低污染燃烧技术的特点及其应用的典型事例

目前国内外均对先进的低污染燃烧技术付以很大的重视和相当多的研究力量，尤其是低污染媒粉燃烧技术。迄今为止，煤粉燃烧方式能使燃烧效率达到98%～99%或更高，而且它的设备投资相对较小，对我国众多的煤种又较能适应，是技术上较成熟的煤炭燃烧方式。采用煤粉燃烧方式的发电厂的建设速度比其它方式快，能适应我国经济建设的高速发展。因此，目前和今后相当长一段时间内煤粉燃烧所耗费的煤占全国煤煤粉燃烧炭消费中的份额将仍占较大比例，而且还会有所增长。

2 控制燃煤SO2和NOx的排放是当务之急的大事

采用煤粉燃烧的是总数量不多的集中的烧煤大户，比起分散在很多中小型企业和居民中的用户，易于要求他们对煤的燃烧实现污染控制。可以设想，如果把全国SO2以及NOx中烧煤排放出的约30%也分布到零散的几百或几千倍数量的用户中去，那就更难以控制和治理SO2和NOx的排放了。正因为采用煤粉燃烧方式的发电厂是集中的烧煤大户，是相对地易于采取技术措施来减少SO2和NOx排放的目标，就应该付以更多的注意力和给以更大的技术扶持，以便使全国更快地减少SO2和NOx的排放。

我国煤粉燃烧设备绝大部分未采用低NOx燃烧技术， NOx是众所周知的有毒气体，有害生态环境，同时也会有和SO2相仿的影响，加大雨水的酸度，加重酸雨的危害。我国雨水形成酸度主要原因是烧煤排放SO2，我国大气中含NOx的来源也同样主要是烧煤。目前中国烧煤发电厂的NOx排放浓度远高于西方发达国家，原因在于没有采取低NOx燃烧方法。如果能对此作出改进，既花钱不多，又能对大气中减少NOx很快见效，这是应该及早加紧治理的。

3 低污染燃烧技术的特点

如前所述，我国的用煤大户是烧煤发电厂。西方国家已开始在新建的烧煤发电厂中尽量采用循环流化床燃烧方式，可以有效地减少SO2和NOx的排放量。

低污染煤粉燃烧方式除了具有燃烧效率可高达98%～99%这原来就有的优点之外，还应该要求先进的煤粉燃烧技术：(1)对不同的煤种都具有良好的火焰稳定性，应该能在调峰运行时低到50%的额定负荷下仍能稳定燃烧而且安全可靠和不结渣;(2)应该比普通的煤粉燃烧设备能降低NOx排放量1/3以上(最好能1/2以上);(3)应该能配以投资费用不高、日常运行费用也较低的脱硫装置。

西方发达国家为使煤粉锅炉燃烧稳定常常加用油燃烧器，在煤粉火焰附近喷入辅助用油。因为西方发达国家常从国外购入大量燃料油，按单位发热量折算其价格和煤价差别不是很悬殊，煤粉锅炉中烧一些油是不在乎的。这情况不同于我国，我国的产油量较少而宝贵，能源立足于自力更生，油价是煤价的好几倍。为了尽量节约用油，我们的国策是希望尽量的以煤代油，因此十多年以来我国煤粉锅炉的燃烧稳定技术蓬勃发展，研究开发了适台我国国情的多种煤粉火焰稳定技术，取得了西方发达国家也嘱目的技术进步，更为我国烧煤发电厂取得了巨大的经济效益。较早研究和开发的还有夹心风煤粉燃烧器和钝体稳燃器，以后又开发了大速差射流煤粉燃烧器、多功能(船形体)煤粉燃烧器、附壁射流煤粉燃烧器、稳燃腔钝体煤粉燃烧器和几种浓淡分股煤粉燃烧器等。这些煤粉燃烧技术都各有特色，都是我国独立研究开发的，已分别在一定范围内推广应用并取得了经济效益，节约了大量燃料油。事实证明，这种燃烧技术能应用于褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤和含灰量达50%的劣质煤。在所烧煤种变动和负荷变动下均有良好的煤粉火焰稳定性。

4 低污染燃烧技术应用实例

为具体地进行技术经济上的说明，下面就以已在我国58个发电厂中推广应用了的船形体煤粉燃烧器作为实例进行技术经济分析。

蒸发量为670吨/时的煤粉锅炉上采用切圆燃烧方式的直流燃烧器，携带煤粉的一次风气流喷口共分为四层布置在燃烧室的四角，此锅炉共有一次风煤粉喷口6个。为采用低NOx煤粉燃烧技术，只需把这16个一次风喷口改为带船形体的直流煤粉燃烧器，需加装16个船形体，每个价格为2000元，16个共3.2万元，(合金铸钢的喷口带船形体每个价格为7000元，16个共11.2万元)，再加上施工费用和技术转让费用，16个燃烧器的改造总费用不会超过20万元。目前发电厂购置一台670t煤粉锅炉的散件出厂价约为5500万元，建设成整套锅炉装置约需1.1亿元。对670t/h锅炉原有的全部煤粉燃烧器改装成此种低NOx燃烧方式仅需20万元，只占原锅炉出厂价的0.36%，占整套锅炉装置的0.18%，占全套发电机组的投资就只有0.03%了。由此实例可以证实低NOx煤粉燃烧技术的确几乎不需要增加发电厂的投资。此处引述的投资费用并非个别例证，而是已经大量实际应用的统计数据。这也是西方发达国家在燃煤发电厂中广泛采用低NOx煤粉燃烧技术的原因，虽然西方国家现已采用的低NOx燃烧设备的价格是我国上述设备的几倍，但也还是只占全套发电机组投资的极小部分，西方投资人为了减少NOx的排放是不会计较这极小的投资增加量的。西方目前在切圆燃烧方式四角布置的煤粉燃烧器上，应用的低NOx燃烧技术最通常的方法是采用PM型煤粉燃饶器和增加火上风(简称OFA)。我国引进的黄台发电厂煤粉锅炉用的三菱-CE技木就是这一种，也几乎不增加锅炉的投资费用，采用此技术确能降低NOx的排放，但是PM煤粉燃烧器却有一些小缺点，就是锅炉的飞灰不完全燃烧热损失略有增加(约<0.5%=。我国自行开发的船形体煤粉燃烧技术，经过多次测定可减少NOx排放30%～60%，而不增加飞灰不完全燃烧热损失。这方面的几项研究开发工作目前还在我国好几个单位中进行着，估计将来还会有更好的成绩。

参考文献

1 毕玉森等，对我国电站锅炉氮氧化物排放的评价，电力技术，1992(1)

2 郑巧生译，巴危公司的低成本NOx控制技术、锅炉技术，1995(5)

3 庄永茂、施惠邦，燃烧与污染控制[M]同济大学出版社，1998