等离子低氮燃烧技术特点及其应用分析

伴随着我国火力发电行业的快速发展，火电厂氮氧化物的排放量迅速增加。等离子低氮燃烧技术，是在煤粉锅炉等离子体点火及稳燃技术基础上发展起来的一种全新概念的低氮燃烧技术。该技术可以在不降低锅炉效率的前提下，大幅度降低锅炉NOx的排放。对等离子低氮燃烧的技术特点进行了概述，介绍了其在电厂中的应用情况，并对其降低SCR脱硝成本进行了分析。

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引言

《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）要求新建机组NOx排放低于100mg/Nm3。目前，NOx排放的技术措施按作用位置可分为两大类：第一类称为炉内脱硝，其特征是通过各种技术手段，控制燃烧过程来降低NOx的排放；第二类是尾部脱硝，又称为烟气净化技术，其特征是把尾部烟气中已经生成的NOx还原[1]。电站锅炉大多采用低氮燃烧技术+烟气脱硝方式降低NOx的排放，但低氮燃烧技术又存在不同，NOx排放浓度差别也很大。

1 等离子低氮燃烧技术的特点

等离子低氮燃烧技术，是在煤粉锅炉等离子体点火及稳燃技术基础上发展起来的一种全新概念的低氮燃烧技术。煤粉锅炉等离子体点火及稳燃技术利用温度很高的等离子体在燃烧器内直接点燃煤粉，可以节约大量的锅炉启动用油。采用该技术的等离子体煤粉燃烧器在实现煤粉内燃的同时，与现在主流的空气整体分级燃烧、燃料分级燃烧等低氮燃烧技术相结合，可以在不降低锅炉效率的前提下，大幅度降低氮氧化物的排放。

等离子低氮燃烧器降低NOx排放的主要原因在于可以使空气分级、燃料分级等措施“深度到位”，从而实现了与常规低氮燃烧技术相比，具有较高脱硝性能和较好的安全经济性[2]。其降低NOx排放的主要原理如下：

（1）深度分级送风与低氧燃烧过程。全炉空气送入量和送入方式，采用了多点、多区、多角度送风，且可控制不同区段有不同的掺混率。高度方向上，下自底部二次风口，上至顶部燃尽风采用多组多喷口小流量的设计原则。在水平方向相对独立的近壁区射流，实现了沿炉体高度逐步掺混，优于各类偏转二次风方式。全炉燃烧过程均采用了低于常规燃烧过程的氧量（视燃煤与炉型而定）。

（2）扩大了还原气氛区和还原燃烧区。在高度方向上以一次风粉为中心组织了双还原区。它弥补了二维分布煤质和NOx针对性相关不足（如难燃煤后期混合差飞灰可燃物高），总体上加大了还原量和抑制焦炭NOx产生。在主燃烧区由于变异风粉布置型式，使煤粉较快析出挥发份和着火，迅速进入浓相区实现了部分NOx分解还原，加大了火焰内还原NOx的比重。在两个主燃烧区上方布置