影响燃煤锅炉氮氧化物NOX生成量因素分析

北极星环保网讯:氮氧化物NOX作为燃煤锅炉重要的污染物排放种类之一，在现阶段大力节能减排的趋势下如何尽量的控制NOX的生成量显得尤为重要。现阶段大型机组通常采用SCR等后期处理技术达到减少NOX排放量的目的。某厂也分别于2015年完成了脱硝技术改造，使得NOX的排放量实现了≤50mg\Nm3的限值。

但是由于技改设计的液氨耗量达不到要求，某机组在运行期间（特别是高负荷区域升负荷时）出现了由于大量耗氨造成的液氨蒸发槽入口结冰的现象，同时也造成了环保数据超标等重大异常，对某厂造成了较为恶劣的影响。在液氨供应系统设计缺陷还未解决之前，正确、恰当的运行调整则成了保证机组正常运行的重要手段。下面将从NOX产生的影响因素进行分析，以求在以后的调整过程中做到提前预控，确保环保限值不超标。

一、 NOX 的产生机理

在煤粉燃烧的过程中，NOX的生成量特别是排放量与燃烧的温度和燃烧区的过量空气系数密切相关，根据形成的条件不同大致可以分为燃料型、热力型、快速型三大类。

1、 燃料型NOX

顾名思义，燃料型NOX即为燃烧原料中含有的氮化合物与氧气反应结合生成的NOX，据统计，燃料型NOX在NOX排放总量中所占的比例为75%以上。而影响燃料型NOX生成量的因素主要有两点：燃煤挥发分含量及燃烧过程中的过量空气系数。

2、 热力型NOX

热力型NOX主要是由空气中的N2与O2反应产生，反应发生的必要条件是高温，随着温度的升高，热力型NOX的生成量会以几何倍数规律增长，而影响热力型NOX生成量的主要因素则是煤粉在炉内的停留时间和炉内的N2浓度有关。

3、 快速型NOX

燃料中的CH原子团撞击N2，产生CN化合物，CN化合物与O2进一步反应产生的NOX即为快速型NOX，这个反应较快，故称之为快速型NOX。但是快速型NOX在燃煤产生的NOX总量里占据很少比例。

二、调整过程中影响NOX生成的因素

1、过量空气系数（O2量）

某厂某机组400MW工况下，在机组负荷稳定时，脱硝入口NOX浓度（即SCR A侧和SCR B侧入口NOX浓度）随着锅炉氧量（过量空气系数）变化呈现正向的变化趋势。这即符合燃料型NOX的产生规律，燃料中的氮化合物与大量的O2发生反应进而产生大量的燃料型NOX。

目前某厂采用的HT-NR3型燃烧器采用的分级燃烧技术即是利用了此项原理：煤粉在燃烧器着火时需要的风量小于其正常燃尽所需的风量，在燃烧器区域形成了一种缺氧的着火环境，进而大量减小了NOX的生成量。

在日常的锅炉调整过程中，可以在允许的范围内尽量保证锅炉在较低的氧量范围内工作，一方面降低了锅炉总风量，降低了煤耗，另一方面降低了脱硝入口NOX的浓度，减轻了氨区耗氨的压力，也能保证环保参数不超限。

2、挥发分含量（煤质）

下面为某厂某机组500MW工况时SCR入口NOX含量与燃煤收到基挥发分之间的关系曲线。

由上图中曲线可以看出，随着锅炉燃煤挥发分的增加，脱硝SCR入口NOX的浓度呈现出稳步的下降趋势。分析原因可能有以下几点：

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