摘要：本文分析了先進(jìn)的低污染煤粉燃燒技術(shù)應(yīng)該具有的多種效能，即安全可靠、不結(jié)渣、燃燒穩(wěn)定;具有低NOx燃燒性能;有利于降低SO2的排放。論證了在我國(guó)研究開(kāi)發(fā)低NOx煤粉燃燒技米和推廣應(yīng)用不需耗費(fèi)大量資金，卻可大幅度減少NOx的污染，還例舉起應(yīng)用的典型事例。

關(guān)鍵詞：低污染燃燒，煤粉燃燒，低NOx燃燒

1 引言

目前國(guó)內(nèi)外均對(duì)先進(jìn)的低污染燃燒技術(shù)付以很大的重視和相當(dāng)多的研究力量，尤其是低污染媒粉燃燒技術(shù)。迄今為止，煤粉燃燒方式能使燃燒效率達(dá)到98%～99%或更高，而且它的設(shè)備投資相對(duì)較小，對(duì)我國(guó)眾多的煤種又較能適應(yīng)，是技術(shù)上較成熟的煤炭燃燒方式。采用煤粉燃燒方式的發(fā)電廠的建設(shè)速度比其它方式快，能適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展。因此，目前和今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)煤粉燃燒所耗費(fèi)的煤占全國(guó)煤煤粉燃燒炭消費(fèi)中的份額將仍占較大比例，而且還會(huì)有所增長(zhǎng)。

2 控制燃煤SO2和NOx的排放是當(dāng)務(wù)之急的大事

采用煤粉燃燒的是總數(shù)量不多的集中的燒煤大戶，比起分散在很多中小型企業(yè)和居民中的用戶，易于要求他們對(duì)煤的燃燒實(shí)現(xiàn)污染控制�？梢栽O(shè)想，如果把全國(guó)SO2以及NOx中燒煤排放出的約30%也分布到零散的幾百或幾千倍數(shù)量的用戶中去，那就更難以控制和治理SO2和NOx的排放了。正因?yàn)椴捎妹悍廴紵�方式的發(fā)電廠是集中的燒煤大戶，是相對(duì)地易于采取技術(shù)措施來(lái)減少SO2和NOx排放的目標(biāo)，就應(yīng)該付以更多的注意力和給以更大的技術(shù)扶持，以便使全國(guó)更快地減少SO2和NOx的排放。

我國(guó)煤粉燃燒設(shè)備絕大部分未采用低NOx燃燒技術(shù)， NOx是眾所周知的有毒氣體，有害生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也會(huì)有和SO2相仿的影響，加大雨水的酸度，加重酸雨的危害。我國(guó)雨水形成酸度主要原因是燒煤排放SO2，我國(guó)大氣中含NOx的來(lái)源也同樣主要是燒煤。目前中國(guó)燒煤發(fā)電廠的NOx排放濃度遠(yuǎn)高于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，原因在于沒(méi)有采取低NOx燃燒方法。如果能對(duì)此作出改進(jìn)，既花錢(qián)不多，又能對(duì)大氣中減少NOx很快見(jiàn)效，這是應(yīng)該及早加緊治理的。

3 低污染燃燒技術(shù)的特點(diǎn)

如前所述，我國(guó)的用煤大戶是燒煤發(fā)電廠。西方國(guó)家已開(kāi)始在新建的燒煤發(fā)電廠中盡量采用循環(huán)流化床燃燒方式，可以有效地減少SO2和NOx的排放量。

低污染煤粉燃燒方式除了具有燃燒效率可高達(dá)98%～99%這原來(lái)就有的優(yōu)點(diǎn)之外，還應(yīng)該要求先進(jìn)的煤粉燃燒技術(shù)：(1)對(duì)不同的煤種都具有良好的火焰穩(wěn)定性，應(yīng)該能在調(diào)峰運(yùn)行時(shí)低到50%的額定負(fù)荷下仍能穩(wěn)定燃燒而且安全可靠和不結(jié)渣;(2)應(yīng)該比普通的煤粉燃燒設(shè)備能降低NOx排放量1/3以上(最好能1/2以上);(3)應(yīng)該能配以投資費(fèi)用不高、日常運(yùn)行費(fèi)用也較低的脫硫裝置。

西方發(fā)達(dá)國(guó)家為使煤粉鍋爐燃燒穩(wěn)定常常加用油燃燒器，在煤粉火焰附近噴入輔助用油。因?yàn)槲鞣桨l(fā)達(dá)國(guó)家常從國(guó)外購(gòu)入大量燃料油，按單位發(fā)熱量折算其價(jià)格和煤價(jià)差別不是很懸殊，煤粉鍋爐中燒一些油是不在乎的。這情況不同于我國(guó)，我國(guó)的產(chǎn)油量較少而寶貴，能源立足于自力更生，油價(jià)是煤價(jià)的好幾倍。為了盡量節(jié)約用油，我們的國(guó)策是希望盡量的以煤代油，因此十多年以來(lái)我國(guó)煤粉鍋爐的燃燒穩(wěn)定技術(shù)蓬勃發(fā)展，研究開(kāi)發(fā)了適臺(tái)我國(guó)國(guó)情的多種煤粉火焰穩(wěn)定技術(shù)，取得了西方發(fā)達(dá)國(guó)家也囑目的技術(shù)進(jìn)步，更為我國(guó)燒煤發(fā)電廠取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。較早研究和開(kāi)發(fā)的還有夾心風(fēng)煤粉燃燒器和鈍體穩(wěn)燃器，以后又開(kāi)發(fā)了大速差射流煤粉燃燒器、多功能(船形體)煤粉燃燒器、附壁射流煤粉燃燒器、穩(wěn)燃腔鈍體煤粉燃燒器和幾種濃淡分股煤粉燃燒器等。這些煤粉燃燒技術(shù)都各有特色，都是我國(guó)獨(dú)立研究開(kāi)發(fā)的，已分別在一定范圍內(nèi)推廣應(yīng)用并取得了經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約了大量燃料油。事實(shí)證明，這種燃燒技術(shù)能應(yīng)用于褐煤、煙煤、貧煤、無(wú)煙煤和含灰量達(dá)50%的劣質(zhì)煤。在所燒煤種變動(dòng)和負(fù)荷變動(dòng)下均有良好的煤粉火焰穩(wěn)定性。

4 低污染燃燒技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

為具體地進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的說(shuō)明，下面就以已在我國(guó)58個(gè)發(fā)電廠中推廣應(yīng)用了的船形體煤粉燃燒器作為實(shí)例進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

蒸發(fā)量為670噸/時(shí)的煤粉鍋爐上采用切圓燃燒方式的直流燃燒器，攜帶煤粉的一次風(fēng)氣流噴口共分為四層布置在燃燒室的四角，此鍋爐共有一次風(fēng)煤粉噴口6個(gè)。為采用低NOx煤粉燃燒技術(shù)，只需把這16個(gè)一次風(fēng)噴口改為帶船形體的直流煤粉燃燒器，需加裝16個(gè)船形體，每個(gè)價(jià)格為2000元，16個(gè)共3.2萬(wàn)元，(合金鑄鋼的噴口帶船形體每個(gè)價(jià)格為7000元，16個(gè)共11.2萬(wàn)元)，再加上施工費(fèi)用和技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)用，16個(gè)燃燒器的改造總費(fèi)用不會(huì)超過(guò)20萬(wàn)元。目前發(fā)電廠購(gòu)置一臺(tái)670t煤粉鍋爐的散件出廠價(jià)約為5500萬(wàn)元，建設(shè)成整套鍋爐裝置約需1.1億元。對(duì)670t/h鍋爐原有的全部煤粉燃燒器改裝成此種低NOx燃燒方式僅需20萬(wàn)元，只占原鍋爐出廠價(jià)的0.36%，占整套鍋爐裝置的0.18%，占全套發(fā)電機(jī)組的投資就只有0.03%了。由此實(shí)例可以證實(shí)低NOx煤粉燃燒技術(shù)的確幾乎不需要增加發(fā)電廠的投資。此處引述的投資費(fèi)用并非個(gè)別例證，而是已經(jīng)大量實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。這也是西方發(fā)達(dá)國(guó)家在燃煤發(fā)電廠中廣泛采用低NOx煤粉燃燒技術(shù)的原因，雖然西方國(guó)家現(xiàn)已采用的低NOx燃燒設(shè)備的價(jià)格是我國(guó)上述設(shè)備的幾倍，但也還是只占全套發(fā)電機(jī)組投資的極小部分，西方投資人為了減少NOx的排放是不會(huì)計(jì)較這極小的投資增加量的。西方目前在切圓燃燒方式四角布置的煤粉燃燒器上，應(yīng)用的低NOx燃燒技術(shù)最通常的方法是采用PM型煤粉燃饒器和增加火上風(fēng)(簡(jiǎn)稱(chēng)OFA)。我國(guó)引進(jìn)的黃臺(tái)發(fā)電廠煤粉鍋爐用的三菱-CE技木就是這一種，也幾乎不增加鍋爐的投資費(fèi)用，采用此技術(shù)確能降低NOx的排放，但是PM煤粉燃燒器卻有一些小缺點(diǎn)，就是鍋爐的飛灰不完全燃燒熱損失略有增加(約<0.5%=。我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的船形體煤粉燃燒技術(shù)，經(jīng)過(guò)多次測(cè)定可減少NOx排放30%～60%，而不增加飛灰不完全燃燒熱損失。這方面的幾項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)工作目前還在我國(guó)好幾個(gè)單位中進(jìn)行著，估計(jì)將來(lái)還會(huì)有更好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

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3 莊永茂、施惠邦，燃燒與污染控制[M]同濟(jì)大學(xué)出版社，1998

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