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NO 治理現(xiàn)狀

國內(nèi)外已對NO 的危害、燃煤發(fā)電燃燒過程中NO 的生成機(jī)理和降低NO 技術(shù)進(jìn)行了較為充分的研究，可分為三種：熱力型NO 、燃料型NO 和快速型NO ；其中，燃料型NO 約占80-90%，是各種低NO 技術(shù)控制的主要對象；其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NO 生成量很少。NO 的控制方法可分為燃燒之前的處理、燃燒過程中的處理和燃燒后的處理。燃燒前脫氮是指把燃料轉(zhuǎn)化為低氮燃料，技術(shù)復(fù)雜，難度大，成本高，因此現(xiàn)在處于研究階段；燃燒中脫氮主要有：一是抑制燃燒中NO 的形成，二是還原已形成的NO ；由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。燃燒后脫氮主要是指煙氣脫硝：包括選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法等。

目前被大家公認(rèn)，并已在各燃煤機(jī)組鍋爐上廣為應(yīng)用的降NO 方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術(shù)加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術(shù)；從去年起我國北京、鄭州、成都等地開展燃?xì)忮仩t低氮改造工程，并制定了燃?xì)忮仩t氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)。燃燒中脫氮是根據(jù)NO 的生成機(jī)理采取的低氮燃燒技術(shù)主要是：低氧燃燒、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)等，該技術(shù)的主要機(jī)理就是將燃燒器通過縱向布置形成氧化還原、主還原、燃盡三區(qū)，對于四角切圓燃燒鍋爐還可通過橫向雙區(qū)布置形成近壁區(qū)和中心區(qū)兩個區(qū)域，從而實現(xiàn)燃料與配風(fēng)在爐膛內(nèi)分區(qū)、分級、低溫、低氧燃燒，降低煤粉燃燒過程中NO 生成量。

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低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用改造后存在問題及原因分析

從低氮燃燒技術(shù)在大量電站燃煤鍋爐應(yīng)用實踐證明，這項技術(shù)對于減少NO 的產(chǎn)生量是非常有效的。但是，在實際工作中，由于鍋爐使用的煤種不同，而且鍋爐型號也不同，使得NO 的產(chǎn)生量也各不同，產(chǎn)生的問題也不盡相同。

2.1 增加灰和爐渣可燃物，導(dǎo)致爐效降低

改造低氮燃燒器后，NO 的產(chǎn)生量降低很多，但是在使用同一種煤種時，飛灰可燃物升幅也較大。主要原因是低氮燃燒技術(shù)使用的是低溫和低氧燃燒方式，主燃區(qū)的溫度就會下降較多，煤粉是否著火就被控制并且推遲，并降低著火區(qū)的氧量，使煤粉燃燼能力下降，燃燒的過程被加長，飛灰和爐渣可燃物變多。部分鍋爐改造時改變了燃燒器的一、二次風(fēng)噴口和燃盡風(fēng)噴口的面積發(fā)生變化，致使一次風(fēng)和二次風(fēng)的混合推遲，這不利于煤粉的氣流著火和燃燒。依據(jù)降低NOx的燃燒技術(shù)的分類燃燒器是工業(yè)燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t上面的的重要設(shè)備，它保證燃料穩(wěn)定著火燃燒和燃料的完全燃燒等過程，因此，要抑制NOx的生成量就必須從燃燒器入手。

2.2 蒸汽參數(shù)偏離設(shè)計值，過熱器減溫水量增加或再熱器超溫

鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術(shù)改造后，一方面，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫超設(shè)計值的問題則加劇，過、再熱減溫水量增加。而另一方面，主燃區(qū)溫度降低，爐內(nèi)溫度分布更加均勻，對于原來爐膛水冷壁的沾污結(jié)渣情況嚴(yán)重的則會改善，水冷壁吸熱增加，爐膛出口煙溫降低，過熱器溫升、再熱器溫升下降，對于原來存在過熱汽溫、再熱汽溫低的問題則更達(dá)不到超設(shè)計值。其次是熱力型，主要是由于爐內(nèi)局部高溫造成，快速型NO生成量很少。

低氮燃燒技術(shù)改造后，產(chǎn)生鍋爐過熱器減溫水量增大的問題較多，由于煤粉燃燒的過程變長，加上燃盡風(fēng)的使用，使得爐膛出口的煙氣溫度變高，這時爐膛的溫度變低，爐膛水冷壁的輻射吸熱量就會降低，形成對流的受熱面的吸熱量就會增加，使得過熱器減溫水量增加。

2.3 鍋爐內(nèi)部燃燒環(huán)境變壞，配煤、配風(fēng)、穩(wěn)燃性變低

因采用低溫、低氧燃燒，爐膛溫度下降，在低溫缺氧的環(huán)境下煤粉就會推遲著火，而且燃為灰燼的能力也會變?nèi)?，鍋爐內(nèi)的燃燒環(huán)境和改造之前比變差。

在鍋爐改造前使用的配煤、配風(fēng)方式很大程度上不適用，不僅會對鍋爐的各項指標(biāo)產(chǎn)生影響，還會使鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃的能力變低。

2.4 鍋爐對煤的種類適應(yīng)性變差

低氮燃燒器改造后，大力優(yōu)化調(diào)整燃燒，在很大程度上可以很好地匹配NO 的排放水平和鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。但鍋爐燃用煤種發(fā)生變化后，就會打破一開始鍋爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)的平衡關(guān)系。若使用高熱值、高揮發(fā)的煤種時，NO 的排放濃度雖略有增加但較易調(diào)整控制；目前，北京專門針對燃?xì)忮仩t研發(fā)的全預(yù)混低氮燃燒技術(shù)成功試點，氮氧化物排放濃度可降至20毫克/立方米左右，比普通燃?xì)忮仩t減少約九成。若使用的煤種是劣質(zhì)的或者含的水分較多會稍許減少NO 的排放量，但是比較難控制。

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鍋爐低氮燃燒器改造后存在問題的應(yīng)對策略

現(xiàn)在燃煤電廠的鍋爐低氮燃燒器的改造還未全部完成，同時該技術(shù)的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題正逐漸暴露。針對已經(jīng)出現(xiàn)的問題，提出以下解決策略：

3.1 改造前的充分評估

鍋爐的各項排放指標(biāo)都很重要，尤其是NO 的排放濃度與煤種、鍋爐選型、燃燒器型式密切相關(guān)，對于在運鍋爐，爐型已確定，但由于近年來，燃煤電廠為了自身利益，鍋爐燃用的煤質(zhì)大多進(jìn)行摻混且劣于原設(shè)計煤種，因此，在使用低氮燃燒技術(shù)改造之前，首先應(yīng)充分評估鍋爐現(xiàn)有主要燃用煤種和常用煤種，在改造可行性論證中由于煤種選定不當(dāng)造成改造后NO 減排效果不明顯并產(chǎn)生新的問題的不乏其數(shù)，其次是對在運鍋爐進(jìn)行摸底試驗，充分評估鍋爐運行中存在的燃燒性能、蒸汽參數(shù)、受熱面壁溫、結(jié)焦結(jié)渣、運行調(diào)整、熱工自動等方面的問題，提出科學(xué)合理改造預(yù)期目標(biāo)，權(quán)衡鍋爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)，逐漸解決現(xiàn)有問題，杜絕新問題出現(xiàn)。排放和效率對于鍋爐來說是一對矛盾體，為了排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，又不降低鍋爐熱效率，研發(fā)隊伍，通過優(yōu)化鍋爐受熱面的設(shè)計，在低氮排放的前提下，確保鍋爐效率不下降。

3.2 優(yōu)化調(diào)整，使用科學(xué)的燃燒方法

鍋爐低氮燃燒器經(jīng)過改造后，燃燒器的型式已確定，但是在鍋爐不同的條件下，燃燒不同的煤種產(chǎn)生的 NO 的量也會不同，由此可見起主導(dǎo)作用的是鍋爐的運行方式。因此，為了降低 NO 的排放量，必須人們優(yōu)化調(diào)整燃燒方法，并且在滿足環(huán)保排放要求的前提下要程度兼顧運行經(jīng)濟(jì)性。該燃料屬水容性液體，泄露容易發(fā)現(xiàn)，用水即可稀釋，著火時用水澆即可熄滅，不會引發(fā)的危險，也不會因泄露而引發(fā)事件。

3.2.1 鍋爐內(nèi)分層配煤混合燃燒

在保證排放氣體的濃度符合環(huán)保要求并且燃燒穩(wěn)定的情況下，要使用的煤種，在爐內(nèi)分層燃燒，既可保證鍋爐的穩(wěn)定性也可以控制 NO 的產(chǎn)生。

3.2.2 優(yōu)化熱工的自動控制

利用低氮技術(shù)改造后，鍋爐內(nèi)的燃料燃燒時間變長，因此要優(yōu)化調(diào)整熱工的控制系統(tǒng)和控制曲線。根據(jù)鍋爐在實際工作中出現(xiàn)的問題，應(yīng)該優(yōu)化所需的控制曲線及控制系統(tǒng)，改善其在有負(fù)荷時的響應(yīng)能力。

3.2.3 持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整

鍋爐低氮燃燒技術(shù)改造后，除與燃用煤種有關(guān)外，主要與鍋爐的運行方式有關(guān)，鍋爐運行氧量、配風(fēng)方式、磨煤機(jī)運行組合方式等在煤種變化和負(fù)荷變化后都要進(jìn)行摸索優(yōu)化，根據(jù)鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整試驗，當(dāng)煤質(zhì)有較大變化后，一般需近兩個月的調(diào)整，才能摸索出環(huán)保排放指標(biāo)和運行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均兼顧的規(guī)律，因此持續(xù)燃燒優(yōu)化調(diào)整是必不可少。目前被大家公認(rèn)，并已在各燃煤機(jī)組鍋爐上廣為應(yīng)用的降NO方法，主要是燃燒中脫氮的低氮燃燒技術(shù)加燃燒后脫氮的煙氣脫硝技術(shù)。

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結(jié)束語

改造鍋爐低氮燃燒器的時間較短，問題暴露的還不完全，同時我們對問題的認(rèn)識還不充分，對處理問題的經(jīng)驗還不足，為緩解燃煤發(fā)電廠的環(huán)保壓力，降低NO 的減排技術(shù)沿需進(jìn)一步研究和發(fā)展，減少發(fā)電廠的環(huán)保壓力，更為重要的是在新的減排技術(shù)和環(huán)保設(shè)施應(yīng)用后產(chǎn)生的問題處理能力要進(jìn)一步提升，為燃煤發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展?fàn)幦「蟮沫h(huán)保效益。這主要表現(xiàn)在以下兩個方面：1、純從燃燒角度來講，鍋爐采用空氣分級低氮燃燒技術(shù)改造之后，燃燒延遲，火焰中心上移，爐膛出口煙溫上升，鍋爐的過熱汽溫、再熱汽溫上升。

由于傳統(tǒng)鍋爐不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保要求，大部分地區(qū)都采取了低氮燃燒技術(shù)改造的方式來響應(yīng)我國當(dāng)前在環(huán)保方面的政策，為滿足環(huán)保指標(biāo)要求，更是抓住這次機(jī)會，蓄力揚(yáng)帆，逐夢起航。

環(huán)保鍋爐改造的“熱潮”使一批進(jìn)口燃燒器品牌進(jìn)入中國市場，而中國國產(chǎn)品牌燃燒機(jī)也層出不窮。充分的預(yù)混合，讓爐膛內(nèi)火焰短，降低了燃燒溫度，從而減少了熱力型氮氧化物的產(chǎn)生。煙氣再循環(huán)低氮燃燒器曾經(jīng)在北京財貿(mào)大學(xué)校區(qū)鍋爐房內(nèi)的法羅力熱水鍋爐改造中使用，降低了鍋爐材料成本，在一定程度上避免酸腐蝕及電器部件短路損害風(fēng)險；而北京動車段一場也曾安裝魅焰燃燒器，魅焰燃燒技術(shù)的運用使低氮排放的同時 CO 排放近乎為零，并且還延長了鍋爐使用壽命。從表面燃燒技術(shù)到煙氣再循環(huán)技術(shù)到魅焰燃燒技術(shù)等，每一次的改造都實現(xiàn)了 NOx排放低于30mg/m3的目標(biāo)。

（北京）能源設(shè)備技術(shù)有限公司成立至今就一直奉行超越自己比超越對手更有意義的研發(fā)理念，在研發(fā)的過程中，不斷超越自己。專家預(yù)測，隨著北京鍋爐排放新標(biāo)準(zhǔn)的實施，低氮燃燒器會在未來3到5年內(nèi)派上大用場，用來提升大批小區(qū)供熱燃?xì)忮仩t的排放清潔度。主要做的是NOx排放低于30mg/m3的燃燒器，適用于輸出功率0.5~165噸（0.35~116MW）的工業(yè)鍋爐及熱載體爐，涵蓋煙氣再循環(huán)技術(shù)，魅焰燃燒技術(shù)及表面燃燒技術(shù)，同時還為相關(guān)行業(yè)企業(yè)提供技術(shù)咨詢，運用自身豐富的低氮燃燒技術(shù)經(jīng)驗為我國的環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

氮燃燒器改造的鍋爐是傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t更新?lián)Q代的產(chǎn)品，是經(jīng)典款式的無限升級，低碳燃燒器將再次揚(yáng)帆起航，以自主知識產(chǎn)權(quán)、注冊品牌與商標(biāo)的優(yōu)勢，依托嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腃FD設(shè)計方法，嚴(yán)格要求于生產(chǎn)、組裝、電路設(shè)計及自動化集成的每一個環(huán)節(jié)，砥礪前行，超低氮燃燒技術(shù)，一往無前。以鏈條爐為代表的層燃爐NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3，煤粉工業(yè)鍋爐為室燃鍋爐，NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。

通過將低氮氧化物排放燃燒器與先進(jìn)的SLATETM燃燒器管理系統(tǒng)集成，超低氮氧化物排放鍋爐燃燒器在全功率段可實現(xiàn)超低氮氧化物排放，并可接受在線監(jiān)測，同時可以幫助節(jié)約2%至3%的燃料消耗。聚能氫油為透明液體，無毒、無味、無壓力、零下四十度不結(jié)冰，四季無需更換，燃燒時對人體無毒，儲存方便無需高壓鋼瓶（不銹鋼箱、塑料桶均可存放），具有較強(qiáng)的抗爆性能。這對于1至4噸的鍋爐市場來說，是十分理想的選擇。此外，獨特的一體式設(shè)計還能為鍋爐應(yīng)用節(jié)省更多空間，且非常易于安裝和維護(hù)。

過程控制部大中華區(qū)副總裁兼總經(jīng)理陳延表示：一直致力于通過先進(jìn)的技術(shù)和服務(wù)支持中國經(jīng)濟(jì)的長期增長。為了節(jié)省陳本，偷工減料，造成燃燒器噴油嘴噴油不均勻，燃燒器排放污染物不達(dá)標(biāo)。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，國內(nèi)的客戶對于環(huán)境友好型的燃燒器解決方案需求也在與日俱增。系列超低 氮氧化物排放鍋爐燃燒器應(yīng)運而生，能夠很好地滿足中國客戶的這一需求。非常榮幸的是，是少數(shù)可以提供整套超低排放解決方案的公司之一。”

中國政府對燃燒供熱行業(yè)制定了頗為嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)。這個很多市民都沒有聽說過的名詞，其實正是北京華盛經(jīng)緯科技發(fā)展有限公司引進(jìn)的一項環(huán)保新技術(shù)，已初步試驗成功，燃?xì)忮仩t氮氧化物排放濃度可以降低到30毫克/立方米以下。北京市環(huán)保局新出臺的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，自2017年4月1日起，新建商業(yè)及工業(yè)鍋爐的氮氧化物排放不得高于每立方米30 毫克。行業(yè)內(nèi)兩種主要的傳統(tǒng)技術(shù) -- 煙氣再循環(huán)（FGR）技術(shù)和表面燃燒技術(shù) -- 都不能完全滿足低排放要求，同時還犧牲了燃燒效率。系列是采用全新、獨特燃燒器技術(shù)且實現(xiàn)超低氮氧化物排放的系統(tǒng)，并通過集成SLATE燃燒器管理系統(tǒng)讓整個燃燒過程更加經(jīng)濟(jì)、、靈活和安全。

此外，還擁有互聯(lián)功能，可實時采集和上傳數(shù)據(jù)以便進(jìn)行分析，進(jìn)而顯著提升系統(tǒng)的運行、服務(wù)和故障診斷等能力。系列還可提供獨特的分體式設(shè)計。相比于傳統(tǒng)技術(shù)，該設(shè)計不需要附加設(shè)備，可以避免風(fēng)險及其它影響，更加適用于燃燒器的升級改造項目。

燃燒器電磁閥是機(jī)電操作的閥門。煙氣外循環(huán)(FGR)是燃燒器中一種非常有效降低氮氧化物排放的技術(shù),該技術(shù)對燃?xì)馊紵餍Ч貏e顯著。電流通過螺線管控制閥門。油壓控制燃燒器電磁閥是水性和氣態(tài)流體中的控制元件。它們用于汽車，油氣，水處理等各種行業(yè)垂直行業(yè)。他們的任務(wù)是關(guān)閉，釋放，劑量，分配或混合液體。油壓控制燃燒器電磁閥可以通過電流通過螺線管進(jìn)行控制，從而產(chǎn)生一個磁場來打開或關(guān)閉柱塞機(jī)構(gòu)。它們主要用作需要調(diào)節(jié)液體和氣體流速的系統(tǒng)和電機(jī)中的控制裝置。油壓控制燃燒器電磁閥用于流體動力氣動和液壓系統(tǒng)，用于控制氣缸，流體動力馬達(dá)或更大的工業(yè)閥門。這些油壓控制燃燒器電磁閥執(zhí)行各種任務(wù)，包括釋放，關(guān)閉，混合或分配流體等。油壓控制燃燒器電磁閥提供快速，安全的開關(guān)，高可靠性，長使用壽命，所用材料的中等兼容性，低控制功率和緊湊的設(shè)計。

燃燒器電磁閥的全球市場正在蓬勃發(fā)展，很多燃燒器廠家因為其應(yīng)用和各行業(yè)的使用顯著增加。工業(yè)燃燒器電磁閥市場的關(guān)鍵行業(yè)包括油氣，水處理，化工，制藥等。

燃燒器電磁閥全球市場的其他驅(qū)動因素是新的控制設(shè)計，流量系統(tǒng)的自動化和低功耗。煤粉工業(yè)鍋爐可結(jié)合室燃鍋爐的特點，采用濃淡燃燒、空氣分級、煙氣再循環(huán)等多種手段實現(xiàn)低氮燃燒。隨著其使用的各種行業(yè)或行業(yè)的不斷發(fā)展，需要改進(jìn)油壓控制燃燒器電磁閥的設(shè)計結(jié)構(gòu)。這也導(dǎo)致了功率消耗低的閥門的推導(dǎo)。燃燒器電磁閥市場的另一個驅(qū)動因素是流量系統(tǒng)的自動化。無論是任何行業(yè)，自動化都在上升。這種流量系統(tǒng)的自動化將成為油壓控制燃燒器電磁閥市場的催化劑。

隨著新技術(shù)的進(jìn)步，全球工業(yè)燃燒器電磁閥市場將繼續(xù)增長。氮是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對氮的生成有較大影響，因此可以通過改進(jìn)燃燒技術(shù)來降低氮，其主要途徑如下：選用N含量較低的燃料，包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料。這導(dǎo)致了具有改進(jìn)的特征和性能的閥的制造，例如微型微型閥，定制閥和夾管閥。因此，對流體控制需求的需求增加。因此，技術(shù)的改進(jìn)和提供越來越多的改進(jìn)的行業(yè)特定閥門將觸發(fā)具有更好特征的閥門的需求。

油壓控制燃燒器電磁閥的另一個重要驅(qū)動因素是政府對石油和行業(yè)的法規(guī)越來越多。政府規(guī)定優(yōu)先考慮安全因素。因此，閥門的安全特性得到改善，例如檢測內(nèi)部和外部的泄漏。以上所有因素將有助于全球油壓控制燃燒器電磁閥市場的發(fā)展。

油壓控制燃燒器電磁閥市場面臨的挑戰(zhàn)之一是使用時的環(huán)境條件。煙氣再循環(huán)低氮燃燒器曾經(jīng)在北京財貿(mào)大學(xué)校區(qū)鍋爐房內(nèi)的法羅力熱水鍋爐改造中使用，降低了鍋爐材料成本，在一定程度上避免酸腐蝕及電器部件短路損害風(fēng)險。它可能對控制閥的整體效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響。過時的控制閥也可能會造成諸如性能差，不符合現(xiàn)行規(guī)定等問題。油壓控制燃燒器電磁閥市場還有一些障礙是電源故障問題，不均勻的壓力情況和錯誤或不受控制的電壓。建立有效的物流供應(yīng)系統(tǒng)也是一個重要的挑戰(zhàn)。

化工和石油化工垂直將繼續(xù)主導(dǎo)全球油壓控制燃燒器電磁閥市場。

此外，在發(fā)電廠中使用的閥門設(shè)備的選擇也越來越大。

隨著對石油和行業(yè)的投入不斷增長，對油壓控制燃燒器電磁閥的需求將繼續(xù)增長。這是因為他們從開采中獲得應(yīng)用，直到通過煉油和油站和倉庫到達(dá)終客戶。

技術(shù)驅(qū)動全球燃燒器電磁閥業(yè)績增長，工業(yè)燃燒器成本望提高！

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