空气分级燃烧

摘要： 随着国家对氮氧化物(NO_(x))排放要求越来越严格,提高NO_(x)治理水平现已成为环保领域的研究重点。概述了锅炉NO_(x)生成机理,对低氮燃烧技术特点进行分析,重点讨论了富氧燃烧技术的机理、特点和应用。NO_(x)的生成机理复杂,与燃料特性、氧气含量、氮气含量、温度及炉膛结构等因素密切相关,锅炉燃烧过程产生的NO_(x)根据其生成机理不同可分为燃料型、热力型、快速型、NNH型及N;O型5种。不同种类的锅炉可应用不同低氮燃烧技术或其结合来实现NO_(x)减排。低氮燃烧技术具有种类多样化、适应范围广、成本较低等优点,是实现NO_(x)减排的重要技术之一,目前应用较为广泛的低氮燃烧技术主要包括空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术与烟气再循环技术。其中空气分级燃烧技术运行经验多,适合锅炉改造项目,但其减排效果有限且存在燃烧不充分及腐蚀问题;燃料分级燃烧技术中以天然气为代表的气体再燃燃料降低NO_(x)效果较好,但更适用于新建锅炉;烟气再循环技术对于现有锅炉改造较容易,但单独使用时NO_(x)减排效果有限且对锅炉燃烧稳定性及燃烧效率有不利影响,宜与其他技术配合使用。MILD(Moderate and Intense Low Oxygen Dilution)燃烧技术、多孔介质燃烧技术、富氧燃烧技术及MILD富氧燃烧技术作为新兴的低氮燃烧技术,可实现NO_(x)超低排放,应用前景十分广阔。MILD燃烧技术的燃烧稳定性好、燃烧效率高且NO_(x)排放低,在不预热空气或全预混条件下均可实现气体、液体及粉状固体燃料的MILD燃烧,对于低热值燃料燃烧也同样具有显著优势。多孔介质燃烧技术燃烧效率高、NO_(x)排放低且贫燃极限宽,可实现高炉煤气、生物质气及挥发性有机物(VOCs)等低热值气体燃料的燃烧。富氧燃烧技术是一种可同时实现超低污染物排放与碳捕集的清洁燃烧技术,具有十分可观的经济效益与社会效益。MILD富氧燃烧技术兼具MILD燃烧技术与富氧燃烧技术2者的优点,并可进一步降低NO_(x)排放量,是一种新型、高效的燃烧技术,可实现煤或天然气等化石燃料的“近零排放”。

摘要： 运行及改造实践表明,部分采用深度空气分级技术的切圆燃烧锅炉运行中出现了严重的水冷壁高温腐蚀问题。为了解决此问题,分析了3种不同的主流深度空气分级燃烧方案及其特点,结合现场试验数据,对3种布置方案的流动、混合、燃烧过程进行了分析,得出了3种方案下水冷壁近壁区域H_(2)S浓度差异的原因。结果表明:一次风反切布置会导致部分煤粉颗粒从一次风射流中分离,导致煤粉火焰局部产生强还原性氛围,在强还原氛围中,煤中的硫分主要反应生成H_(2)S;一次风反切布置、二次风正切布置,导致燃烧过程推迟在火焰下游区域,已生成H_(2)S的燃烧推迟到近水冷壁区域,在主燃烧器区域整体缺氧的状态下,部分H_(2)S无法氧化燃烧,导致近水冷壁区域烟气中存在较高浓度H_(2)S。

摘要： 近年来,氨作为一种无碳、富氢的燃料,多被用作内燃机、燃气轮机和其他工业用途的无碳燃料。为了降低燃煤电厂CO_(2)排放,燃煤掺氨燃烧受到广泛关注。介绍了现有燃煤电厂锅炉碳减排的途径,论述了氨煤掺烧研究的最新进展,分析了燃煤掺氨燃烧过程中可能存在的问题,揭示了燃煤掺氨燃烧特性与污染物排放规律。针对氨在燃煤锅炉中的燃烧特性与燃煤掺氨燃烧过程中高NO_(x)排放特性,在一台燃烧炉中实现了0~100%掺氨比例的燃煤掺氨燃烧试验,并将空气分级燃烧技术应用于燃煤掺氨燃烧,通过试验进一步研究了不同掺氨比例和分级工况(温度、掺氨位置)对燃煤掺氨燃烧产物的影响。燃煤锅炉提供的高水平预热条件及炉内高温热环境均有利于强化氨气燃烧,氨燃烧特性差不会成为制约其在燃煤锅炉掺烧的主要因素。通过调整燃煤混氨方式、优化空气分级燃烧工况可大幅降低NO_(x)排放浓度。延后燃尽风的通入位置,可延长还原区长度,有利于还原区NH_(3)与NO选择性非催化还原反应和煤热解产物(挥发分和焦炭)与NO异相和同相还原反应的进行,有效降低尾气NO浓度。根据试验煤种,空气分级燃烧工况下,燃尽风中、高位布置且燃尽风占总风量30%以上,燃煤掺氨比例控制在20%~30%(按热值)时,燃烧炉尾部烟气中NO_(x)排放浓度可控制在与煤空气分级燃烧相当的水平。空气分级燃烧工况下,随掺氨比例的提高,燃煤掺氨燃烧还原区H_(2) S峰值浓度呈下降趋势,可能缓解水冷壁管的腐蚀;燃煤掺氨燃烧还会大幅促进还原区CO_(2)/H_(2) O和煤焦气化反应进行,造成大量CO生成。燃煤掺氨燃烧技术是燃煤电厂实现低碳和低氮排放极具应用前景的技术发展方向。

摘要： 采用CHEMKIN软件构建了两段PFR反应器模型,研究了主燃区空气系数、烟气再循环率和温度对NO_(x)排放的影响。空气系数增加,燃料N转化率提高;当烟气再循环率较低时,增加空气系数会明显提高燃料N转化率。随着烟气再循环率增加,燃料N转化率降低。温度对NO的排放有着较大的影响,温度升高,燃料N转化率提高。在反应器进口段,挥发分对NO生成有很大的促进作用,在反应器中段焦炭燃烧是影响NO生成的最主要反应,反应器末段煤烟对NO起还原作用。

摘要： 为了对小型生物质/煤粉工业锅炉低氮燃烧提供理论指导,采用两段式滴管炉试验系统模拟粉体工业锅炉热态环境,研究了生物质与煤在不同配风燃烧方式下的NO排放特性,考察了掺混生物质种类、生物质质量掺混比、配风比、过量空气系数等因素对NO排放量、燃料氮转化率以及对燃烧效率的影响。结果表明:在分级配风和单极供风条件下,煤粉掺烧生物质粉都有助于降低燃料氮向NO的转化率。相对于单级供风,分级配风可以降低燃料氮向NO的转化率,且存在NO排放最低的最佳配风比。但分级配风对燃料燃尽有负面影响,分级配风对粉煤燃尽的影响程度要大于对生物质粉的影响程度。对于分级配风和单级供风,增加过量空气系数有助于各种燃料的燃尽,但各燃料氮转化率均随过量空气系数的增加而上升。

摘要： 为了对小型生物质/煤粉工业锅炉低氮燃烧提供理论指导,采用两段式滴管炉试验系统模拟粉体工业锅炉热态环境,研究了生物质与煤在不同配风燃烧方式下的NO排放特性,考察了掺混生物质种类、生物质质量掺混比、配风比、过量空气系数等因素对NO排放量、燃料氮转化率以及对燃烧效率的影响.结果表明:在分级配风和单级供风条件下,煤粉掺烧生物质粉都有助于降低燃料氮向NO的转化率.相对于单级供风,分级配风可以降低燃料氮向NO的转化率,且存在NO排放最低的最佳配风比.但分级配风对燃料燃尽有负面影响,分级配风对粉煤燃尽的影响程度要大于对生物质粉的影响程度.对于分级配风和单级供风,增加过量空气系数有助于各种燃料的燃尽,但各燃料氮转化率均随过量空气系数的增加而上升.

摘要： 采用煤粉燃烧自维持一维试验炉研究了低挥发分贫煤空气分级燃烧和NOx排放特性,重点研究了空气分级深度、分级燃尽风喷口位置对贫煤燃烧NOx排放的影响,探索能够实现低NOx排放的空气分级燃烧布置方式.结果 表明:随着主燃区过量空气系数αM减小,炉膛出口NOx质量浓度逐渐降低,当αM为0.70时NOx还原效率可以达到33.1％;随着分级燃尽风位置比Ms增加,煤粉颗粒在还原区内停留时间延长,炉膛出口NOx质量浓度进一步降低,并存在一个最佳分级燃尽风位置比;当αM为0.85时,最佳分级燃尽风位置比Ms为0.47,对应的炉内NOx还原效率为37.7％.

摘要： 为探究660 MW火电机组低氮燃烧的实现方法,将空气分级燃烧技术应用于火电机组CFB锅炉的燃烧控制中,并分析空气分级燃烧的合理参数。经数值模拟分析发现,一、二次风配风比,上下二次风配风比以及二次风入射角度均会对NO浓度值产生不同程度的影响。研究所建立的分级燃烧策略可降低炉膛出口NO浓度30%以上。

摘要： 采用煤粉燃烧自维持一维试验炉进行了不同煤粉粒径贫煤的单级和多级空气分级燃烧试验,研究了煤粉粒径对煤粉空气分级燃烧NOx排放的影响,探索适用于贫煤空气分级燃烧的煤粉粒径参数和分级级数,以实现较低的NOx排放.结果 表明:粒径影响炉内煤粉颗粒燃烧过程和NOx生成特性,细煤粉颗粒的燃烧速率更快,在炉内易形成还原性气氛,有利于抑制NOx生成和促进已生成的NOx的均相异相还原反应;在深度空气分级燃烧条件下,粒径减小对于降低NOx排放的作用更加显著;采用多级空气分级燃烧能够进一步降低NOx排放量.建议在实际燃用贫煤的锅炉中,采用两级空气分级燃烧和平均粒径为22.78 μm的细煤粉相结合的燃烧技术方案,此时NOx质量浓度可减少27.9％.

摘要： 为探究660 MW火电机组低氮燃烧的实现方法,将空气分级燃烧技术应用于火电机组CFB锅炉的燃烧控制中,并分析空气分级燃烧的合理参数.经数值模拟分析发现,一、二次风配风比,上下二次风配风比以及二次风入射角度均会对NO浓度值产生不同程度的影响.研究所建立的分级燃烧策略可降低炉膛出口NO浓度30％以上.

摘要： 空气分级燃烧技术在我国锅炉机组的改造中得到广泛运用，对改造项目进行深入的技术经济分析是必要的。通过对空气分级燃烧技术原理的介绍，对空气分级燃烧改造技术方案的关键因素和改造后可能出现问题的分析，运用技术经济学原理总结了空气分级燃烧改造项目的经济性评价方法并进行了实例分析。结果表明：空气分级燃烧改造项目投资回收期短，Nox减排效果显著，实例项目的投资回收期是1.72 a，Nox排放浓度降低了48.55％，该经济性评价方法适用于分析不同容量的电站锅炉空气分级燃烧低Nox改造项目。

摘要： 本文在1MW 切向燃烧煤粉炉试验台上进行了空气分级燃烧试验，研究了空气分级燃烧时炉膛壁面温度分布规律。试验结果表明，在空气分级燃烧时主燃区壁面温度分布相对于炉壁中心位置呈左右不对称分布，炉壁最高温度大致出现在旋转气流的上游，壁面温度分布不均匀系数为0.244；燃尽区下部壁面温度分布也呈不对称分布，最高温度出现在旋转气流的下游，壁面温度分布不均匀系数为 0.106；燃尽区上部壁面壁面温度分布分布均匀。

摘要： 有效降低NOx排放量是对燃煤电站锅炉的重要要求.建立了对燃煤锅炉空气分级燃烧过程进行了数值模拟的数学模型,应用CFD计算软件FLUENT6.0,进行了一系列数值计算,分析了燃烧工况对NOx、碳黑、CO等的排放量以及锅炉热效率的影响.结果表明,随着分级风量和一级燃烧区长度的增加,NOx的排放量减少;在过量空气系数逐渐增大的过程中,NOx的排放呈现先增大后减少的趋势.通过模拟计算,以提出降低NOx排放的优化方法,确定了在保证锅炉热效率前提下有效降低NOx排放的空气分级优化比例、一级燃烧区长度以及空气过量系数.经实验考核,计算结果与实验结果的偏差不大于10％.空气分级燃烧优化技术有益于燃煤锅炉的设计和运行。

摘要： 本文通过对火电厂锅炉脱硝技术改造,深入的剖析空气分级燃烧、低氧燃烧技术、SNCR和SCR联合脱硝改造技术及乏气送粉在锅炉运行中对锅炉降低Nox的重要作用,并详细介绍了锅炉运行中的有效控制和调整措施,从而最终保证锅炉NOx排放达标.

摘要： 本文通过对达拉特发电厂600MW机组低N0x技术改造路线的重点与难点进行研究与分析得出了具体改造方案,即通过低氮燃烧器、空气分级燃烧技术在锅炉燃烧系统的应用,使得炉膛出口N0x排放浓度小于300mg/Nm3,然后在烟气出口侧加装SCR烟气选择还原装置进一步还原烟气中的氮氧化物,使得最终N0x排放浓度小于80 mg/Nm3.

摘要： 本文介绍了某电厂600MW 机组四角切圆燃烧锅炉利用空气分级燃烧技术对锅炉进行的低氮燃烧改造情况,对低氮燃烧改造前后的NOx 排放浓度进行了对比分析。从低氮燃烧改造后的试验结果看,SOFA 风风量、二次风箱/炉膛差压的变化对NOx 排放影响比较大。结果表明,通过低氮燃烧改造,锅炉NOx 排放浓度明显下降。

摘要： 借助FLUENT6.0软件平台,分别对首阳山电厂一台200MW的四角切圆锅炉二次风均等配风和分级配风情况下炉内燃烧过程进行数值模拟,计算得到炉内温度场,组分场的分布情况,还对炉内NO排放情况进行了模拟计算.在炉内数值模拟过程中,气相湍流流动采用可再现的κ-ε双方程模型,气固两相流动采用随机轨道模型,辐射换热采用P-1辐射模型,挥发分析出采用双竞争反应热解模型,挥发份燃烧模型采用混合分数PDF法,焦炭燃烧采用扩散-动力模型.采用有限差分法来离散微分方程,对控制方程的求解采用SIMPLEC算法,在直角坐标系下的非均匀交错网格系统中求解.本文研究表明,采用合适的数学模型和计算方法,进行四角切圆燃煤锅炉炉内过程的数值模拟是可行的.计算结果显示,采用浓淡燃烧器与空气分级燃烧相结合的燃烧技术能更好的发挥其低NOx燃烧的特性。

摘要： 本文从改善煤的燃烧过程出发,文章阐述了控制燃烧过程NOx的低NOx燃烧技术--空气分级燃烧、燃料分级燃烧和烟气再循环燃烧,介绍了后来发展起来的高级再燃技术、浓淡偏差技术以及低过剩空气燃烧技术等新技术.同时针对燃料分级燃烧器进行了一定的改进,使燃料和空气更充分地预混合,达到同时降低燃烧器中NOx和CO排放的目的.

摘要： 利用上海锅炉厂最新低NOx燃烧技术——复合空气分级低NOx燃烧系统,通过低氮燃烧改造,降低锅炉的NOx排放,控制环保参数的达标;通过燃烧配风调整降低了锅炉飞灰可燃物;燃烧器的整体更换增加了锅炉抗扰能力,并且将NOx排放降低50％,节约了脱硝装置的资金的投入,达到了节能的目的.

摘要： 利用上海锅炉厂最新低NOx燃烧技术——复合空气分级低NOx燃烧系统,通过低氮燃烧改造,降低锅炉的NOx排放,控制环保参数的达标;通过燃烧配风调整降低了锅炉飞灰可燃物;燃烧器的整体更换增加了锅炉抗扰能力,并且将NOx排放降低50％,节约了脱硝装置的资金的投入,达到了节能的目的.

摘要： 本发明涉及一种基于空气中氧量浓淡分离的锅炉分级燃烧系统及分级燃烧方法,系统包括锅炉、磨煤机以及氧气分离装置，所述锅炉的入口与磨煤机的物料出口连通，所述氧气分离装置包括浓氧量出口和淡氧量出口，浓氧量出口与锅炉连通，淡氧量出口与磨煤机的入口连通；本发明不仅能够有效防止磨煤机在运行过程中的自燃/爆炸问题，而且能够提高磨煤机出口风粉混合物的温度，有利于锅炉的稳燃，提高了设备运行的安全性和经济性；另外，煤粉燃烧过程中氧量的分级参与，有利于控制NOX的形成。

摘要： 本发明涉及一种空气分级的燃烧装置及其空气分级配置方法，所解决的是降低NOx排放量的技术问题。属燃烧设备降排技术领域。所述燃烧装置包括喉口，燃烧器，外环筒，以及与外环筒紧密贴合相接的耐火材料层，其特征在于：喉口与外环筒之间为外层助燃空气通道，外层助燃空气通道的前端固定板位置，置有圆环形狭缝喷口/或圆柱状喷枪枪头，狭缝喷口/圆柱状喷枪枪头喷气方向向炉膛的四周炉壁倾斜。本发明实行助燃空气分级配置，使5%～30%的助燃空气量从喉口外助燃空气通道内进入，从圆环形狭缝喷口/或圆柱状喷枪枪头喷出，减少喉口内助燃空气的配置量，在锅炉燃烧主燃区域进行整体浓淡燃烧，达到NOx的超低氮排放的目的。

摘要： 本发明公开了一种空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉及其燃烧方法，属于煤炭燃烧设备领域，为解决现有装置NOx排放高等问题而设计。本发明空气分级解耦燃烧机械炉排燃烧炉包括预燃装置和主炉体，预燃装置的出口与主炉体的进口连接，主炉体包括顶拱、位于顶拱下方并与顶拱形成主燃烧区的炉排、至少前部位于顶拱和炉排之间的后拱、位于后拱后端上方并与顶拱的后端之间形成第一出口的后墙，主燃烧区的位于后拱前方的部分沿从前至后的方向依次包括连通的贫氧燃烧区和富氧燃烧区，顶拱和后拱上方之间为高温燃尽区，炉排上方和后拱下方之间为低温燃尽区。本发明的燃烧炉及其燃烧方法燃烧充分、NOx排放低、飞灰含碳量少、固硫效果好。

摘要： 本发明涉及一种顶置双燃烧器煤粉锅炉空气分级低氮燃烧系统及方法，包括顶置双燃烧器的立式炉膛，所述燃烧器分别通过预燃室与立式炉膛相连通，燃烧器顶部中心分别设有一次风管，侧壁垂直布设二次风管，立式炉膛顶壁设有三次风管，侧壁设有四次风管；一次风由燃烧器上部中心带着煤粉进入炉膛，二次风由燃烧器侧壁进入炉膛，三次风经过优化在预燃室出口，垂直于火焰中心方向喷吹，四次风作为燃尽风保证煤粉的充分燃烧和防止氮氧化物生成；本发明通过分级配风低氮燃烧的方式，可降低氮氧化物的排放达50％，各级配风的设置，不仅降低了锅炉本体负压的波动，也降低了锅炉飞灰中的残碳含量，进一步提高了锅炉效率和运行稳定性。

摘要： 本发明提供了一种燃气空气双分级超低氮底部燃烧器，主要包括风箱、进风口、进风口隔板、风箱隔板、一级燃气喷枪、二级燃气喷枪；进风口安装在风箱上，进风口隔板将进风口分成一次风进风口和二次风进风口，风箱隔板将风箱内部分为一次风和二次风区域，一级燃气喷枪安装于一次风区域，二级燃气喷枪穿过二次风区域和烧嘴砖伸入炉膛内。本发明通过整体燃气分级和局部空气分级相耦合的燃烧组织方式，有效降低NO

摘要： 本实用新型涉及工业炉加热用燃烧器领域，尤其涉及一种分级燃烧器用助燃空气分级调节装置，它包括有拉杆、调节环和滑动套管，拉杆的末端穿过端盖板并连接调节环，调节环的外圈与燃烧器壳体内壁配合，调节环与滑动套管连接一体，将燃烧器内的一次风通道和二次风通道分隔，滑动套管的外径直径小于调节环的外径；在拉杆的推拉下调节环可从助燃空气入口的一侧移动至另一侧。本实用新型可以方便快速地调整进入燃烧器内的一次风通道和二次风通道助燃空气流量的比例，燃烧过程中也能在线调整，从而调整烧嘴的火焰长度和燃烧强度；本实用新型的一次风和二次风的配比在0～100％范围内可调，整个装置结构简单实用，成本低廉。

摘要： 一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。本发明实现低氧燃烧与还原区已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化，最大限度地减少燃烬区NOx的再生成和最终的NOx排放浓度，同时避免了炉膛壁面结渣、高温腐蚀和飞灰含碳量增加，能够同时实现NOx浓度和飞灰含碳量的降低。

摘要： 本发明涉及塔式炉空气分级燃烧方式下的低氮燃烧自动控制方法，包括以下步骤：S1、建立下层主燃烧区域过量空气系数α

摘要： 一种燃煤锅炉分级燃烬风深度空气分级燃烧低NOx控制方法，通过对燃煤锅炉炉膛高度方向各个燃烧反应区域风量分配和过量空气系数进行优化控制，在炉膛下部的主燃烧器区实现深度空气分级燃烧；在主燃烧器区与燃烬区之间的低氧燃烧与还原区设置多级辅助燃烬风喷口，各辅助燃烬风喷口布置在锅炉炉膛前后墙和左右侧墙上，逐级分区送入适量的燃烧空气量；在炉膛上部的燃烬区设置多层主燃烬风喷口，有利于煤粉的燃烬和逐级降低NOx的再生成。本发明实现低氧燃烧与还原区已生成的NOx的逐级还原和焦炭氮的释放与转化，最大限度地减少燃烬区NOx的再生成和最终的NOx排放浓度，同时避免了炉膛壁面结渣、高温腐蚀和飞灰含碳量增加，能够同时实现NOx浓度和飞灰含碳量的降低。

摘要： 本实用新型涉及一种基于空气分级燃烧的辐射管低NOx燃烧系统，包括烧嘴、辐射管、换热器、燃气管、空气管、一次助燃空气管、二次助燃空气管；燃气管与辐射管烧嘴连接；辐射管一端连接烧嘴，另一端连接换热器；空气管与换热器的空气入口连接，换热器的空气出口与一次助燃空气管和二次助燃空气管连接；一次助燃空气管与烧嘴连接；二次助燃空气管直接插入辐射管腔体内；燃气管通入的燃气进入烧嘴后首先与一次助燃空气管通入的一次助燃空气进行富燃料燃烧条件下的一级燃烧，生成富含CO的燃烧烟气，通过烟气中的CO还原燃烧生成的NOx；一级燃烧后生成的烟气在辐射管中与二次助燃空气管通入的二次助燃空气进行二次燃烧，使富余CO完全燃尽。