６００
ＭＷ燃煤锅炉低ＮＯｘ的燃烧技术
ｏｎ
ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
６００
ＤｅｃｒｅａｓｉｎｇＮＯｘｆｏｒ
ＭＷ
ＣｏａｌＦｉｒｅｄＢｏｆｆｅｒ
黄思林，谭玲
‘台山发电厂，广东台山
５２９２９０）
摘要：阐述了燃煤锅炉ＮＯｘ的生成机理及控制原则，介绍几家国际著名锅炉制造厂应用于６００ＭＷ级锅炉上的低ＮＯｘ燃烧技术，并进行分析探讨。对于国内新建大型燃煤锅炉有效控制ＮＯｘ生成量或者改造已投运锅炉以期减少Ｎ嘎排放，均有一定的参考价值。
关键词：锅炉；燃烧；低ＮＯｘ中图分类号：ＴＫ２２７
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００７—１８８１（２００１）０２—００５３—０４
１
前言
氮氧化物（ＮＯｘ）是一种危害人体硅康，破坏大
２
ＮＯｘ生成机理及控制原则
燃烧用空气中的飓以三键氮形式存在，煤中
气环境的污染物。它是煤中含氮化舍物和空气中的
氮气在高温燃烧过程中生成的。６００ＭＷ等级大型
的有机氮则以碳氮三键和单键的形式存在。由于氮的键能不同，以及与氮进行反应的介质成分不同，因而ＮＯｘ的生成机理有三种，分别被称为热
ＮＯｘ、燃料ＮＯｘ和快速ＮＯｘ。在煤粉锅炉燃烧中快
锅炉因其炉膛截面热负荷增加，炉内温度水平高，
燃煤消耗量大，使ＮＯｘ浓度及ＮＯｘ排放量均增
加，因此必须对大型锅炉ＮＯｘ排放量加以控制。
国家环保局于１９９６年颁布的《燃煤电厂大气
污染排放标准》ＧＢ１３２２３—９６明确规定：３００ＭＷ及以上机组固态排渣煤粉炉燃烧产物中ＮＯｘ排放浓度不得超过６５０ｍｇ／Ｎｍ３，新建的燃煤电厂锅炉
速ＮＯｘ的数量极少，可略去不计。２．１热力ＮＯｘ
热力ＮＯｘ，即燃烧用空气中的Ｎ２在高温下氧
化而生成，其主要反应式如下：
０：寺牛ｏ：＋ＯＭ＋０毒等ＮＯ＋ＮＮ＋如寺争ＮＯ＋０
“）
设计必须严格满足该标准要求。但是，目前从国内几大锅炉厂及近几个工程锅炉招投标过程中了解到，不论业主方还是制造厂多数关心的是在设计煤
和校核煤条件下锅炉稳燃、防结焦和高效率，如何降低ＮＯｘ生成的实质性措施很少，绝然不同的是，当前国际著名锅炉制造商的设计思路是在可以接受的ＮＯｘ排放条件下如何组织最佳燃烧，其燃
首先，氧分子在火焰中较早地游离出来，形成超当量数量的氧原子（１）式。这些氧原子优先被
Ｔ＞１５４０℃・（２）
Ｔ＞８２０℃
（３）
烧器结构布置形式、配风方式及炉膛容积热负荷和燃烧器区域热负荷都有较大变化。
台山发电厂工程在２０００年上半年已经完成了２×６６０ＭＷ超临界进口机组的国际招标工作，在评
碳吸收掉，但在局部温度超过１５４０＇：＇Ｃ的地方，这些氧原子有足够的能量通过（２）式分离很稳定的氮一氮结合键。当出现这种情况时，便生成了ＮＯ，同时释放出一个氮原子。然后，释放出的氮原予
按（３）式与氧进一步反应，生成更多的ＮＯ，整个
标谈判过程中，我们发现各厂商无一例外对减少Ｈ魄排放给予了足够的重视，并各自采用了许多独特的新技术和措施。现就此作一简单介绍、分析和
探讨。
键锁反应持续到温度低至不再有任何自由基产生
为止。
由以上分析可知，热力ＮＯｘ产生需同时具各
万方数据
５４
漱江电由
２００１年第２期
两个条件：温度和氧浓度。热力ＮＯｘ的生成量与
反应区温度、氧浓度成正比，也与燃烧产物在火焰
区的停留时间有关。在燃烧过程中如果能使温度和氧浓度不同时存在，就能达到遏止热力ＮＯｘ生成的目的。
２．２燃料型ＮＯｘ
燃料型ＮＯｘ是燃料中作为其它化学成分而存在的氮在燃烧过程中生成的。目前普遍认可的生成
机理是：燃料中的氮主要以吡啶（Ｇ地Ｎ）和喹啉
（Ｇ１ｔ７Ｎ）等形式存在与芳香族结构之中，在燃料热解过程中，这些有机成分还原为氢氰酸（ＨＣＮ），氨
（ＮＨ３）等中间产物，之后与空气中的氧反应生成
ＮＯｘ。研究表明，燃料氮生成ＮＯｘ有以下特点：
（１）燃料氮的转换率随燃料中含氮量的降低而
增加，但燃料型ＮＯｘ的排放量则随含氮量的增加而增加。
（２）燃料氮的转换率随燃烧器区域氧浓度的降
低而降低。
（３）燃料氮的转换率对炉膛的敏感性相对较
小。
（４）当混合不良时，燃料氮的转换率降低。综上所见，抑制ＮＯｘ生成的基本原则是降低火陷温度，控制燃烧火焰中心区域助燃空气的数
量，缩短燃烧产物在高温火焰区的停留时间。
３低ＮＯｘ燃烧技术及分析
３．１
德国ＥｖＴ公司低ＮＯｘ燃烧技术
ＥｖＴ公司提供的是塔式炉，采用四角切圆燃
烧，２４只多喷口燃烧器分６层布置在炉膛四角。
一台磨煤机供一层燃烧器，三层燃烧器形成一组，共分上下两组。上燃烧器组疆部有两个过燃风喷嘴
（组合型过燃风），离上燃烧器组正上方几米处还有
四个过燃风喷嘴（分离型过燃风）。每个角的燃烧器布置如图ｌ所示。煤粉喷嘴、二次风喷嘴、过燃风喷嘴均可以倾斜，以便调整炉膛火球旋涡获得最好的性能，保证着火稳燃、充分混合燃烧、防止结渣及降低ＮＯｘ生成量。煤粉、二次风和过燃风的射流方向如图２所示。
减少ＮＯｘ产生的原理：二次风分级送人炉
膛，形成燃烧器缺氧区、过燃风燃烧区，ＮＯｘ生成量随燃烧器区域缺氧燃烧程度增加而显得越来越
万
方数据分离型过燃ｍ
纽台型过燃风
第６Ｐｃ磨（淡）第６Ｐｃ磨（浓）第５ＰＣ摩（淡）第５ＰＣ磨（浓）第４Ｐｃ磨（浓）第４Ｐｃ磨（淡】
顶郭偏转风’＿二次风二二次风，燃油第３ＰＣ磨（淡）二次风
第３Ｐｃ磨（浓】一
第２ＰＣ磨（淡】
＝次风，燃油
第２Ｐ．Ｃ磨（浓）
二次风
第１ＰＣ磨（浓】
低部偏转风
第１ＰＣ扁（淡）
图１
ＥⅥ锅炉一个角的燃烧器布置
图２
ＥＶＴ锅炉煤粉、二次风和过燃风的射流方向
小。措施是设置过燃风，减少进入煤粉燃烧器的空气。一方面降低燃烧器附近火焰中心的燃烧
率，相对降低了火焰中心温度，况且缺氧燃烧区，火焰温度即使较高，但因火焰中还有大量设有燃烧
的燃料和不完全燃烧产物，由于氮和氧反应活化能比碳和氧反应活化能高，因而空气中的氮气经氧化
２００１年第２期
舷江电力
５５
反应生成Ｎ０ｃ的量一定很少；过燃风燃烧区氧量虽氮中间产物而大部分转化为氮气Ｎ２。减少燃料Ｎｏ】ｃ的生成原理如图３所示。因此整个燃烧过程中
然有过剩，但由于炉内冷却作用，烟气温度已经降低。总之，减少了热力Ｎ０ｘ的生成。另一方面形成
了缺氧燃烧区域，在此还原性气氛下，燃料氮经由
ＮＯｘ－的生成得以有效控制。ＥｖＴ公司经验表明，缺氧区燃烧的最佳空气系数为０
８—０．９。
图３
ＥＷ锅炉减少燃料ＮＯｘ生成的原理
温。
３．２
然而在缺氧燃烧运行时燃用烟煤，有使炉膛壁面处于因腐蚀而损毁的危险，因为烟煤中明显地含有较高的氯化物成分，况且结渣的可能性较大。因此ＥＶＴ切向燃烧系统低ＮＯｘ燃烧概念的基础是两种独立效应的综合：其一是为使ＮＯｘ生成量减少
巴布科克日立公司（ＢＨＫ）低ＮＯｘ燃烧技
锅炉采用对冲燃烧方式，将２４只高效低ＮＯｘ
术
双旋流凋风的燃烧器分三层布置在前后墙上，这种燃烧器就是ＮＯｘ在火焰中还原的ＨＴ—ＮＲ燃烧
的空气轴向分布，其二是为保护炉膛壁面不被腐蚀
的空气径向分布（偏转风）。如图２、图４所示。
器。结构简图如图５所示。它兼有两方面的优
点：着火迅速。高温燃烧，在不降低燃烧效率的同时，又达到了减少ＮＯｘ产生的目的。
煤粉浓缩器
雪雪雪
圜庞庞
燃烧室横娥ｌ＾ｊ
ＥｌＩ羽过轼区西豳欠氧区
圜４
州Ｔ锅炉低Ｎ０ｘ燃饶配风原理
图５ＢＩＩＫ公司ＨＴ—ＮＲ燃烧器结构简罔
分离型过燃风的设置是以求在缺氧燃烧区域有
较长的滞留时问，以达到降低ＮＯｘ和完全燃烧的双重目的。
除建立缺氧燃烧区外，在燃烧器区域煤的快速
ＨＴ—ＮＲ燃烧器主要包括有火焰稳定环、煤粉
浓缩器、外周空气导管、高性能调风器等部分。
（１）火焰稳定环（稳燃环ｊ：在给煤粉管（煤粉喷嘴）的前端装有陶瓷制的齿形环状火焰稳定环，该火焰稳定环的内侧有一次空气旋流，通过利用该环，可使煤粉颗粒急速着火。
分解也很重要。它将加速挥发份氮的化合物的释
放，因此要求煤粉达到一定的细度和较高一次风
万方数据
濂江电力
２００１年第２期
（２）煤粉浓缩器：使用煤粉浓缩器，使煤粉有
一个向外侧四周方向的速度动量，提高火焰稳定环附近的煤粉浓度，提高燃烧效率。
（３）外周空气导管：使用外周空气导管，控制最外周的三次风的混合，加强火焰内脱硝（减少ＮＯｘ）的效果。
（４）高性能调风器二产生空气旋流，促进火焰外周三次风和内部高温还原火焰问的混合，最大限
度地防止降低燃烧效率。
减少ＮＯｘ的原理是在燃料富余的火焰中，将高温燃烧所产生的ＮＯｘ分解还原成Ｍ。具体来说，经浓缩了的煤粉气流进入炉膛后，迅速着火，
在燃烧器中心区保持燃料富余并维持其高温，它能够在不降低燃烧效率的同时在燃烧火焰的后期将初级燃烧火焰中产生的ＮＯｘ分解，最大限度地降低
燃烧产物中ＮＯｘ的生成。
此外，在煤粉燃烧器的上部布置了一层燃烬风喷口（ＡＡＰ），应用分级燃烧降低炉膛ＮＯｘ生成的概
念，将部分二次风在离开燃烧器上方适当距离送入。这样，就在ＡＡＰ下方主燃烧器形成低氧量甚至微还原气氛，抑制ＮＯｘ的生成。
３．３
美国Ｆｗ公司低ＮＯｘ燃烧技术
阿公司采用前后墙对冲燃烧，３０只燃烧器分
三层布置在前后墙上，每一层前后墙各５只。燃烧器采用风量控制／分割火焰型低ＮＯｘ燃烧器。燃烧器由分割火焰型煤粉喷嘴、内二次风调节风门、外二次风调节风门和带活套简孔板罩等组成。降低ＮＯｘ排放量的措施主要有：
（Ｉ）煤粉被分割成四股浓缩的射流，每一股形成独立的火焰。一个大火焰分成几个小火焰，由于
小火焰散热表面大，火焰温度降低，使热力ＮＯ＇ｘ留时间，对热力ＮＯｘ和燃料ＮＯｘ都有明显的抑制
下燃烧．挥发份中含有较高比例的燃料固定氮，在还原性气氛下燃烧，固定氮更多的转化成Ｍ，而【２）改变活动套筒的轴向位置即可控制进入燃风调节风门叶片的径向角度，一方面改变进入内二
次风调节风门的比例，另一方面改变直接进入炉膛
万
方数据的风量。二次风通过内、外调节风门分成两部分与煤粉充分混合，在整个火焰行程中将煤粉燃
烬，并使ＮＯｘ产生最少。减少ＮＯｘ的原理是：减
少最靠近燃料的内环区内的紊流．把大部分的空气引到外环区，用这种方法，在靠近燃烧器喷口内燃料所得的氧气是有限的，形成一种欠氧还原性气氛，并使得火焰温度较低，从而减少了ＮＯｘ的产生。４
结论
Ｃ１）６００ＭＷ级燃煤锅炉不管是对冲旋流燃烧
还是四角切圆燃烧方式，其低ＮＯｘ燃烧技术主要是基于燃料ＮＯｘ和热力ＮＯｘ的生成机理及控制原
（２）燃烧器区域的缺氧燃烧虽然减少了ＮＯｘ的
（３）锅炉ＮＯｘ排放量随人炉总风量的增加而增的煤种和燃烧器的布置形式。对于烟煤锅炉，适
（４）减少ＮＯｘ生成量的关键是合理分配空气及则。采用分级送风形成缺氧区和富氧区，并使温度和氧浓度不同时存在；降低炉温ｉ避免局部高
温和加速煤粉分解等措施。具体通过改造燃烧器形式，合理调整和匹配～、二次风过燃风和磨制更细的煤粉等方法来实现。当前国际著名锅炉制造商均能通过上述方法有效地控制ＮＯｘ排放量。例如Ｅ、丌锅炉燃用烟煤时，ＮＯｘ排放量可以控制在２００～４００ｍｇ／Ｎｍ３（干一６％嘎）水平。
生成，但是也带来了还原性气氛下炉壁易被腐蚀
及易结焦等负面影响，各制造商分别采取了设置周界风，墙壁屏幕风和偏转二次风等方法，保持贴近炉膛壁面为富氧区，以达到保护水冷壁和防结焦的目的。
加，合理减少人炉总风量可降低ＮＯｘ的排放量。在减少人炉总风量的过程中，应考虑锅炉所燃用下降；火焰小，缩短了氮、氧等气体在火焰中的停作用。此外，煤粉中的挥发份析出后在还原性气氛减少了燃料ＮＯｘ的形成。
烧器的风量，但活动套筒不作全程漏节，仅由逻辑设定三个位置（关闭、点火和开足）。改变内二次风调节风门叶片的径向角度，可控制喷嘴喉部的旋流强度和氧气浓度，改变着火点的远近。改变，１－－－－次当减少人炉总风量，既有利于降低ＮＯｘ排放量，
又有利于提高锅炉效率。目前，国际著名锅炉厂商燃煤锅炉设计总过量空气系数一般取１．１５一
１．２０。
控制炉温，稍有不当就会影响燃烧的着火与稳定，使烟尘浓度和不完全燃烧物增加。燃烧系统
设计固然是根本和重要的，但是制造、安装、调
试和运行各个环节也非常重要。
收稿日期：２０００—１１—２０
作者简介：黄思林（１９６８一）．另。湖南平扛人，工程师，硕士．主妻从事韬妒技术专业工作。
600MW燃煤锅炉低NOx的燃烧技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄思林， 谭玲， HUANG Si-ling， TANG Ling台山发电厂，广东 台山 529200浙江电力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER2001,20(2)
2001(2)
引用本文格式：黄思林.谭玲.HUANG Si-ling.TANG Ling 600MW燃煤锅炉低NOx的燃烧技术[期刊论文]-浙江电力
６００
ＭＷ燃煤锅炉低ＮＯｘ的燃烧技术
ｏｎ
ＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
６００
ＤｅｃｒｅａｓｉｎｇＮＯｘｆｏｒ
ＭＷ
ＣｏａｌＦｉｒｅｄＢｏｆｆｅｒ
黄思林，谭玲
‘台山发电厂，广东台山
５２９２９０）
摘要：阐述了燃煤锅炉ＮＯｘ的生成机理及控制原则，介绍几家国际著名锅炉制造厂应用于６００ＭＷ级锅炉上的低ＮＯｘ燃烧技术，并进行分析探讨。对于国内新建大型燃煤锅炉有效控制ＮＯｘ生成量或者改造已投运锅炉以期减少Ｎ嘎排放，均有一定的参考价值。
关键词：锅炉；燃烧；低ＮＯｘ中图分类号：ＴＫ２２７
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００７—１８８１（２００１）０２—００５３—０４
１
前言
氮氧化物（ＮＯｘ）是一种危害人体硅康，破坏大
２
ＮＯｘ生成机理及控制原则
燃烧用空气中的飓以三键氮形式存在，煤中
气环境的污染物。它是煤中含氮化舍物和空气中的
氮气在高温燃烧过程中生成的。６００ＭＷ等级大型
的有机氮则以碳氮三键和单键的形式存在。由于氮的键能不同，以及与氮进行反应的介质成分不同，因而ＮＯｘ的生成机理有三种，分别被称为热
ＮＯｘ、燃料ＮＯｘ和快速ＮＯｘ。在煤粉锅炉燃烧中快
锅炉因其炉膛截面热负荷增加，炉内温度水平高，
燃煤消耗量大，使ＮＯｘ浓度及ＮＯｘ排放量均增
加，因此必须对大型锅炉ＮＯｘ排放量加以控制。
国家环保局于１９９６年颁布的《燃煤电厂大气
污染排放标准》ＧＢ１３２２３—９６明确规定：３００ＭＷ及以上机组固态排渣煤粉炉燃烧产物中ＮＯｘ排放浓度不得超过６５０ｍｇ／Ｎｍ３，新建的燃煤电厂锅炉
速ＮＯｘ的数量极少，可略去不计。２．１热力ＮＯｘ
热力ＮＯｘ，即燃烧用空气中的Ｎ２在高温下氧
化而生成，其主要反应式如下：
０：寺牛ｏ：＋ＯＭ＋０毒等ＮＯ＋ＮＮ＋如寺争ＮＯ＋０
“）
设计必须严格满足该标准要求。但是，目前从国内几大锅炉厂及近几个工程锅炉招投标过程中了解到，不论业主方还是制造厂多数关心的是在设计煤
和校核煤条件下锅炉稳燃、防结焦和高效率，如何降低ＮＯｘ生成的实质性措施很少，绝然不同的是，当前国际著名锅炉制造商的设计思路是在可以接受的ＮＯｘ排放条件下如何组织最佳燃烧，其燃
首先，氧分子在火焰中较早地游离出来，形成超当量数量的氧原子（１）式。这些氧原子优先被
Ｔ＞１５４０℃・（２）
Ｔ＞８２０℃
（３）
烧器结构布置形式、配风方式及炉膛容积热负荷和燃烧器区域热负荷都有较大变化。
台山发电厂工程在２０００年上半年已经完成了２×６６０ＭＷ超临界进口机组的国际招标工作，在评
碳吸收掉，但在局部温度超过１５４０＇：＇Ｃ的地方，这些氧原子有足够的能量通过（２）式分离很稳定的氮一氮结合键。当出现这种情况时，便生成了ＮＯ，同时释放出一个氮原子。然后，释放出的氮原予
按（３）式与氧进一步反应，生成更多的ＮＯ，整个
标谈判过程中，我们发现各厂商无一例外对减少Ｈ魄排放给予了足够的重视，并各自采用了许多独特的新技术和措施。现就此作一简单介绍、分析和
探讨。
键锁反应持续到温度低至不再有任何自由基产生
为止。
由以上分析可知，热力ＮＯｘ产生需同时具各
万方数据
５４
漱江电由
２００１年第２期
两个条件：温度和氧浓度。热力ＮＯｘ的生成量与
反应区温度、氧浓度成正比，也与燃烧产物在火焰
区的停留时间有关。在燃烧过程中如果能使温度和氧浓度不同时存在，就能达到遏止热力ＮＯｘ生成的目的。
２．２燃料型ＮＯｘ
燃料型ＮＯｘ是燃料中作为其它化学成分而存在的氮在燃烧过程中生成的。目前普遍认可的生成
机理是：燃料中的氮主要以吡啶（Ｇ地Ｎ）和喹啉
（Ｇ１ｔ７Ｎ）等形式存在与芳香族结构之中，在燃料热解过程中，这些有机成分还原为氢氰酸（ＨＣＮ），氨
（ＮＨ３）等中间产物，之后与空气中的氧反应生成
ＮＯｘ。研究表明，燃料氮生成ＮＯｘ有以下特点：
（１）燃料氮的转换率随燃料中含氮量的降低而
增加，但燃料型ＮＯｘ的排放量则随含氮量的增加而增加。
（２）燃料氮的转换率随燃烧器区域氧浓度的降
低而降低。
（３）燃料氮的转换率对炉膛的敏感性相对较
小。
（４）当混合不良时，燃料氮的转换率降低。综上所见，抑制ＮＯｘ生成的基本原则是降低火陷温度，控制燃烧火焰中心区域助燃空气的数
量，缩短燃烧产物在高温火焰区的停留时间。
３低ＮＯｘ燃烧技术及分析
３．１
德国ＥｖＴ公司低ＮＯｘ燃烧技术
ＥｖＴ公司提供的是塔式炉，采用四角切圆燃
烧，２４只多喷口燃烧器分６层布置在炉膛四角。
一台磨煤机供一层燃烧器，三层燃烧器形成一组，共分上下两组。上燃烧器组疆部有两个过燃风喷嘴
（组合型过燃风），离上燃烧器组正上方几米处还有
四个过燃风喷嘴（分离型过燃风）。每个角的燃烧器布置如图ｌ所示。煤粉喷嘴、二次风喷嘴、过燃风喷嘴均可以倾斜，以便调整炉膛火球旋涡获得最好的性能，保证着火稳燃、充分混合燃烧、防止结渣及降低ＮＯｘ生成量。煤粉、二次风和过燃风的射流方向如图２所示。
减少ＮＯｘ产生的原理：二次风分级送人炉
膛，形成燃烧器缺氧区、过燃风燃烧区，ＮＯｘ生成量随燃烧器区域缺氧燃烧程度增加而显得越来越
万
方数据分离型过燃ｍ
纽台型过燃风
第６Ｐｃ磨（淡）第６Ｐｃ磨（浓）第５ＰＣ摩（淡）第５ＰＣ磨（浓）第４Ｐｃ磨（浓）第４Ｐｃ磨（淡】
顶郭偏转风’＿二次风二二次风，燃油第３ＰＣ磨（淡）二次风
第３Ｐｃ磨（浓】一
第２ＰＣ磨（淡】
＝次风，燃油
第２Ｐ．Ｃ磨（浓）
二次风
第１ＰＣ磨（浓】
低部偏转风
第１ＰＣ扁（淡）
图１
ＥⅥ锅炉一个角的燃烧器布置
图２
ＥＶＴ锅炉煤粉、二次风和过燃风的射流方向
小。措施是设置过燃风，减少进入煤粉燃烧器的空气。一方面降低燃烧器附近火焰中心的燃烧
率，相对降低了火焰中心温度，况且缺氧燃烧区，火焰温度即使较高，但因火焰中还有大量设有燃烧
的燃料和不完全燃烧产物，由于氮和氧反应活化能比碳和氧反应活化能高，因而空气中的氮气经氧化
２００１年第２期
舷江电力
５５
反应生成Ｎ０ｃ的量一定很少；过燃风燃烧区氧量虽氮中间产物而大部分转化为氮气Ｎ２。减少燃料Ｎｏ】ｃ的生成原理如图３所示。因此整个燃烧过程中
然有过剩，但由于炉内冷却作用，烟气温度已经降低。总之，减少了热力Ｎ０ｘ的生成。另一方面形成
了缺氧燃烧区域，在此还原性气氛下，燃料氮经由
ＮＯｘ－的生成得以有效控制。ＥｖＴ公司经验表明，缺氧区燃烧的最佳空气系数为０
８—０．９。
图３
ＥＷ锅炉减少燃料ＮＯｘ生成的原理
温。
３．２
然而在缺氧燃烧运行时燃用烟煤，有使炉膛壁面处于因腐蚀而损毁的危险，因为烟煤中明显地含有较高的氯化物成分，况且结渣的可能性较大。因此ＥＶＴ切向燃烧系统低ＮＯｘ燃烧概念的基础是两种独立效应的综合：其一是为使ＮＯｘ生成量减少
巴布科克日立公司（ＢＨＫ）低ＮＯｘ燃烧技
锅炉采用对冲燃烧方式，将２４只高效低ＮＯｘ
术
双旋流凋风的燃烧器分三层布置在前后墙上，这种燃烧器就是ＮＯｘ在火焰中还原的ＨＴ—ＮＲ燃烧
的空气轴向分布，其二是为保护炉膛壁面不被腐蚀
的空气径向分布（偏转风）。如图２、图４所示。
器。结构简图如图５所示。它兼有两方面的优
点：着火迅速。高温燃烧，在不降低燃烧效率的同时，又达到了减少ＮＯｘ产生的目的。
煤粉浓缩器
雪雪雪
圜庞庞
燃烧室横娥ｌ＾ｊ
ＥｌＩ羽过轼区西豳欠氧区
圜４
州Ｔ锅炉低Ｎ０ｘ燃饶配风原理
图５ＢＩＩＫ公司ＨＴ—ＮＲ燃烧器结构简罔
分离型过燃风的设置是以求在缺氧燃烧区域有
较长的滞留时问，以达到降低ＮＯｘ和完全燃烧的双重目的。
除建立缺氧燃烧区外，在燃烧器区域煤的快速
ＨＴ—ＮＲ燃烧器主要包括有火焰稳定环、煤粉
浓缩器、外周空气导管、高性能调风器等部分。
（１）火焰稳定环（稳燃环ｊ：在给煤粉管（煤粉喷嘴）的前端装有陶瓷制的齿形环状火焰稳定环，该火焰稳定环的内侧有一次空气旋流，通过利用该环，可使煤粉颗粒急速着火。
分解也很重要。它将加速挥发份氮的化合物的释
放，因此要求煤粉达到一定的细度和较高一次风
万方数据
濂江电力
２００１年第２期
（２）煤粉浓缩器：使用煤粉浓缩器，使煤粉有
一个向外侧四周方向的速度动量，提高火焰稳定环附近的煤粉浓度，提高燃烧效率。
（３）外周空气导管：使用外周空气导管，控制最外周的三次风的混合，加强火焰内脱硝（减少ＮＯｘ）的效果。
（４）高性能调风器二产生空气旋流，促进火焰外周三次风和内部高温还原火焰问的混合，最大限
度地防止降低燃烧效率。
减少ＮＯｘ的原理是在燃料富余的火焰中，将高温燃烧所产生的ＮＯｘ分解还原成Ｍ。具体来说，经浓缩了的煤粉气流进入炉膛后，迅速着火，
在燃烧器中心区保持燃料富余并维持其高温，它能够在不降低燃烧效率的同时在燃烧火焰的后期将初级燃烧火焰中产生的ＮＯｘ分解，最大限度地降低
燃烧产物中ＮＯｘ的生成。
此外，在煤粉燃烧器的上部布置了一层燃烬风喷口（ＡＡＰ），应用分级燃烧降低炉膛ＮＯｘ生成的概
念，将部分二次风在离开燃烧器上方适当距离送入。这样，就在ＡＡＰ下方主燃烧器形成低氧量甚至微还原气氛，抑制ＮＯｘ的生成。
３．３
美国Ｆｗ公司低ＮＯｘ燃烧技术
阿公司采用前后墙对冲燃烧，３０只燃烧器分
三层布置在前后墙上，每一层前后墙各５只。燃烧器采用风量控制／分割火焰型低ＮＯｘ燃烧器。燃烧器由分割火焰型煤粉喷嘴、内二次风调节风门、外二次风调节风门和带活套简孔板罩等组成。降低ＮＯｘ排放量的措施主要有：
（Ｉ）煤粉被分割成四股浓缩的射流，每一股形成独立的火焰。一个大火焰分成几个小火焰，由于
小火焰散热表面大，火焰温度降低，使热力ＮＯ＇ｘ留时间，对热力ＮＯｘ和燃料ＮＯｘ都有明显的抑制
下燃烧．挥发份中含有较高比例的燃料固定氮，在还原性气氛下燃烧，固定氮更多的转化成Ｍ，而【２）改变活动套筒的轴向位置即可控制进入燃风调节风门叶片的径向角度，一方面改变进入内二
次风调节风门的比例，另一方面改变直接进入炉膛
万
方数据的风量。二次风通过内、外调节风门分成两部分与煤粉充分混合，在整个火焰行程中将煤粉燃
烬，并使ＮＯｘ产生最少。减少ＮＯｘ的原理是：减
少最靠近燃料的内环区内的紊流．把大部分的空气引到外环区，用这种方法，在靠近燃烧器喷口内燃料所得的氧气是有限的，形成一种欠氧还原性气氛，并使得火焰温度较低，从而减少了ＮＯｘ的产生。４
结论
Ｃ１）６００ＭＷ级燃煤锅炉不管是对冲旋流燃烧
还是四角切圆燃烧方式，其低ＮＯｘ燃烧技术主要是基于燃料ＮＯｘ和热力ＮＯｘ的生成机理及控制原
（２）燃烧器区域的缺氧燃烧虽然减少了ＮＯｘ的
（３）锅炉ＮＯｘ排放量随人炉总风量的增加而增的煤种和燃烧器的布置形式。对于烟煤锅炉，适
（４）减少ＮＯｘ生成量的关键是合理分配空气及则。采用分级送风形成缺氧区和富氧区，并使温度和氧浓度不同时存在；降低炉温ｉ避免局部高
温和加速煤粉分解等措施。具体通过改造燃烧器形式，合理调整和匹配～、二次风过燃风和磨制更细的煤粉等方法来实现。当前国际著名锅炉制造商均能通过上述方法有效地控制ＮＯｘ排放量。例如Ｅ、丌锅炉燃用烟煤时，ＮＯｘ排放量可以控制在２００～４００ｍｇ／Ｎｍ３（干一６％嘎）水平。
生成，但是也带来了还原性气氛下炉壁易被腐蚀
及易结焦等负面影响，各制造商分别采取了设置周界风，墙壁屏幕风和偏转二次风等方法，保持贴近炉膛壁面为富氧区，以达到保护水冷壁和防结焦的目的。
加，合理减少人炉总风量可降低ＮＯｘ的排放量。在减少人炉总风量的过程中，应考虑锅炉所燃用下降；火焰小，缩短了氮、氧等气体在火焰中的停作用。此外，煤粉中的挥发份析出后在还原性气氛减少了燃料ＮＯｘ的形成。
烧器的风量，但活动套筒不作全程漏节，仅由逻辑设定三个位置（关闭、点火和开足）。改变内二次风调节风门叶片的径向角度，可控制喷嘴喉部的旋流强度和氧气浓度，改变着火点的远近。改变，１－－－－次当减少人炉总风量，既有利于降低ＮＯｘ排放量，
又有利于提高锅炉效率。目前，国际著名锅炉厂商燃煤锅炉设计总过量空气系数一般取１．１５一
１．２０。
控制炉温，稍有不当就会影响燃烧的着火与稳定，使烟尘浓度和不完全燃烧物增加。燃烧系统
设计固然是根本和重要的，但是制造、安装、调
试和运行各个环节也非常重要。
收稿日期：２０００—１１—２０
作者简介：黄思林（１９６８一）．另。湖南平扛人，工程师，硕士．主妻从事韬妒技术专业工作。
600MW燃煤锅炉低NOx的燃烧技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
黄思林， 谭玲， HUANG Si-ling， TANG Ling台山发电厂，广东 台山 529200浙江电力
ZHEJIANG ELECTRIC POWER2001,20(2)
2001(2)
引用本文格式：黄思林.谭玲.HUANG Si-ling.TANG Ling 600MW燃煤锅炉低NOx的燃烧技术[期刊论文]-浙江电力