N和揮發(fā)分對(duì)低NOx燃燒鍋爐氮氧化物排放的影響
發(fā)電技術(shù)N和揮發(fā)分對(duì)低NOx燃燒鍋爐氮氧化物排放的影響高小濤1，章名耀2（1.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇南京211103；2.東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210096）特性對(duì)低NOx燃燒系統(tǒng)鍋爐NOx排放影響并不顯著。對(duì)于同1臺(tái)低NO燒系統(tǒng)鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度隨N、揮發(fā)分含量的增加有降低的趨勢(shì)，煤質(zhì)仍然是鍋爐NOx排放質(zhì)量濃度的主要影響因素。
近年來(lái)，新建燃煤電站鍋爐均米用了低NOx燃燒系統(tǒng)。低NOx燃燒技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，顯著影響鍋爐的運(yùn)行性能，鍋爐NOx排放特性及各影響因素的影響趨勢(shì)也隨低NOx燃燒技術(shù)的使用而變化。對(duì)采用低NOx燃燒系統(tǒng)的鍋爐，主要是根據(jù)煤的燃燒特性來(lái)實(shí)現(xiàn)NOx排放控制，相應(yīng)的燃煤揮發(fā)分含量高則NOx排放濃度一般降低。
在煤粉鍋爐中燃料NOx占NOx生成量的大部分。燃料NOx的生成量不僅取決于煤中的含氮量，還取決于其他煤質(zhì)特性參數(shù)，這些參數(shù)主要通過(guò)影響煤的熱解、燃燒特性而影響燃料N的轉(zhuǎn)化和NOx的生成。影響燃料NOx生成的主要煤質(zhì)特性是煤中氮和揮發(fā)分含量，此外顆粒尺寸分布、熱解速度、揮發(fā)分和焦燃燒速度也影響NOx的生成。
1我國(guó)發(fā)電用煤中N和揮發(fā)分含量我國(guó)300MW以上大型鍋爐的典型設(shè)計(jì)和運(yùn)行煤種的N含量隨揮發(fā)分含量的變化如所示。
圖中的數(shù)據(jù)包括中大量大型鍋爐數(shù)據(jù)，還包括中研究涉及鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行煤種，從揮發(fā)分含量看，該數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋了無(wú)煙煤到褐煤的所有煤種。從可以看出，對(duì)于所考察數(shù)據(jù)庫(kù)中的煤種，隨干燥無(wú)灰基揮發(fā)分含量（V）的增加，收到基N含量（N呈逐漸降低的趨勢(shì)，只有少數(shù)揮發(fā)分很高的褐煤稍偏離這一趨勢(shì)。
2煤質(zhì)與鍋爐NOx排放量的關(guān)系為了研究低NOx燃燒技術(shù)對(duì)降低鍋爐NOx排放量的影響，首先對(duì)2004年以前我國(guó)燃煤電廠鍋爐NOx排放量和煤質(zhì)特性之間的關(guān)系進(jìn)行研究。所整理的數(shù)據(jù)庫(kù)包括300600MW容量鍋爐及少量100200MW鍋爐40余臺(tái)的NOx n含置隨揮發(fā)分含置的變化排放濃度和煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)。這些鍋爐大多屬于當(dāng)時(shí)的主力機(jī)組，其中主要是直流燃燒器切圓燃燒鍋爐，也包括少量旋流燃燒器墻式燃燒鍋爐。試驗(yàn)結(jié)果包括NOx測(cè)量結(jié)果和完整的試驗(yàn)用煤煤質(zhì)分析丨工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量）數(shù)據(jù)。當(dāng)1臺(tái)鍋爐的NOx排放質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)包括改變運(yùn)行參數(shù)和變煤種的NOx排放測(cè)量結(jié)果時(shí)，則對(duì)相同煤種條件下各試驗(yàn)工況的NOx排放質(zhì)量濃度進(jìn)行平均。為了比較，所有的NOx排放結(jié)果數(shù)據(jù)均折算到過(guò)量空氣系數(shù)為1.4也就是6%O2、單位為mg/m3的數(shù)值。
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