【热力发电】氮氧化物有几种、超标原因、怎样做预防措施

燃煤发电机组在锅炉熄灭过程中，会产生氮氧化物等污染物，氮氧化物会引发酸雨和硝酸盐堆积、光化学烟雾、毁坏臭氧层等危害。因而国度制定了严厉的排放规范，各企业需严控环保指标超标状况。目前普遍规定小时均值不允许超标，但是各企业在实践排放中，为防止环保指标有超标现象，均要求避免氮氧化物瞬时超标。

一、背景简介

1、 锅炉概略

某电厂锅炉为哈尔滨锅炉有限义务公司制造，型号为HG-1092/17.5-YM28，锅炉型式为亚临界参数、自然循环、一次中间再热、四角切圆熄灭、固态排渣、燃煤型汽包炉。脱硝采用选择性催化复原脱硝（SCR），该法脱硝效率高，价钱相对低廉，普遍应用在国内外工程中，成为电站烟气脱硝的主流技术。

2、 依据有关环保部门有关规则，本地域氮氧化物（NOx）排放小时均值必需到达≤50mg/Nm3，且应根绝瞬时超标现象。

3 、氮氧化物的产活力理

在煤粉炉产生的氮氧化物中，NO占有90%以上，NO2占5%-10%，产活力理普通分为如下三种。

（1）、 热力型NOx

熄灭时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支链锁反响。随着反响温度T的升高，其反响速率按指数规律增加。当T<1500℃时，NO的生成量很少，而当T>1500℃，T每增加100℃，反响速率增大6-7倍，亦即NO生成量增大6-7倍。

（2）、快速型NOx

快速型NOx是1971年Fenimore经过实验发现的。在碳氢化合物燃料熄灭在燃料过浓时，在反响区左近会快速生成NOx。

由于燃料挥发物中碳氢化合物高温合成生成的CH自在基能够和空气中N2反响生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其构成时间只需求60ms，所生成的量与炉膛压力的0.5次方成正比，与温度的关系不大。

上述两种氮氧化物都不占NOx的主要局部，不是主要来源。

（3）、 燃料型NOx

由燃料中氮化合物在熄灭中氧化而成。由于燃料中氮的热合成温度低于煤粉熄灭温度，在600-800℃时就会生成燃料型NOx，它在煤粉熄灭NOx产物中占60-80%。

在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN和NHi等中间产物基团，然后再氧化成NOx 。

由于煤的熄灭过程由挥发份熄灭和焦炭熄灭两个阶段组成，故燃料型NOx的构成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两局部组成。

4、 影响NOx生成量的主要要素

（1）、 温度的影响

温度是影响最重要的一个要素，特别是到达某温度后，NOx的生成量与温度成指数关系。该温度称为“边境温度”，在煤粉熄灭安装常规氧量运转条件下，这个“边境温度”大约为1300℃。

（2）、 燃料含氮量

熄灭时，燃料中的含氮成分与含氧物质发作反响的生成物有两种可能，构成一氧化氮，与含氮的物质反响（主要是NO自身） 构成氮分子。

不同种燃料转化率不一样，而关于同一种燃料，燃料氮的转换率随着氮含量的增加而降低。虽然随着氮含量的增加，燃料氮的转换率降低，但NOx排放总量却会增加。

（3）、 过量空气系数

普通而言，过量空气系数高将招致NOX生成量高，由于参与反响的O2充足。但太高将由于温度降落产生相反的影响。

（4）、 停留时间

化学反响需求一定的时间完成，到达一定时间后，氮氧化物生成量将不再进步。

二、氮氧化物瞬时超标的缘由

1、在机组升、降负荷过程中，因机组谐和方式自动增加风量、煤量，锅炉熄灭工况的变化，脱硝出、入口NOx快速上涨，增加喷氨量不能满足控制氮氧化物在正常范围内，招致会瞬时超标。

2、 在脱硝入口NOx变化较大时，脱硝调门自动调理性差，开启不及时，喷氨量达不到请求。

3 、运转人员对脱硝入口NOx的变化趋向及出口NOx预判差，没有预判到脱硝出、入口NOx的涨幅，手动调整喷氨调门偏置或解除自动，手动增加喷氨量缺乏。

4、 启停磨煤机，爐膛熄灭工况变化，形成脱硝出、入口NOx快速上涨。

5、 因炉膛漏风，或开启炉底干渣机风门时，形成炉膛熄灭氧量增加，入口生成NOx量忽然增加。

6、 锅炉过量空气系数维持较高，入口NOx高，稍有变化就会形成出口NOx排放超标。

7 、为降低喷氨量，脱硝自动设定值偏高，没有余地，入口NOx稍有变化就会形成出口NOx排放超标。

三、避免吸收塔出口NOx浓度瞬时超标措施

1、 在国度规范的超低排放指标规范值50mg/ Nm3上进一步降低NOx排放指标数值。机组方案形式下脱硫CEMS出口NOx依照超低排放指标规范值的65%-75%予以控制。

2 、退出机组ACE形式，确保机组跟踪方案形式。机组ACE形式下CEMS出口NOx依照超低排放指标规范值的50%-65%予以控制。

3 、脱硝喷氨自动无异常状况投入自动调理。自动调理质量差或在机组负荷变化时调整滞后，运转人员应停止干预调整，同时将自动调理效果差状况记载缺陷，通知热工停止处置。

4 、增强对NOx的监测，发现异常升高及时查找缘由，剖析是表计毛病还是熄灭调整不当所致，经过积极的手腕降低入口NOx生成。机组负荷或磨煤机运转方式变化时，运转人员经过工况变化后脱硝入口NOx变化趋向提早预判并提早停止控制，避免工况、运转方式发作变化后的环保指标瞬时超标。

5 、在熄灭稳定状况下，恰当关小熄灭区辅助风、周界风风门开度，保证二次风风压。在制粉系统隔层运转时，隔层制粉系统的辅助风、周界风开度不宜太大，否则将熄灭区域将分红两个，并且熄灭区将构成富氧区，NOX产生量增加，并使熄灭稳定降低。

6、 燃尽风开度对飞灰和NOX排放浓度均有较大影响，恰当降低一、二次风量，以降低熄灭富氧区，增大燃尽风开度来补充氧量，防止飞灰大幅度上升，坚持机组运转经济性。

7 、入口NOx升高较快或突升时，为避免脱硫CEMS出口NOx超标时间长，除及时开大喷氨调门增大喷氨量外，最主要的是控制入口NOx，并使入口NOx快速降落，可同时采用开大燃尽风门，进步炉膛与二次风差压，减少二次风量降低氧量，进步主汽压力经过机组谐和降低煤量风量等办法有效的降低NOx的生成量。

8、 降低NOX生成采取的措施，与稳定熄灭、进步熄灭效率采取的措施相矛盾，在运转中不应以恶化熄灭来到达降低NOX生成。运转中应综合思索一切要素，以到达最佳效果。