氮氧化物的降低治理一直都是我们所关心的问题,现阶段主要运用的是烟气脱硝技术来解决,我们都知道氮氧化物控制一般都是在燃料的燃烧过程中和燃烧后来进行处理的。下面就来给大家详细地介绍一下:控制氮氧化物的具体措施有哪些?中低负荷下氮氧化物怎么控制? 锅炉烟气氮氧化物主要从四个方面进行控制,下面就详细介绍一下控制办法。(仅供参考,实际已运行参数为准) 中、低负荷下氮氧化物的生成分析 脱硝设备在不同负荷的运行工况下,炉膛出口氮氧化物浓度、烟筒出口氮氧化物浓度、氨投入量的相关数据。在此可以发现,在SCR出口NOx浓度一致的情况下,机组在中低负荷运行时省煤器出口的氮氧化物浓度较高,要求投入的氨也逐步提高;机组满负荷运行时氮氧化物的生成明显降低,需要投入的氨量也有所降低。由此可以得出结论,边际负荷喷氨量隨着负荷的降低而逐渐增加。 中、低负荷下脱硝超低排放调整措施 1、制粉系统的运行组合优化 不同的制粉系统运行组合方式直接影响氮氧化物的生成,尤其在中、低负荷下这一情况更为明显。由于各层燃烧器供给的煤粉减少、浓度降低,这将导致煤量和空气的混合程度增大,造成富氧燃烧,将引起NOx的产生。当机组负荷稳定在400MW,保持中下层三台磨煤机运行,各项参数均处在稳定状态,随后开启一台上层磨煤机,脱硝入口NOx参数立即快速上升并保持在高值。 由此可知,在中低负荷时具备停磨条件的工况下,及时停运上层磨对降低脱硝入口NOx有明显作用。在保证机组运行安全和燃料量供给正常、单台磨煤机运行参数不超限的范围内,应尽量减少中上层磨煤机的运行数量和运行出力,下调中、低层的二次风量。 除此之外,已经停运的制粉系统应尽快关闭其所有风门挡板,防止由于制粉系统未及时停运而带来的多余风量,造成入口NOx激增的情况。应确保主、再热气温、气压正常和磨煤机的正常运转前提下,视情况下调工作磨煤机入口的一次风的风压和风量、风温,适时提前加大喷氨量。 另外应降低空气分级程度,降低炉内风与粉的混合速度、降低燃烧初期氧浓度,采用各类手段、方式抑制氮氧化物的形成。根据不同的煤种的化学特性,采用调整动态分离器等手段控制煤粉细度,力争在燃烧前期燃煤能够快速分散、挥发和消耗大量氧份。调整操作时应注意堵磨、跳磨、过热面超温、尾部烟道烟温过高的等安全问题。 2、控制炉膛过剩空气系数 炉膛过量空气系数与炉膛的氧量息息相关,当炉膛氧量升高时,脱硝入口的氮氧化物生成量将大幅升高。在机组高负荷运行时,由于风机出力、空预器堵塞等情况造成氧量偏低,若进一步减少风量的很容易引起锅炉不完全燃烧损失,甚至导致负荷限高。在中低负荷时由于炉膛氧量普遍较高,此时SCR入口NOx含量会大大升高。因此尽可能的下调炉膛氧量,有利于NOx的减少。 但是,氧量不能无限制的减少,操作时应顾及锅炉、汽机等各项主参数稳定,防止炉膛灭火、风机喘振等问题出现,同时应保留一定的调节裕度。通过大量数据可以证实,针对与相同负荷下炉膛过量空气系数对脱硝的作用情况,在中低负荷下炉膛出口氧量每下降1%可以调节19%氮氧化物的生成。 3、其他策略 1,中低负荷下应严格执行规定的吹灰频率和次数,避免结焦积灰,保持受热面干净整洁。如吹灰器单个或多个故障应尽快处理,避免长时间不吹造成局部积灰严重。 2,及时关注入炉煤质变化。挥发分含量较高的燃煤经过燃烧形成的氮氧化物单位含量越低。应积极开展燃煤混配工作,恰当的提高印尼煤的比重以调整氮氧化物的排放浓度。但印尼煤等高挥发性煤会引起易燃、易爆等安全故障,直接关系到制粉系统的安全稳定运行,应平衡安全性与经济性。 3,中、低负荷下脱硝系统自动调节不及时,容易造成NOx超标。而在增负荷时,由于系统二次风量加大,可能叠加一台制粉系统的风量,造成过量空气系数变大引起超标。因此必要时应手动操作喷氨量进行干预,从而保证烟囱出口的氮氧化物含量不超标。 4,在机组减负荷时,为防止NOx超标。应避免将送风机打到手动模式,在再热气温可控的前提下,减少二次风量以降低过量空气系数,同时保持燃尽风门开度。 机组锅炉以及其配套的SCR脱硝处理装置在中、低不同负荷下氮氧化物的生成情况进行了研究,对各种要素对氮氧化物的影响开展了分析并提出了应对方法,得出了以下结论: 1,通过合理运行的调节,在中、低负荷机组脱硝进、出口NOx含量、喷氨量等能够得到有效控制。 2,锅炉调整在控制NOx同时可能造成其他参数如稳定燃烧、燃烧效率、排烟温度、煤耗等经济性指标恶化,运行中应综合考虑所有因素,应尽量寻找平衡点,避免顾此失彼,以达到最佳效果。 由于实际工况条件的限制,并未做更大幅度的相关试验。但根据观察,只要运行人员及时干预,进行针对性调整,那么可在中低负荷工况以及变负荷工况下,控制好NOx的排放值在规定要求内。 氮氧化物的的危害有哪些? 1、NO能使人中枢神经麻痹并导致死亡,NO2会造成哮喘和肺气肿,破坏人的心、肺,肝、肾及造血组织的功能丧失,其毒性比NO更强。无论是NO、NO2或N2O,在空气中的最高允许浓度为5mg/m3(以NO2计)。 2、NOx与SO2一样,在大气中会通过干沉降和湿沉降两种方式降落到地面,最终的归宿是硝酸盐或是硝酸。硝酸型酸雨的危害程度比硫酸型酸雨的更强,因为它在对水体的酸化、对土壤的淋溶贫化、对农作物和森林的灼伤毁坏、对建筑物和文物的腐蚀损伤等方面丝毫不不逊于硫酸型酸雨。 所不同的是,它给土壤带来一定的有益氮分,但这种“利”远小于“弊”,因为它可能带来地表水富营养化,并对水生和陆地的生态系统造成破坏。 3、大气中的NOx有一部分进入同温层对臭氧层造成破坏,使臭氧层减薄甚至形成空洞,对人类生活带来不利影响;同对NOx中的N2O也是引起全球气候变暖的因素之一,虽然其数量极少,但其温室效应的能力是CO2的200-300倍。 影响NOx生成的主要因素有哪些? 答:锅炉烟气中的NOx主要来自燃料中的氮,从总体上看燃料氮含量越高,则NOx的排放量也就越大。此外还有很多因素都会影响锅炉烟气中的NOx含量的多少,有燃料种类的影响,有运行条件的影响,也有锅炉负荷的影响。 1、锅炉燃料特性影响煤挥发成分中的各种元素比会影响燃烧过程中的NOx生成量,煤中氧/氮(O/N)比值越大,NOx排放量越高;即使在相同O/N比值条件下,转化率还与过量空气系数有关,过量空气系数大,转化率高,使NOx排放量增加。此外,煤中硫/氮(S/N)比值也会影响到SO2和NOx的排放水平,S和N氧化时会相互竞争,因此,在锅炉烟气中随SO2排放量的升高,NOx排放量会相应降低。 2、锅炉过量空气系数影响 当空气不分级进入炉膛时,降低过量空气系数,在一定程度上会起到限制反应区内氧浓度的止的,因而对NOx的生成有明显的控制作用,采用这种方法可使NOx的生成量降低15%-20%。但是CO随之增加,燃烧效率下降。当空气分级进入时,可有效降低NOx排放量,随着一次风量减少,二次风量增,N被氧人的速度降低,NOx的排放量也相应下降。 3、锅炉燃烧温度影响 燃烧温度对NOx排放量的影响已取得共识,即随着炉内燃烧温度的提高,NOx排放量上升。 4、锅炉负荷率影响 通常情况下,增大负荷率,增加给煤量,燃烧室及尾部受热面处的烟温随之增高,挥发分N生成的NOx随之增加。 控制NOx的措施有那些? 有关NOx的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手,即燃烧前、燃烧中和燃烧后。当前,燃烧前脱硝的研究很少,几乎所有的研究都集中在燃烧中和燃烧后的NOx控制。所以在国际上把燃烧中NOx的所有控制措施统称为一次措施,把燃烧后的NOx控制措施称为二次措施,又称为烟气脱硝技术。 目前普遍采用的燃烧中NOx控制技术即为低NOx燃烧技术,主要有低NOx燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术以(SNCR)及SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。 1、锅炉点火前24小时,投入顶部大梁及电晕瓷轴箱等加热装置,锅炉点火前12小时,投入灰斗加热装置,锅炉点火前8小时,启动输灰系统,检查输灰系统是否正常,有缺陷及时消除,锅炉点火前2小时,启动振打装置,确认转动方向正确,工作情况良好,振打方式采用矩阵模式 2、风机启动前投入静电除尘器运行,控制电除尘电场二次电压在35KV以内,风机启动后及时联系脱硫运行,视情况投入湿式除尘器运行,防止烟道内积灰造成环保烟尘越限,锅炉吹扫完毕后,投油点火前退出电除尘电场运行。 3、锅炉点火后保证炉膛氧量大于19%运行,随着油枪数量增加,可适当增加锅炉总风量,提高炉膛氧量,使环保上传烟尘不参与折算,减少烟尘越限时间,观察炉膛温度、锅炉负压及火检变化情况,确保锅炉稳定燃烧(氧量大于19%,烟尘为实测值。氧量小于19%,烟尘为折算值)。 4、风量提升应维持至第一套制粉启动,当磨煤机降磨辊后投入电除尘一电场,控制二次电压≯35kV,学习锅炉知识,请关注微信公众号锅炉圈!此时应注意锅炉氧量的变化,如氧量降至19%以下,应及时缩小锅炉总风量,控制在约450t/h左右,降低炉膛氧量,从而降低烟尘折算数据。 5、当锅炉总风量降至450t/h后,无法继续通过调整风量降低炉膛氧量,此时可随着锅炉升温升压速率,尽快增加给煤量,从而降低炉膛氧量。 6、随着锅炉总煤量的增加,视烟尘情况投入电除尘二电场运行,控制电除尘电场二次电压在35KV以内,保证烟尘达标排放。 7、NOx的稳定运行达标判定标准为机组启动后负荷达到165MW后及机组并网运行4小时后。根据公司规定,机组并网时间控制在整点后一刻钟内,同时控制机组出力达到165MW时间在整点后半小时左右,从而减少环保参数小时均值越限次数,保证氮氧化物日均值不超标。 8、当机组负荷达到165MW后,应尽快增加总煤量提升炉膛温度,提高脱硝出入口烟气温度,尽量在40分钟内满足脱硝投入条件。脱硝系统准备投入前,提前联系化学人员适当提高供氨母管压力并维持稳定,通知邻机注意供氨压力变化。就地人员开启相关供氨管路手动门,并检测管道及阀门无泄漏,满足条件后第一时间开启氨气快关阀及调节门,如氨气流量及脱硝出口氮氧化物无明显变化,及时开启脱硝旁路手动门,确保氮氧化物尽快达标。 9、从脱硝投入到氮氧化物达标排放大约需要30分钟左右的时间,同时为达到氮氧化物快速达标的要求,氨气流量相对较大操作人员应注意氨逃逸的变化禁止氨逃逸超过3ppm。 降低氮氧化物的通用措施: 1、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOx含量较多,快速型NOx极少。 燃料型NOx是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成N0x,燃料中氮并非全部转变为NOx,它存在一个转换率,降低此转换率控制NOx排放总量,可采取: (1)减少燃烧的过量空气系数; 是燃烧时空气中的N2和02在高温下生成的NOx,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性; 然后是高的氧浓度,要减少热力型NOx的生成,可采取: (1)减少燃烧最高温度区域范围; (1)低过量空气燃烧: 低氧燃烧,运行中控制氧量3%左右运行。 空气分级燃烧这项技术发展成熟,被采用的也很多。这种方法的原理是,把燃烧的过程分成几个进程,第一步是控制主燃烧器中的空气流量,空气进入炉膛的时候留下四分之一左右,这个值是理论总量的五分之一左右,此时燃料的燃烧得不到充分的氧气,氮氧化物产生量自然也不多。之前剩余下来的空气在燃料不完全燃烧完成后通过主燃烧器顶端的空气输送口进入炉膛,与燃烧后的烟气混合再次燃烧,最终燃料还是完全燃烧了,可是氮氧化物因产生条件不足导致产生量减少。这种方法的优点是在成功率高,经过一次分级燃烧,氮氧化物的排放量可以减少三成,并且在降低排放物的同时还可以促进燃料的完全燃烧。 空气分级燃烧是将燃烧过程分阶段完成。第一阶段:将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总空气量的70%-80%,相当于理论空气量的80%,此时过量空气系数a<1,使燃料先在缺氧条件下燃烧,在还原性气氛中降低的nox的反应速率,抑制了在这一燃烧区中的生成量。第二阶段:为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口sofa over='' fire='' a=''>1的条件下完成全部燃烧过程。燃烧器改造后,燃尽高度为14m, 较改造前增加1. 6m,火焰中心位置有所提高,烟温,汽温升高。 (3)燃料分级燃烧: 燃料分级燃烧的原理来自于氮氧化物的化学特征,氮氧化物与烃基加上一氧化碳、氢气、碳等在一定条件下,发生反应变回氮气。根据这一特征,可以将大部分的燃料导入一级燃烧区,在充分燃烧的情况下产生氮氧化物,剩下少量的燃料导入二级燃烧区,在不充分燃烧的情况下生成上述还原能力很强的气体,然后再将这两股气体混合使其反应产生氮气。这种方法的优点是效率非常高,一次反应可以使排放量降低一半左右,并且通过反应还可以起反馈作用,抑制氮氧化物的再生。燃料分级燃烧与空气分级燃烧相比可以获得更好的的清除效果,但这是建立在更难操作的前提下,组织好燃烧过程,对于燃料分级燃烧是至关重要的。 所有一次风设计喷口为上下浓淡分离形式,中间加装较大的稳燃钝体形式,浓淡燃烧除可降低NOx外,还可对煤粉稳燃、提前着火有积极作用。同时钝体能优先增加卷吸的高温烟气量,进一步强化稳燃。在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物C0、H2、C和CnHm时,会发生NO的还原反应,重新还原为N2。 利用这一原理,将主要燃料送入第一级燃烧区,在a>1条件下,燃烧并生成N0,送入一级燃烧区的燃料称为一次燃料,其余15~20%的燃料则在主燃烧器的上部送入二级燃烧区,在a<1的条件下形成很强的还原性气氛,使得在一级燃烧区中生成的NOx在二级燃烧区(再燃区)内被还原成氮分子,送入二级燃烧区的燃料又称为二次燃料,或称再 燃燃料。在再燃区中不仅使得已生成的NOx 得到还原,还抑制了新的NOx的生成,可使NOx的排放浓度进一步降低。在采用燃料分级燃烧时,为了有效地降低NOx 排放,再燃区是关键。因此,需要研究在再燃区中影响NOx浓度值的因素。 (4)烟气再循环: |
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