮的氧化成为一氧化氮的机理反应的产物，火电锅炉煤粉燃烧过程中产生的热力型氮氧化物只占总排放量的20%-30%。主要因素还是温度、氧气浓度和在高温停留的时间。其中温度是影响热力型氮氧化物的重要因素。因此，降低热力型氮氧化物的有效措施是降低燃烧温度水平，避免产生局部高温，降低氧气浓度，缩短在高温区内的停留时间等。
　　2、燃料型
　　燃料型是火电燃煤锅炉燃烧时所用燃料中的有机氮化合物，在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物，其主要在燃料燃烧的初始阶段生成。燃料型氮氧化物的生成机理十分复杂，到目前为止我们还尚未完全掌握。主要原理是在一定的燃烧条件下，燃料中的杂环氮化物受热分解，并在脱挥发过程中大量的气相燃料氮随之挥发而释放出来，从而被氧化。燃料型氮氧化物的形成不仅与煤种的特性、煤的结构、燃料中的氮受热分解后在挥发和焦氮中的比例、成分和分布有关，而且与燃烧状况主要包括氧的浓度、燃烧温度及空气的混合状况相关，氧的浓度越高，燃烧温度越高，生成量越大。此外还与烟气在高温区滞留时间有关，滞留时间越长，生成量就越大。
　　3、快速型
　　快速型是由于火电燃煤锅炉燃烧时燃料中碳氢化合物分解生成的原子团，与空气进行反应生成氮氧化物，此类氮氧化物主要在富燃料火焰中生成量比较多，也比较快。
　　三、火电燃煤锅炉燃烧优化技术的运用
　　在我国随着国民经济的快速增长，许多产业的优化调整，我国的工业化的程度的加快，人们对电力、热力的需求也越来越大，可同时这些行业也成为我国的重大污染源，不仅会破坏臭氧层，也会形成光化学烟雾和酸雨等严重危害，已越来越受到社会的关注，制约了我国经济的可持续发展。目前节能环保、绿色工业已经成为我国经济可持续发展的主要目标。如何保证在满足负荷不变动的情况下提升火电锅炉的燃烧效率、减少污染物的排放成为当前的一个重要的问题。火电燃煤锅炉燃烧优化技术就是在保证锅炉高效运行、减少排放的有效手段。主要从降低氮氧化物燃烧器技术、空气分级燃烧技术、烟气脱硝技术这三方面入手。
　　1、低氮氧化物燃烧器技术
　　煤粉燃烧器是火电锅炉燃烧系统中的关键设备。煤粉和燃烧所需的空气都是通过燃烧器送入炉膛的。燃烧器的性能对煤粉燃烧设备的可用性和经济性起着主要作用。从氮氧化物生成机理来看，绝大部分的燃料型是在煤粉着火阶段生成的。因此，通过改进燃烧器结构和改变通过燃烧器的风煤比，实现在燃烧器着火区的燃烧过程中达到空气分层、燃料分级或烟气再循环等效果，从而降低着火区的温度和氧浓度，抑制氮氧化物生成，同时保证煤粉着火和燃烧的需要。低氮氧化物燃烧器主要有以一次风浓淡分离为主要特征，目标是控制燃烧温度以减少热力型氮氧化物生成和分级燃烧。减少燃料型氮氧化物生成。
　　2、空气分级燃烧技术
　　空气分级燃烧技术是利用一级富燃区燃料在缺氧条件下燃烧，降低燃烧速度和燃烧温度，减少热力型氮氧化物生成，同时减少燃料中释放的含氮中间物向氮氧化物的转化，抑制燃料型氮氧化物的生成。而到了燃尽区，燃料则在富氧条件下燃尽，虽然不可避免地有一部分残留的氮会氧化成，但由于火焰温度较低，其生成量很少，使得总量降低。空气分级燃烧既可在燃烧器内实现分级燃烧，也可在炉膛内实现分级。空气分级燃烧技术主要形式，是轴向空气分级燃烧和径向空气分组燃烧。其主要目的是抑制氮氧化物的生成，降低排放浓度。
　　3、烟气脱硝技术
　　烟气脱硝技术也就是选择性催化还原法技术，是一种成熟的商业性氮氧化物控制处理技术。其主要原理是在催化剂的作用下，以还原剂与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的气体。目前选择性催化还原法已成为世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术，也是我国控制氮氧化物污染的主要手段之一。
　　目前不仅是我国乃至全球对环境的保护，污染治理都成为关注的重点。由于我国近些年的迅猛发展，也使得污染排放量逐年上升趋势，这样不仅导致我国大气污染的性质发生根本性的变化，也产生一系列城市和区域环境问题，对人体健康和生态环境构成巨大的威胁。因此，控制火电燃煤锅炉燃烧技术势在必行，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。我们不仅要提高火电锅炉燃烧优化技术的应用，将先进控制策略运用于燃烧优化系统中，也要将前沿现代技术应用于燃烧优化中，从根本上减少污染排放，为我国经济的可持续发展做出贡献。
　　参考文献
　　[1]孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M].北京：化学工业出版社，2007
　　[2]曾汉才.燃烧与污染[M].武汉：华中理工大学出版社，1992
　　[3]岑可法，姚强，骆仲泱，高翔.燃烧理论与污染控制[M].北京：机械工业出版社，2004
　　[4]周昊.大型电站锅炉氮氧化物控制与燃烧优化中若干关键性问题的研究[D].杭州：浙江大学博士论文，2004
　　[5]成庆刚，李争起，滕玉强等.低NOx排放燃烧技术及燃烧优化的试验研究[J].锅炉技术，2005，36（5）

相关热词搜索：火电锅炉燃烧优化

【火电锅炉燃烧优化技术】 66mw锅炉燃烧系统

最新文章

热门文章