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[摘 要]本文对快速型、燃料型、热力型氮氧化物的生成机理进行了详细的阐述，针对某台680t/h的锅炉进行了试验，对燃烧过程中与氮氧化物排放量有效的各项因素进行了分析。经实验研究发现，于燃烧器位置设置二次风、引入水平浓淡燃烧技术并进行适当的优化调整，能够实现氮氧化物排放量的进一步降低。在锅炉效率保持不变的情况下，调整优化燃烧锅炉燃烧机理，能够有效降低氮氧化物排放量。
[关键词]氮氧化物 优化调整 锅炉
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0064-02
随着我国社会经济的不断发展，能够问题与生态环境问题越来越引起人们的广泛关注，生态环境与经济建设之间的协调是当前我国推动可持续发展的重要工作之一。燃烧电厂所排放的氮氧化物对于人体健康和生态环境有着极大的危害，并且很难处理，是污染排放的重点控制对象。
1、氮氧化物的生成机理
氮氧化物主要指一氧化氮和二氧化氮，其次是三氧化二氮，氧化氮以及五氧化二氮等。在发电厂燃烧煤粉的过程中，氮氧化物主要有两条生成途径，即在高热火焰的作用下，煤中所含有的氮氧化物产生热分解，进而生成氮氧化物；其次是空气中的氮在燃烧过程的高温作用下与氧结合生成氮氧化物。在煤粉锅炉所生成的氮氧化物中，95%是一氧化氮，5%为二氧化氮，三氧化二氮，氧化氮以及五氧化二氮的占比极少。锅炉的运行方式、温度水平、燃烧设备以及容量与结构与氮氧化物的生成量有着直接的关系。
锅炉在燃烧过程中主要生成三种类型的氮氧化物，即快速型氮氧化物、燃料型氮氧化物和热力型氮氧化物。
1.1热力型氮氧化物的生成
热力型氮氧化物指的是空气中所含有的氮在燃烧过程中所形成的氮氧化物。捷里道维奇是最早发现热力型氮氧化物生成机理的科学家，热力型氮氧化物的生成机理具有如下：
N2+O→N+NO
O2+N→O+NO
热力型氮氧化物的生成速率遵循Arrhenius定律，具体表达方式如下所示：
上式将反应时间记为t；将反应温度记为T；将一氧化氮的浓度记为c（NO），将氧气的浓度记为为C（O2），将氮气的浓度记为c（N2）。
根据上式能够发现，与热力型氮氧化物生成量有关的因素主要有反应时间、氧气的浓度以及燃烧反应的温度，其中与氮氧化物生成量关系最为密切的是温度因素。根据现在的技术经验可知，热力型氮氧化物在1350℃的狀态下生成量最小，热力型氮氧化物随着温度的上升生成量迅速增加，在1600℃的高温状态下，热力型氮氧化物生成量占总氮氧化物生成量的25%～30%。
1.2燃烧型氮氧化物的生成
燃料型氮氧化物在煤粉锅炉所生成的全部氮氧化物中约占70%～80%。通常情况下，燃料型氮氧化物指的是在燃烧过程中，燃料中所含有的氮氧化物经过热分解与氧化作用所生成的氮氧化物，在些过程中也涉及到一部分一氧化氮的还原反应。燃料型氮氧化物的还原与生成机理比较复杂，其生成过程可以简单表述如图1-1所示。
燃料型氮氧化物的还原与生成一方面与煤中氮化物状态、煤种的特性有关，同时也与燃烧温度和氧的浓度有关。
1.3快速型氮氧化物的生成
快速型氮氧化物由N2分子与CH原子团发生撞击所形成的，该过程会产生HCN类化合物，再经过氧化后生成氮氧化物，由于该反应所花费的时间比较短，因此所产生的氮氧化物被称为快速型氮氧化物，生产流程如下所示。
快速型氮氧化物生成量受温度的影响相对较小，相比于燃料型和热力型氮氧化物生成量来说，快速型氮氧化物生成量相对较少。
1.4火焰温度与氮氧化物生成量之间的关系
通常情况下，快速型氮氧化物、燃料型氮氧化物与势力型氮氧化物生成量与火焰温度之间的关系，如图1-2所示
2、锅炉燃烧调整对氮氧化物排放量的影响
2.1锅炉的概况
本次研究针对某台680t/h锅炉进行了研究，该锅炉煤粉燃烧器采用切圆燃烧工艺，炉膛中心与四角燃烧器中心呈两个相切的假想切圆同，其直径分别为391mm和736mm，燃烧器的布置和结构采用低氮氧化物燃烧技术，能够有效降低氮氧化物排放量。
2.2试验方法
借助网格法分别于预热器进、出口位置采集烟气，在对烟气进行混合处理后进行分析。预热器排烟温度和进口温度通过网格法进行测量，于捞渣机出口采集炉渣，于空气预热器出口采集飞灰。采用反平衡法对锅炉效率进行计算。在 条件下计算氮氧化物浓度。
3、试验分析
炉膛压差对氮氧化物排放量的影响
保持磨煤机组合方式、氧量、配风方式以及锅炉负荷不变，通过炉膛压力与二次风箱之间的差压 进行试验，得到如表1所示的结果。
根据表2可知，在 较高时，锅炉总排放量与氮氧化物生成量之间呈正比；在 比较低的情况下，氮氧化物生成量增加。
3.2氧量对于氮量化物排放量的影响
保持锅炉磨煤机组合方式、炉膛压差、配风方式以及负荷保持不变，以调节送风量的方式改变锅炉氧量，得到如图3-2所示的结果。
根据表3-2可知，锅炉氮氧化物排放量与 之间呈正比，在 达到一定水平后，氮氧化物排放量增长趋缓。随着 进一步增大，风量随之增加，降低了火焰温度，势力型氮氧化物生成量降低，氮氧化物总排放量趋于平稳，若进一步增加 ，氮氧化物生成量将进一步降低。
4、结束语
当前我国由于治理资金的匮乏以及环保决策的滞后，我国在氮氧化物的治理工作方面仍然面临较大的压力，需要采用燃烧调整的方式来对氮氧化物的排放量进行有效的控制，这对于降低整体污染物的排放量也有着十分重要的意义。
参考文献
[1]韩宝彬.浅谈锅炉燃烧调整对氮氧化物排放的影响[J].机电信息，2015（12）：100-102.
[2]吴剑恒，何宏舟，俞金树.燃烧调整对中温分离循环流化床锅炉氮氧化物排放浓度的影响[J].福建建材，2014（12）：1-4+12.
[3]周凯，黄党伟，张立新.燃烧调整对水冷振动炉排锅炉氮氧化物排放的影响[J].锅炉制造，2012（01）：9-11.
[关键词]氮氧化物 优化调整 锅炉
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0064-02
随着我国社会经济的不断发展，能够问题与生态环境问题越来越引起人们的广泛关注，生态环境与经济建设之间的协调是当前我国推动可持续发展的重要工作之一。燃烧电厂所排放的氮氧化物对于人体健康和生态环境有着极大的危害，并且很难处理，是污染排放的重点控制对象。
1、氮氧化物的生成机理
氮氧化物主要指一氧化氮和二氧化氮，其次是三氧化二氮，氧化氮以及五氧化二氮等。在发电厂燃烧煤粉的过程中，氮氧化物主要有两条生成途径，即在高热火焰的作用下，煤中所含有的氮氧化物产生热分解，进而生成氮氧化物；其次是空气中的氮在燃烧过程的高温作用下与氧结合生成氮氧化物。在煤粉锅炉所生成的氮氧化物中，95%是一氧化氮，5%为二氧化氮，三氧化二氮，氧化氮以及五氧化二氮的占比极少。锅炉的运行方式、温度水平、燃烧设备以及容量与结构与氮氧化物的生成量有着直接的关系。
锅炉在燃烧过程中主要生成三种类型的氮氧化物，即快速型氮氧化物、燃料型氮氧化物和热力型氮氧化物。
1.1热力型氮氧化物的生成
热力型氮氧化物指的是空气中所含有的氮在燃烧过程中所形成的氮氧化物。捷里道维奇是最早发现热力型氮氧化物生成机理的科学家，热力型氮氧化物的生成机理具有如下：
N2+O→N+NO
O2+N→O+NO
热力型氮氧化物的生成速率遵循Arrhenius定律，具体表达方式如下所示：
上式将反应时间记为t；将反应温度记为T；将一氧化氮的浓度记为c（NO），将氧气的浓度记为为C（O2），将氮气的浓度记为c（N2）。
根据上式能够发现，与热力型氮氧化物生成量有关的因素主要有反应时间、氧气的浓度以及燃烧反应的温度，其中与氮氧化物生成量关系最为密切的是温度因素。根据现在的技术经验可知，热力型氮氧化物在1350℃的狀态下生成量最小，热力型氮氧化物随着温度的上升生成量迅速增加，在1600℃的高温状态下，热力型氮氧化物生成量占总氮氧化物生成量的25%～30%。
1.2燃烧型氮氧化物的生成
燃料型氮氧化物在煤粉锅炉所生成的全部氮氧化物中约占70%～80%。通常情况下，燃料型氮氧化物指的是在燃烧过程中，燃料中所含有的氮氧化物经过热分解与氧化作用所生成的氮氧化物，在些过程中也涉及到一部分一氧化氮的还原反应。燃料型氮氧化物的还原与生成机理比较复杂，其生成过程可以简单表述如图1-1所示。
燃料型氮氧化物的还原与生成一方面与煤中氮化物状态、煤种的特性有关，同时也与燃烧温度和氧的浓度有关。
1.3快速型氮氧化物的生成
快速型氮氧化物由N2分子与CH原子团发生撞击所形成的，该过程会产生HCN类化合物，再经过氧化后生成氮氧化物，由于该反应所花费的时间比较短，因此所产生的氮氧化物被称为快速型氮氧化物，生产流程如下所示。
快速型氮氧化物生成量受温度的影响相对较小，相比于燃料型和热力型氮氧化物生成量来说，快速型氮氧化物生成量相对较少。
1.4火焰温度与氮氧化物生成量之间的关系
通常情况下，快速型氮氧化物、燃料型氮氧化物与势力型氮氧化物生成量与火焰温度之间的关系，如图1-2所示
2、锅炉燃烧调整对氮氧化物排放量的影响
2.1锅炉的概况
本次研究针对某台680t/h锅炉进行了研究，该锅炉煤粉燃烧器采用切圆燃烧工艺，炉膛中心与四角燃烧器中心呈两个相切的假想切圆同，其直径分别为391mm和736mm，燃烧器的布置和结构采用低氮氧化物燃烧技术，能够有效降低氮氧化物排放量。
2.2试验方法
借助网格法分别于预热器进、出口位置采集烟气，在对烟气进行混合处理后进行分析。预热器排烟温度和进口温度通过网格法进行测量，于捞渣机出口采集炉渣，于空气预热器出口采集飞灰。采用反平衡法对锅炉效率进行计算。在 条件下计算氮氧化物浓度。
3、试验分析
炉膛压差对氮氧化物排放量的影响
保持磨煤机组合方式、氧量、配风方式以及锅炉负荷不变，通过炉膛压力与二次风箱之间的差压 进行试验，得到如表1所示的结果。
根据表2可知，在 较高时，锅炉总排放量与氮氧化物生成量之间呈正比；在 比较低的情况下，氮氧化物生成量增加。
3.2氧量对于氮量化物排放量的影响
保持锅炉磨煤机组合方式、炉膛压差、配风方式以及负荷保持不变，以调节送风量的方式改变锅炉氧量，得到如图3-2所示的结果。
根据表3-2可知，锅炉氮氧化物排放量与 之间呈正比，在 达到一定水平后，氮氧化物排放量增长趋缓。随着 进一步增大，风量随之增加，降低了火焰温度，势力型氮氧化物生成量降低，氮氧化物总排放量趋于平稳，若进一步增加 ，氮氧化物生成量将进一步降低。
4、结束语
当前我国由于治理资金的匮乏以及环保决策的滞后，我国在氮氧化物的治理工作方面仍然面临较大的压力，需要采用燃烧调整的方式来对氮氧化物的排放量进行有效的控制，这对于降低整体污染物的排放量也有着十分重要的意义。
参考文献
[1]韩宝彬.浅谈锅炉燃烧调整对氮氧化物排放的影响[J].机电信息，2015（12）：100-102.
[2]吴剑恒，何宏舟，俞金树.燃烧调整对中温分离循环流化床锅炉氮氧化物排放浓度的影响[J].福建建材，2014（12）：1-4+12.
[3]周凯，黄党伟，张立新.燃烧调整对水冷振动炉排锅炉氮氧化物排放的影响[J].锅炉制造，2012（01）：9-11.