產品詳情
國內強化燃燒、低NOx直流生物質燃燒機的發展
摘要：我國NO。的排放以燃煤電站鍋爐為主，開發具有自主知識產權的低NOx生物質燃燒機很有必要。主要介紹了國內具有自主知識產權的低NO。燃燒技術的基本原理。同時，對幾種低NOx燃燒技術在電站鍋爐中的應用作了簡要介紹。并對低NO。燃燒技術的應用前景作了展望。
目前，環境污染和能源利用問題在世界范圍內已經嚴重威脅到人類的生存和發展，發電機組燃燒產物中污染物對生態環境的污染日益受到人們的密切關注，降低燃燒裝置污染物的排放量已成為燃燒技術研究的一項重要任務。我國煤炭儲量十分豐富，開采量也占有機燃料的首位，目前我國絕大多數火電廠都以動力煤作為燃料。
隨著火力發電機組裝機容量迅速增加，其排放的污染物特別是NOx的排放量隨之迅速增加。我國電站鍋爐NOx的排放水平為350~800×10“，NOx的排放普遍超標。多年來的研究表明，燃料在燃燒過程中生成的NOx由于生成路徑和發生源不同分為三種：熱力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx。對于燃煤電廠，燃料型NOx是其最主要的NOx發生源。NOx已經嚴重威脅人類賴以生存的環境和人類自身的健康：一方面，NOx是形成酸雨的主要因素之一；另一方面，NOx可以形成光化學煙霧破壞大氣環境。因此，降低NOx排放、提高煤炭的利用率對國民經濟的發展有著重要的意義圈。
燃煤電廠降低NO。排放的方法大致可分為低NOx燃燒技術和煙氣NOx凈化技術。但姻氣凈化技術配套設備價格昂貴，占電站總投資的20%左右，而且其運行費用也很高圄，制約了其發展。而低NO。燃燒技術因具有投資和運行費用低、技術成熟、減排等優點，已得到了廣泛的應用。
隨著環保要求的提高，我國對低NOx燃燒技術的研究不斷深入，近幾年來，通過廠、校間的廣泛合作，取得了理想的成果，并在大型燃煤發電機組上得到了應用聞。本文總結了多種國內具2華北電力技術 NORTH CHINA ELECTRIC POWER有自主知識產權和工程業績的低NOx燃燒技術，以增強對低NOx燃燒技術降低NOx排放機理的認識。
1 雙通道通用生物質主生物質燃燒機B -81
1.1基本原理
清華大學是國內最早研究生物質燃燒機的單位之一，圖1為清華大學發明的大速差射流生物質燃燒機，具有獨特的構思和優異的燃燒性能。大速差射流生物質燃燒機，顧名思義，就是利用速差很大的射流與受限空間組合成的生物質燃燒機。其中一次風作為低速射流，并使用具有一定壓力的蒸汽或空氣作為高速射流，由高、低速氣體相互作用而形成回流區，利用回流區卷吸大量熱煙氣以穩定生物質燃燒。但在使用過程中發現生物質燃燒機上部有局部結焦現象，因此它只能作輔助生物質燃燒機用于鍋爐點火或峰值時使用。為此，清華大學在此基礎上又研制了雙一次風通道生物質主生物質燃燒機，并獲得發明專利。雙通道通用生物質主生物質燃燒機的結構如圖2所示，其主要原理如下：
d)該生物質燃燒機與傳統的生物質燃燒機不同，它有兩個一次風通道，即在同一個生物質燃燒機的上下側各開一個一次風口，這樣可以保護一次風口，增強燃燒器的燃燒穩定性。
Q)兩股一次風以貼壁射流形式進入一個突擴生物質燃燒機，產生大量高溫回流煙氣，高溫回流煙氣使一次風粉的燃燒穩定性大犬增強，因此，該生物質燃燒機可以適用燃燒大部分煤種。
(3)生物質著火點的位置可以由腰部風控制，它給低負荷穩燃及適應煤質多變的工況提供了調節手段。
半）在下一次風口兩側各裝一個高速蒸汽射流管，可以根據不同煤種對著火的不同要求，通過改變高速射流蒸汽的壓力來改變高溫煙氣的回流量，因此對煤種的適應性很強。對于極難燃煤種來說高速蒸汽可以大大改善其燃燒穩定性。
1.2應用情況
1991年8月，該生物質燃燒機首先在亮子河電廠220 t/h爐上使用，經過1年多運行表明，通過控制腰部風和高速射流流量的大小，可成功控制生物質的著火點。改造后鍋爐可實現50% N100%的脫油調峰，經濟效益顯著。1991年11月，該燃燒器又在富拉爾基發電總廠670 t/h爐上使用，改造后鍋爐效率提高3.2%，NOx排放量降低17%。之后，該生物質燃燒機已被哈爾濱鍋爐廠成功應用于410 t/h、670 t/h、1 025 t/h鍋爐上，運行結果表明，一般均實現了50%左右的無伴油調峰，鍋爐效率有所提高，NOx排放量降低，經濟、社會效盞巨大。
2 可調生物質濃淡低NOx燃燒及低負荷穩燃技術一
浙江大學熱能工程研究所對燃煤過程中NOx控制開展了大量理論和試驗研究，結合我國實際情況形成了一套有中國特色的低NOx控制技術。浙大低NOx控制技術以爐內控制NOx為主，結合低NO。生物質燃燒機、燃料再燃燒技術、空氣分級燃燒技術、燃燒優化自動控制技術，針對不同參數下的技術應用進行了地優化整合和改進，研制和開發了可調生物質濃淡低NOx燃燒及低負荷穩燃技術，并在2004年獲科技進步二等獎。
2.1基本原理
可調生物質濃淡低NO。生物質燃燒機主要通過生物質濃淡分離來實現低NOx燃燒，采用濃淡燃燒技術，可在生物質燃燒機出口局部形成富燃料區域，抑制NOx的生成。該低NOx生物質燃燒機的具體結構
d)該濃淡分離器是利用扇形擋塊對生物質華北電力技術顆粒的慣性導向作用，實現生物質氣流的濃縮和分流，達到生物質濃淡分離的作用。并且濃淡比連續可調，當濃淡比改變時，可以顯著地改變生物質著火距離，起到了低負荷時強化著火和燃燒的作用。
Q)調節調節風大小可以控制鈍體后回流區的大小，從而改變著火距離，達到保護噴口的的，同時，爐內溫度水平降低不大，未影響爐內的燃燒。
()分離器將大部分生物質分離到濃側，實現燃燒前期的氧量控制，使得揮發分氮轉化為氮氣，從而降低揮發分NOx的生成。
6)低NOx生物質燃燒機配合燃料再燃燒技術、空氣分級燃燒技術、燃燒優化自動控制技術在保證生物質燃燼的同時，有效地降低了NOx的排放。
2.2應用情況
目前該技術已在上海、浙江、北京等全國各地70余臺65 t/h~ 670 t/h不同容量的鍋爐中得到應用。鶴壁萬和電廠于1997年將原有生物質燃燒機改為濃淡生物質燃燒機后，負荷在50%及以上運行時燃燒穩定，爐內火焰不刷墻，烘燒器區域基本不結焦，飛灰和爐渣可燃物含量也沒有增加，煤種適應性增強，同時NOx排放量也有較大幅度地減少嘲。馬頭發電總廠7號爐于1997年對鍋爐下兩層一次風生物質燃燒機進行了改造，改造后鍋爐運行的穩定性、經濟性和低負荷穩燃能力都有了較大幅度的提高‘塒。巨化熱電廠于1999年對生物質燃燒機進行了改造，運行以來，未發生過一次噴嘴燒損問題。由于爐膛溫度水平提高，也較少發生因煤質或燃燒問題而發生的事故‘111。表1總結了該生物質燃燒機的應用效果。
3“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術口2
“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術是哈爾濱工業大學針對國內電力工業對生物質燃燒的需要，明的一套適用于不同爐型、不同煤種的，同時具有高效、穩燃、低污染、防結渣、防高溫腐蝕性能的系列生物質燃燒技術。濃淡燃燒的基本思想是一次風分成濃淡兩股，利用濃側生物質氣流著火好的特點來提高爐膛穩燃性能；濃淡兩股氣流偏離各自燃燒的化學當量比，抑制了NOx的生成。
3.1 水平濃縮生物質燃燒技術
采用“風包粉”濃淡燃燒技術是利用濃淡燃燒形成分級燃燒技術。濃生物質氣流是富燃料氣流，含氧量低，造成揮發分析出區域缺氧，抑制了該區域燃料型NO。酌生成。淡生物質氣流燃燒區域由于空氣量較大，使得燃燒溫度較低，抑制了熱力型NO。的生成。 “風包粉”系列生物質生物質燃燒機包括水平濃縮生物質生物質燃燒機、水平濃淡風生物質燃燒器、徑向濃淡旋流生物質生物質燃燒機、不等切圓墻式布置直流生物質生物質燃燒機幾類。其中，百葉窗式水平濃淡生物質生物質燃燒機應用最為廣泛。
百葉窗式水平濃淡生物質生物質燃燒機具體結構示意圖如圖4所示，一次風經過安裝在生物質生物質燃燒機前的生物質濃縮器，把一次風粉在水平方向上分成濃淡兩股，兩股氣流以一定的夾角噴入爐膛內。其中一股為濃一次風，該風中含有絕大多數煤粉，這股氣流位于向火側，形成內切圓。另外一股為淡一次風，該股風中以空氣為主，這股氣流位于背火側，形成外切圓。淡一次風在背火側噴入，在水冷壁區形成氧化性氣氛和較低的溫度，可以防止結渣，避免高溫腐蝕。
3.2應用情況
“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術開發較早，該系列燃燒技術雖然具有降低NOx排放的性能，但是早期上述應用效果都不是以降低NOx排放含量作為考核目標的。隨著節能減排的重視，現在的工程應用中已開始將NOx排放作為考核指標。該技術與分級送分技術結合，已在國內多家電廠得到應用。北安發電廠為解決低負荷穩燃能力差、水冷壁掛灰、爐內結焦等問題，采用水平濃淡燃燒技術對生物質燃燒機進行了改造。改造后，不投油穩燃負荷在40%~45% ECR，水冷壁結渣現象有所減輕，NOx排放量大為降低。首陽山電廠為了適應煤質變化的需要，提高鍋爐的低負荷穩燃能力，對該廠1號、2號鍋爐做了生物質燃燒機改造。改造后，不投油穩燃負荷為40%，避免了爐膛水冷壁和屏式過熱器的結渣，鍋爐效率為91. 5%，NOx排放量僅為364 mg／mi。安陽電廠2000年的生物質燃燒機改造表明，在額定負荷下，排煙的NOx可降低到600 mg／mi，飛灰含碳量可降到2. 0%，有效地減輕了水冷壁管的高溫腐蝕，爐內結焦情況得到了有效的改善，也加大了鍋爐對煤種的適應性。表2為該燃燒器的應用效果。
4 雙尺度低NO。燃燒技術口9
雙尺度低NO。燃燒系列技術是針對傳統技術在爐內燃燒方面的不足之處，于2006年由中國國電集團公司重點扶持推廣。該技術研發始于80年代中期，先后經歷了五個階段。其中每個階段都是雙尺度燃燒發展的重要組成部分，該技術是從解決真型爐的實際問題出發，多年逐步深入完善總結而成，實踐證明雙尺度燃燒技術對解決鍋爐存在實際問題更具有針對性。該技術成果獲省部級科技進步二等獎兩項，專利一項，并在國內多臺機組上得到應用。
4.1基本原理
雙尺度低NO。燃燒技術通過爐流組合使在空間尺度上相關區域存在特性上的差異化，實現在過程區域上相關節點區段特性上的差異化，最終在爐內形成有利于放渣、低NOx、穩燃功能的三場特性。該技術的主要特點是，在爐內水平方向上劃分為近壁區和中心區兩個區域；在垂直方向上劃分為兩個燃燒區段，每個燃燒區段又分別包含一個氧化區、一個還原區和一個燃盡區，實現分區燃燒，達到降低NOx生成、防止爐內結渣的目的。
垂直濃淡生物質燃燒機是雙尺度低NOx燃燒技術的重要組成部分，其基本原理如圖5所示。一次風通過生物質燃燒機內導流板后進行了濃淡分離，形成濃淡兩股生物質氖流，由于穩燃鈍體是上下兩側，濃淡一次風以不同的角度進入爐膛燃燒。濃淡分離效果隨著導流板角度和彎頭角度的不同而變化。一、二次風采用不同的射流方向：下端部風及一次風射流方向為順時針方向，二次風為逆時針方向，二者的配合最終使切圓旋轉方向為逆時針方向。為保證生物質燃燒機的運行安全，在節點功能區還采用了較大的貼壁風組件，同時在主燃燒器上方布置分離SOFA燃燒風，以提高生物質的燃盡程度。
4.2應用情況
雙尺度低NOx生物質燃燒機由于具有放渣、防腐、高效穩燃和低NOx排放多功能一體化，近十年來已在全國30余臺50 MW—600 MW鍋爐上成功應用。唐山熱電公司、深圳媽灣電廠、張家口電廠等改造后，NO。削減量均超過50%凹，
5 高濃度生物質左右濃淡燃燒技術臣2。253
華中科技大學利用一維爐和數值模擬相結合的方式，研發出高濃度生物質燃燒技術。高濃度生物質燃燒技術降低NOx排放的機理實質上是濃淡生物質燃燒技術的一種。高濃度濃淡燃燒技術方式主要有兩種，一是通過濃縮裝置將一次風在進入爐膛前濃縮，二是直接進行高濃度生物質輸運。一般前者比較適合于直吹式送風系統，后者合于中倉式系統。
5.1基本原理
在垂直濃淡燃燒技術中，可利用一次風最后一個彎頭和水平隔板將一次風分隔成上下兩部分。但在四角切圓鍋爐中，濃生物質氣流噴出不久即與臨近淡生物質或二次風混合，使其很難在著火過程中保持較高的生物質濃度。而采用左右濃淡生物質燃燒技術可以避免這一缺點，因此該技術可以更好地發揮高濃度生物質燃燒的優越性。
實現水平濃淡燃燒的關鍵是使所有濃生物質氣流都朝著向火側。采用彎頭濃縮時，由于管道布置的局限，并非所有的濃一次風都朝著向火側。因此該技術設置了一扭曲隔板，其基本原理如圖6所示。在實際應用中，可以根據具體需要，利用隔板將濃淡一次風旋轉任意角度，保證所有滾一次風都朝著向火側。這樣，可以在不改變一次風管的前提下，加裝扭曲隔板，實現左右燃燒。
5.2應用情況
高濃度生物質燃燒技術不但可以增強燃燒的穩定性，降低NOx的排放量，而且有利于鍋爐低負荷穩燃，增強機組的調峰能力。在國內多臺機組上的應用表明該技術有良好的穩燃和降低NOx排放的能力。廣東云浮電廠125 MW機組自1991年投產以來，因煤質較差，運行中出現了燃燒不穩定、主蒸汽溫度較低、爐膛出口煙溫偏差較大等問題。對該鍋爐進行左右濃淡技術改造后，飛灰含碳量從20%降低至13%，鍋爐效率得到提高，低負荷穩燃能力明顯改善，NOx排放量大為降低。
6 結束語
摘要：我國NO。的排放以燃煤電站鍋爐為主，開發具有自主知識產權的低NOx生物質燃燒機很有必要。主要介紹了國內具有自主知識產權的低NO。燃燒技術的基本原理。同時，對幾種低NOx燃燒技術在電站鍋爐中的應用作了簡要介紹。并對低NO。燃燒技術的應用前景作了展望。
目前，環境污染和能源利用問題在世界范圍內已經嚴重威脅到人類的生存和發展，發電機組燃燒產物中污染物對生態環境的污染日益受到人們的密切關注，降低燃燒裝置污染物的排放量已成為燃燒技術研究的一項重要任務。我國煤炭儲量十分豐富，開采量也占有機燃料的首位，目前我國絕大多數火電廠都以動力煤作為燃料。
隨著火力發電機組裝機容量迅速增加，其排放的污染物特別是NOx的排放量隨之迅速增加。我國電站鍋爐NOx的排放水平為350~800×10“，NOx的排放普遍超標。多年來的研究表明，燃料在燃燒過程中生成的NOx由于生成路徑和發生源不同分為三種：熱力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx。對于燃煤電廠，燃料型NOx是其最主要的NOx發生源。NOx已經嚴重威脅人類賴以生存的環境和人類自身的健康：一方面，NOx是形成酸雨的主要因素之一；另一方面，NOx可以形成光化學煙霧破壞大氣環境。因此，降低NOx排放、提高煤炭的利用率對國民經濟的發展有著重要的意義圈。
燃煤電廠降低NO。排放的方法大致可分為低NOx燃燒技術和煙氣NOx凈化技術。但姻氣凈化技術配套設備價格昂貴，占電站總投資的20%左右，而且其運行費用也很高圄，制約了其發展。而低NO。燃燒技術因具有投資和運行費用低、技術成熟、減排等優點，已得到了廣泛的應用。
隨著環保要求的提高，我國對低NOx燃燒技術的研究不斷深入，近幾年來，通過廠、校間的廣泛合作，取得了理想的成果，并在大型燃煤發電機組上得到了應用聞。本文總結了多種國內具2華北電力技術 NORTH CHINA ELECTRIC POWER有自主知識產權和工程業績的低NOx燃燒技術，以增強對低NOx燃燒技術降低NOx排放機理的認識。
1 雙通道通用生物質主生物質燃燒機B -81
1.1基本原理
清華大學是國內最早研究生物質燃燒機的單位之一，圖1為清華大學發明的大速差射流生物質燃燒機，具有獨特的構思和優異的燃燒性能。大速差射流生物質燃燒機，顧名思義，就是利用速差很大的射流與受限空間組合成的生物質燃燒機。其中一次風作為低速射流，并使用具有一定壓力的蒸汽或空氣作為高速射流，由高、低速氣體相互作用而形成回流區，利用回流區卷吸大量熱煙氣以穩定生物質燃燒。但在使用過程中發現生物質燃燒機上部有局部結焦現象，因此它只能作輔助生物質燃燒機用于鍋爐點火或峰值時使用。為此，清華大學在此基礎上又研制了雙一次風通道生物質主生物質燃燒機，并獲得發明專利。雙通道通用生物質主生物質燃燒機的結構如圖2所示，其主要原理如下：
d)該生物質燃燒機與傳統的生物質燃燒機不同，它有兩個一次風通道，即在同一個生物質燃燒機的上下側各開一個一次風口，這樣可以保護一次風口，增強燃燒器的燃燒穩定性。
Q)兩股一次風以貼壁射流形式進入一個突擴生物質燃燒機，產生大量高溫回流煙氣，高溫回流煙氣使一次風粉的燃燒穩定性大犬增強，因此，該生物質燃燒機可以適用燃燒大部分煤種。
(3)生物質著火點的位置可以由腰部風控制，它給低負荷穩燃及適應煤質多變的工況提供了調節手段。
半）在下一次風口兩側各裝一個高速蒸汽射流管，可以根據不同煤種對著火的不同要求，通過改變高速射流蒸汽的壓力來改變高溫煙氣的回流量，因此對煤種的適應性很強。對于極難燃煤種來說高速蒸汽可以大大改善其燃燒穩定性。
1.2應用情況
1991年8月，該生物質燃燒機首先在亮子河電廠220 t/h爐上使用，經過1年多運行表明，通過控制腰部風和高速射流流量的大小，可成功控制生物質的著火點。改造后鍋爐可實現50% N100%的脫油調峰，經濟效益顯著。1991年11月，該燃燒器又在富拉爾基發電總廠670 t/h爐上使用，改造后鍋爐效率提高3.2%，NOx排放量降低17%。之后，該生物質燃燒機已被哈爾濱鍋爐廠成功應用于410 t/h、670 t/h、1 025 t/h鍋爐上，運行結果表明，一般均實現了50%左右的無伴油調峰，鍋爐效率有所提高，NOx排放量降低，經濟、社會效盞巨大。
2 可調生物質濃淡低NOx燃燒及低負荷穩燃技術一
浙江大學熱能工程研究所對燃煤過程中NOx控制開展了大量理論和試驗研究，結合我國實際情況形成了一套有中國特色的低NOx控制技術。浙大低NOx控制技術以爐內控制NOx為主，結合低NO。生物質燃燒機、燃料再燃燒技術、空氣分級燃燒技術、燃燒優化自動控制技術，針對不同參數下的技術應用進行了地優化整合和改進，研制和開發了可調生物質濃淡低NOx燃燒及低負荷穩燃技術，并在2004年獲科技進步二等獎。
2.1基本原理
可調生物質濃淡低NO。生物質燃燒機主要通過生物質濃淡分離來實現低NOx燃燒，采用濃淡燃燒技術，可在生物質燃燒機出口局部形成富燃料區域，抑制NOx的生成。該低NOx生物質燃燒機的具體結構
d)該濃淡分離器是利用扇形擋塊對生物質華北電力技術顆粒的慣性導向作用，實現生物質氣流的濃縮和分流，達到生物質濃淡分離的作用。并且濃淡比連續可調，當濃淡比改變時，可以顯著地改變生物質著火距離，起到了低負荷時強化著火和燃燒的作用。
Q)調節調節風大小可以控制鈍體后回流區的大小，從而改變著火距離，達到保護噴口的的，同時，爐內溫度水平降低不大，未影響爐內的燃燒。
()分離器將大部分生物質分離到濃側，實現燃燒前期的氧量控制，使得揮發分氮轉化為氮氣，從而降低揮發分NOx的生成。
6)低NOx生物質燃燒機配合燃料再燃燒技術、空氣分級燃燒技術、燃燒優化自動控制技術在保證生物質燃燼的同時，有效地降低了NOx的排放。
2.2應用情況
目前該技術已在上海、浙江、北京等全國各地70余臺65 t/h~ 670 t/h不同容量的鍋爐中得到應用。鶴壁萬和電廠于1997年將原有生物質燃燒機改為濃淡生物質燃燒機后，負荷在50%及以上運行時燃燒穩定，爐內火焰不刷墻，烘燒器區域基本不結焦，飛灰和爐渣可燃物含量也沒有增加，煤種適應性增強，同時NOx排放量也有較大幅度地減少嘲。馬頭發電總廠7號爐于1997年對鍋爐下兩層一次風生物質燃燒機進行了改造，改造后鍋爐運行的穩定性、經濟性和低負荷穩燃能力都有了較大幅度的提高‘塒。巨化熱電廠于1999年對生物質燃燒機進行了改造，運行以來，未發生過一次噴嘴燒損問題。由于爐膛溫度水平提高，也較少發生因煤質或燃燒問題而發生的事故‘111。表1總結了該生物質燃燒機的應用效果。
3“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術口2
“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術是哈爾濱工業大學針對國內電力工業對生物質燃燒的需要，明的一套適用于不同爐型、不同煤種的，同時具有高效、穩燃、低污染、防結渣、防高溫腐蝕性能的系列生物質燃燒技術。濃淡燃燒的基本思想是一次風分成濃淡兩股，利用濃側生物質氣流著火好的特點來提高爐膛穩燃性能；濃淡兩股氣流偏離各自燃燒的化學當量比，抑制了NOx的生成。
3.1 水平濃縮生物質燃燒技術
采用“風包粉”濃淡燃燒技術是利用濃淡燃燒形成分級燃燒技術。濃生物質氣流是富燃料氣流，含氧量低，造成揮發分析出區域缺氧，抑制了該區域燃料型NO。酌生成。淡生物質氣流燃燒區域由于空氣量較大，使得燃燒溫度較低，抑制了熱力型NO。的生成。 “風包粉”系列生物質生物質燃燒機包括水平濃縮生物質生物質燃燒機、水平濃淡風生物質燃燒器、徑向濃淡旋流生物質生物質燃燒機、不等切圓墻式布置直流生物質生物質燃燒機幾類。其中，百葉窗式水平濃淡生物質生物質燃燒機應用最為廣泛。
百葉窗式水平濃淡生物質生物質燃燒機具體結構示意圖如圖4所示，一次風經過安裝在生物質生物質燃燒機前的生物質濃縮器，把一次風粉在水平方向上分成濃淡兩股，兩股氣流以一定的夾角噴入爐膛內。其中一股為濃一次風，該風中含有絕大多數煤粉，這股氣流位于向火側，形成內切圓。另外一股為淡一次風，該股風中以空氣為主，這股氣流位于背火側，形成外切圓。淡一次風在背火側噴入，在水冷壁區形成氧化性氣氛和較低的溫度，可以防止結渣，避免高溫腐蝕。
3.2應用情況
“風包粉”系列濃淡生物質燃燒技術開發較早，該系列燃燒技術雖然具有降低NOx排放的性能，但是早期上述應用效果都不是以降低NOx排放含量作為考核目標的。隨著節能減排的重視，現在的工程應用中已開始將NOx排放作為考核指標。該技術與分級送分技術結合，已在國內多家電廠得到應用。北安發電廠為解決低負荷穩燃能力差、水冷壁掛灰、爐內結焦等問題，采用水平濃淡燃燒技術對生物質燃燒機進行了改造。改造后，不投油穩燃負荷在40%~45% ECR，水冷壁結渣現象有所減輕，NOx排放量大為降低。首陽山電廠為了適應煤質變化的需要，提高鍋爐的低負荷穩燃能力，對該廠1號、2號鍋爐做了生物質燃燒機改造。改造后，不投油穩燃負荷為40%，避免了爐膛水冷壁和屏式過熱器的結渣，鍋爐效率為91. 5%，NOx排放量僅為364 mg／mi。安陽電廠2000年的生物質燃燒機改造表明，在額定負荷下，排煙的NOx可降低到600 mg／mi，飛灰含碳量可降到2. 0%，有效地減輕了水冷壁管的高溫腐蝕，爐內結焦情況得到了有效的改善，也加大了鍋爐對煤種的適應性。表2為該燃燒器的應用效果。
4 雙尺度低NO。燃燒技術口9
雙尺度低NO。燃燒系列技術是針對傳統技術在爐內燃燒方面的不足之處，于2006年由中國國電集團公司重點扶持推廣。該技術研發始于80年代中期，先后經歷了五個階段。其中每個階段都是雙尺度燃燒發展的重要組成部分，該技術是從解決真型爐的實際問題出發，多年逐步深入完善總結而成，實踐證明雙尺度燃燒技術對解決鍋爐存在實際問題更具有針對性。該技術成果獲省部級科技進步二等獎兩項，專利一項，并在國內多臺機組上得到應用。
4.1基本原理
雙尺度低NO。燃燒技術通過爐流組合使在空間尺度上相關區域存在特性上的差異化，實現在過程區域上相關節點區段特性上的差異化，最終在爐內形成有利于放渣、低NOx、穩燃功能的三場特性。該技術的主要特點是，在爐內水平方向上劃分為近壁區和中心區兩個區域；在垂直方向上劃分為兩個燃燒區段，每個燃燒區段又分別包含一個氧化區、一個還原區和一個燃盡區，實現分區燃燒，達到降低NOx生成、防止爐內結渣的目的。
垂直濃淡生物質燃燒機是雙尺度低NOx燃燒技術的重要組成部分，其基本原理如圖5所示。一次風通過生物質燃燒機內導流板后進行了濃淡分離，形成濃淡兩股生物質氖流，由于穩燃鈍體是上下兩側，濃淡一次風以不同的角度進入爐膛燃燒。濃淡分離效果隨著導流板角度和彎頭角度的不同而變化。一、二次風采用不同的射流方向：下端部風及一次風射流方向為順時針方向，二次風為逆時針方向，二者的配合最終使切圓旋轉方向為逆時針方向。為保證生物質燃燒機的運行安全，在節點功能區還采用了較大的貼壁風組件，同時在主燃燒器上方布置分離SOFA燃燒風，以提高生物質的燃盡程度。
4.2應用情況
雙尺度低NOx生物質燃燒機由于具有放渣、防腐、高效穩燃和低NOx排放多功能一體化，近十年來已在全國30余臺50 MW—600 MW鍋爐上成功應用。唐山熱電公司、深圳媽灣電廠、張家口電廠等改造后，NO。削減量均超過50%凹，
5 高濃度生物質左右濃淡燃燒技術臣2。253
華中科技大學利用一維爐和數值模擬相結合的方式，研發出高濃度生物質燃燒技術。高濃度生物質燃燒技術降低NOx排放的機理實質上是濃淡生物質燃燒技術的一種。高濃度濃淡燃燒技術方式主要有兩種，一是通過濃縮裝置將一次風在進入爐膛前濃縮，二是直接進行高濃度生物質輸運。一般前者比較適合于直吹式送風系統，后者合于中倉式系統。
5.1基本原理
在垂直濃淡燃燒技術中，可利用一次風最后一個彎頭和水平隔板將一次風分隔成上下兩部分。但在四角切圓鍋爐中，濃生物質氣流噴出不久即與臨近淡生物質或二次風混合，使其很難在著火過程中保持較高的生物質濃度。而采用左右濃淡生物質燃燒技術可以避免這一缺點，因此該技術可以更好地發揮高濃度生物質燃燒的優越性。
實現水平濃淡燃燒的關鍵是使所有濃生物質氣流都朝著向火側。采用彎頭濃縮時，由于管道布置的局限，并非所有的濃一次風都朝著向火側。因此該技術設置了一扭曲隔板，其基本原理如圖6所示。在實際應用中，可以根據具體需要，利用隔板將濃淡一次風旋轉任意角度，保證所有滾一次風都朝著向火側。這樣，可以在不改變一次風管的前提下，加裝扭曲隔板，實現左右燃燒。
5.2應用情況
高濃度生物質燃燒技術不但可以增強燃燒的穩定性，降低NOx的排放量，而且有利于鍋爐低負荷穩燃，增強機組的調峰能力。在國內多臺機組上的應用表明該技術有良好的穩燃和降低NOx排放的能力。廣東云浮電廠125 MW機組自1991年投產以來，因煤質較差，運行中出現了燃燒不穩定、主蒸汽溫度較低、爐膛出口煙溫偏差較大等問題。對該鍋爐進行左右濃淡技術改造后，飛灰含碳量從20%降低至13%，鍋爐效率得到提高，低負荷穩燃能力明顯改善，NOx排放量大為降低。
6 結束語
發展煤的清潔燃燒技術，減少NOx排放，是保護環境，實現煤燃燒技術可持續發展的重要組成部分嘶-啊。引進國外低NO。燃燒技術和購買國外NOx生物質燃燒機的成本很高，因此發展我國自己的低NOx燃燒技術很有必要。本文總結了國內幾種有自主知識產權的低NOx燃燒技術，現場的實際運行實踐表明，該幾類生物質燃燒機都具有提高鍋爐效率、降低NOx生成作用。相信隨著國內低NOx燃燒技術的日益成熟，生物質燃燒機生產廠家越來越注重結構的設計和調節的準確，我國低NOx燃燒技術在電站I程中的應用必將進入另一個高峰期。
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