摘要：随着近些年来我国现代化建设水平的不断提升，当前锅炉整体效率对于我国能源综合利用率的影响也逐渐受到人们的广泛关注，同时通过燃烧调整对NOX的排放量进行控制的技术研发更是受到了业内的高度重视。结合当前国内锅炉燃烧调整的技术应用现状，通过实验的方式对燃烧调整与NOX排放和锅炉效率之间的关系进行探究，以期能够促进行业的进步与统筹发展。
关键词：燃烧调整；一氧化氮；锅炉效率
NOX作为大气的主要污染物质之一，其不但会引起酸雨以及光化学污染，同时还会对大气层和臭氧层造成一定的影响和破坏。就当前我国的火力发电企业的发展现状而言，由于烟气脱硝以及脱硫技术的进步与逐渐成熟，当前NOX的排放已经能够得到一定的控制，但是横向对比发达国家的污染控制水平，依然存在较大的差距，本文结合当前国内燃烧调整的内容进行实验，并根据实验内容阐述如何通过燃烧调整来实现NOX排放与锅炉效率的平衡。
一、设备综述
本次选取的实验设备为自然循环燃烧煤炉，煤炉的最大连续蒸发量为1000t/H，同时煤炉采用了EIDRB燃烧器，其特点是能够通过燃烧器中心的一次风喷口来实现喷风，其外环则是由外二次风喷口和内二次风喷口组成。
在实际使用过程中，由于本设备采取了分级送风的措施，不但能够优化煤灰的着火与稳燃等工作，同时对于增强燃烧器的适应能力也具有一定的帮助。尽管设备具有优良的操纵性，但是由于锅炉内的温度往往较高，如果操作不恰当或者时机不准确则会造成配风方式不合理造成NOX排放浓度过高，不但会加大后期排气处理的难度与成本，对于提升锅炉的综合燃烧性能也具有十分不利的影响。
二、测试方法与数据分析
本次测试选择的设备是具有调整要求的锅炉，锅炉在正常工况下运行，运行过程稳定机组功率300mw，同时要求锅炉要连续完成2h以上的运转再进行数据的测量，这样才能够提升数据测量的针对性。另外，通过网格法布置温度收集装置的方式进行温度数据的残疾，采集过程是每5分钟采样一次，采样的体积分数测量精度为0.01%，同时NO的体积分数测量精度精确到10-6。
对于煤粉与飞灰等试样的检测，应该在炉膛内选取某侧墙观火孔作为观测点，并使用较为先进的红外测温仪进行炉膛火焰温度的测量，在测量过程中将仪器的分辨率设置为1摄氏度，同事通过统一标高测到的温度取平均值进行计算即可得到相应的数值。
在数据处理环节中，通过对各个参数进行差异性比对，排除具有明显错误的数据后取平均值的方式进行计算。NOX的排放浓度要折算6%的氧量，另外考虑到实验中可能存在空预器漏风等问题，应该根据实际工况予以数据上的对比和矫正，然后根据数据进行结果分析，其中加入锅炉效率的合成不确定度，本次实验为0.3%。
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三、燃烧调整对NOX排放与锅炉效率作用分析
1.不同氧量对锅炉效率与NOX排放的影响
在实验过程中，为了保持实验数据的稳定性，分布选择了上三次风的比例为70%以及OFA的挡板开度调整为60%，同事对上中下层的燃烧器进行开度区分，实现不同含氧量条件下的实验。在实验中我们发现，随着含氧量的不断增大，NOX的排放浓度会随动增加，当含氧量达到4%时，NOX排放的总浓度达到了800mg/m3，而当含氧量超过4.2%时，NOX的排放量增加速度开始放缓。根据元素的反映特性我们了解到，燃烧型NOX的生产与含氧量具有较大的关联，在煤中该元素可以分为焦炭N以及挥发性N，而NH3会在自由基的影响下生产NO，由此可见，氧量对于NOX的排放浓度具有显著影响，但是受限制于锅炉内部的含氮浓度影响，其影响具有一定的局限性。
另外，在含氧量偏低的情况下，会出现明显的飞灰含碳量下降的情况，这样不但会造成飞灰含碳量丧失，同时还会导致锅炉的整体下来下降。综合考虑NOX的排放量与锅炉的效率下降之间的关系，将含氧量调整为4.1%左右即可符合工况需求。
2.不同上三次风量对锅炉效率与NOX排放的影响
在实验中保持OFA的挡板开度以及机组负荷的稳定性，通过改变上三次风比例来进行对照实验，实验结果发现当上三次风比例增大时，NOX的排放量明显下降，而当上三次风的比例接近80%时，NOX的排放浓度达到了750mg，而当比例下降后排放的浓度则相应下降，由此可见，上三次风量对于NOX排放的影响具有正相关特点，另外，在上三次风量调整过程中我们还发现，由于炉膛火焰的平均温度会受到风量的影响，而当风量过低时会出现锅炉热效率过低的情况，不利于资源的综合利用甚至会导致大面积的原料浪费，综合上述条件与实验结果，经过平衡上三次风量的选取对于NOX排放以及锅炉使用效率的特点，选择70%的风量较为合理。
3.不同OFA挡板开度对锅炉效率与NOX排放的影响
根据实验验证得知，OFA挡板的开度对于锅炉效率以及NOX的排放也具有十分显著的影响，其中炉内火焰的温度随着OFA开度的上升而下降，当OFA开度为100%时，温度下降到最低值同事NOX的排放量也接近了最小值。OFA为燃尽风，所以其来源于二次风箱，对于OFA的挡板开度调整对NOX的排放量影响较小，根据实验证实其对于NOX排放与锅炉热效率的整体影响小于5%，一般选择70%~80%即可。
总结
综上所述，通过实验证明，在实际工况条件中，当炉内火焰温度的变化区间较小时，热力型NOX的生产量并不会出现明显的变动，而当含氧量出现变化时随着含碳量的下降会出现锅炉效率提升一级燃烧生产的NOX排放量增加的情况。随着三次风比例的增大NOX生成量明显下降，而当OFA挡板开度增大时也可以有效降低NOX排放浓度，同时不会对锅炉效率产生较大影响。由此可见通过燃烧调整可以实现对NOX排放浓度进行控制，同时降低对锅炉效率的影响，提升资源的综合利用效率，为实现行业进步与发展做出技术保障。
参考文献
[1]李亮. 工业锅炉NO_x排放和效率混合建模与预测优化研究[D].大连理工大学,2005.
[2]李向菊. 燃煤系统NO_X排放及锅炉效率平衡建模[D].华北电力大学（河北）,2009.
[3]周新刚,刘志超,路春美. 燃烧调整降低锅炉NO_x排放的试验研究[J]. 电站系统工程,2005,05:16-18.
论文作者:刘国峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/16
标签：锅炉论文; 效率论文; 含氧量论文; 浓度论文; 排放量论文; 风量论文; 挡板论文; 《电力设备》2017年第19期论文;