火电厂降耗低污染燃烧技术_陆轶青

经验交流火电厂降耗低污染燃烧技术陆轶青1徐特秀2(1.环境保护部环境保护对外合作中心，北京100035;2.张家港市环境监测站，江苏张家港215600)摘要:介绍火电厂燃煤锅炉先进的节能减排燃烧技术。此技术具有低能耗，低NOX燃烧性能，并有利于降低SO2、CO2的排放，同时具备安全可靠，不结渣，燃烧稳定的特点，具有推广价值。关键词:锅炉;节能;低NOX燃烧;低氧燃烧COMBUSTIONTECHNOLOGYOFLOWCONSUMPTIONANDPOLLUTIONREDUCTIONFORTHERMALPOWERPLANTSLuYiqing1XuTexiu2(1.ForeignEconomicCooperationOfficeofMinistryofEnvironmentalProtection，Beijing100035，China;2.ZhangjiagangEnvironmentalMonitoringCentre，Zhangjiagang215600，China)Abstract:Thisarticlerecommendedanadvancedcombustiontechnologyoflowconsumptionandpollutionreductionusedforthermalpowerplants．ThetechnologyislowatenergyconsumptionandNOXemission，andefficientforSO2andCO2reduction．Itisvaluetobepopularized，asitissafeandreliable，avoidingslaggingandprovidingstablecombustion．Keywords:boiler;energysaving;lowNOXcombustion;lowoxygencombustion0引言在我国能源结构中，煤炭占68.7%，而在煤炭消费量中，火电厂用煤量约占50%［1］。电力行业为烟尘、SO2、NOX排放的首位大户。2008年火电厂SO2、NOX、烟尘排放系数分别为:3.03，2.56，0.91g/(kW·h)［2］。烟尘排放总量为2.504×106t，占工业烟尘总排放量的41.4%;SO2排放量为10.599×106t占全国总排放量的67.2%［3］;NOX排放量为8.40×106t，占全国总排放量的36.52%［4］。燃煤电厂的烟气排放是空气中氮氧化物主要来源之一。NOX和SO2均是造成酸雨的主要来源。自20世纪80年代以来，酸雨中硝酸根的比例从1/10逐步上升，近年来已占到1/3。NOX在空气中可形成光化学烟雾，对环境造成破坏，危及人类健康。因此，NOX已成为“十二五”减排的重点。电力行业节能减排任务艰巨。今后每个电厂的供电煤耗指标和污染物的排放量将与允许上网电量密切相关，这将直接影响到电厂的经济效益。为此，火电厂只有走节能降耗，减少污染物排放量的道路，有效降低发电成本，才能在电力市场竞争中占据优势。要减少燃煤电厂NOX的排放应从源头抓起，即采用先进的锅炉燃烧技术。这除了具有燃烧效率可高达98%～99%的优点之外，还应具有如下3种特性:1)对不同的煤种都具有良好的火焰稳定性，在调峰运行时低到50%的额定负荷下仍能稳定燃烧且安全可靠和不结渣;2)NOX排放量应该比普通的煤粉燃烧过程降低1/3以上，最好能减排1/2以上;3)应配以投资费用不高，日常运行费用比较低的脱硫装置［5］。1低氧燃烧技术1.1燃煤锅炉燃烧中NOX生成机制［6］1)热力型NOX。在燃烧时，空气中的氮气在高温下氧化生成NOX。它的生成与温度有关，随着反应温度的升高，其反应速度按指数规律加快，当燃烧温度＜1500℃时，NOX生成量很少;当燃烧温度＞1500℃时，燃烧温度每增加100℃，生成NOX反应速度可增大6倍～7倍。燃料燃烧过程中热力型NOX占NOX总生成量的25%～30%。2)燃料型NOX。在燃烧时，燃料中的有机氮化合物经氧化生成NOX，由于燃料中氮的热分解温度低301环境工程2011年6月第29卷第3期DOI:10.13205/j.hjgc.2011.03.004于煤粉燃烧温度，在600～800℃的燃烧区内会生成燃料型NOX，它是生成NOX最主要的形式，占NOX总量的60%～80%。它的生成与燃料中挥发分关系较大，并受过量空气系数影响较大。当过量空气系数α＜1时，随着燃料挥发分的增加，燃料型NOX生成量减少;当α＞1时，随燃料中挥发分的增加，燃料型NOX生成量增加。3)快速型NOX。燃料中挥发分中的CH化合物在高温时分解生成CH自由基，CH自由基与N2生成CN类化合物，此类化合物又进一步与氧化合生成NOX。快速型NOX占总NOX生成量的5%左右。通