发电技术N和挥发分对低NOx燃烧锅炉氮氧化物排放的影响高小涛1，章名耀2（1.江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103；2.东南大学能源与环境学院，江苏南京210096）特性对先进低NOx燃烧系统锅炉NOx排放影响并不显著。对于同1台先进低NO烧系统锅炉的NOx排放质量浓度随N、挥发分含量的增加有降低的趋势，煤质仍然是锅炉NOx排放质量浓度的主要影响因素。
近年来，新建燃煤电站锅炉均米用了先进低NOx燃烧系统。低NOx燃烧技术的快速发展和应用，显著影响锅炉的运行性能，锅炉NOx排放特性及各影响因素的影响趋势也随低NOx燃烧技术的使用而变化。对采用先进低NOx燃烧系统的锅炉，主要是根据煤的燃烧特性来实现NOx排放控制，相应的燃煤挥发分含量高则NOx排放浓度一般降低。
在煤粉锅炉中燃料NOx占NOx生成量的大部分。燃料NOx的生成量不仅取决于煤中的含氮量，还取决于其他煤质特性参数，这些参数主要通过影响煤的热解、燃烧特性而影响燃料N的转化和NOx的生成。影响燃料NOx生成的主要煤质特性是煤中氮和挥发分含量，此外颗粒尺寸分布、热解速度、挥发分和焦燃烧速度也影响NOx的生成。
1我国发电用煤中N和挥发分含量我国300MW以上大型锅炉的典型设计和运行煤种的N含量随挥发分含量的变化如所示。
图中的数据包括中大量大型锅炉数据，还包括中研究涉及锅炉的设计和运行煤种，从挥发分含量看，该数据库涵盖了无烟煤到褐煤的所有煤种。从可以看出，对于所考察数据库中的煤种，随干燥无灰基挥发分含量（V）的增加，收到基N含量（N呈逐渐降低的趋势，只有少数挥发分很高的褐煤稍偏离这一趋势。
2煤质与锅炉NOx排放量的关系为了研究低NOx燃烧技术对降低锅炉NOx排放量的影响，首先对2004年以前我国燃煤电厂锅炉NOx排放量和煤质特性之间的关系进行研究。所整理的数据库包括300600MW容量锅炉及少量100200MW锅炉40余台的NOx n含置随挥发分含置的变化排放浓度和煤质分析数据。这些锅炉大多属于当时的主力机组，其中主要是直流燃烧器切圆燃烧锅炉，也包括少量旋流燃烧器墙式燃烧锅炉。试验结果包括NOx测量结果和完整的试验用煤煤质分析丨工业分析、元素分析和发热量）数据。当1台锅炉的NOx排放质量浓度数据包括改变运行参数和变煤种的NOx排放测量结果时，则对相同煤种条件下各试验工况的NOx排放质量浓度进行平均。为了比较，所有的NOx排放结果数据均折算到过量空气系数为1.4也就是6%O2、单位为mg/m3的数值。
2.1挥发分含量锅炉NOx排放质量浓度与燃煤的挥发分含量之间的关系如所示丨图中曲线仅用于显示变化趋势）。从可以看出，锅炉燃用煤种主要是贫煤和烟煤，但挥发分含量在20%30%之间的较少，因为这一范围的烟煤主要是炼焦煤，不用作锅炉燃料。对于所统计的锅炉和煤种，燃煤高挥发分含量煤的锅炉NOx排放量一般较低丨如图中曲线趋势所示）。相比起来，燃用贫煤比燃用烟煤的锅炉NOx排放质量浓度高得多。
国内外大量的（图中直线仅用于显示变化趋势），其中燃煤的N含量分别采用干燥无灰基氮含量（NdfNar以及Nr与煤收到基低位发热量（Qnetar）之比3种形式表示。
可以看出，无论采用何种形式反映燃煤的（b）NO，排放贵和11锅炉NOx排放质置浓度与燃煤N含屋的关系N含量，其总体的变化趋势是锅炉N01：排放质量浓度随煤中N含量的增加而升高，二者之间近似呈线性关系（见各图中的趋势线）。相比起来，（Nar）与NOx排放量之间相关性最差，而其余两者中
这一时期的新建燃煤电站锅炉不仅采用低NOx燃烧器，而且进一步采用低NOx燃烧系统。通常锅炉均采用低NOx燃烧器和炉内空气分级燃烧（OFA技术）相结合的技术，此外对运行过量空气系数的控制也趋于严格。在切圆燃烧锅炉上，燃尽风分成紧凑燃尽风和分离燃尽风（SOFA），其间拉开一定距离布置；而墙式燃烧锅炉OFA也与主燃烧器拉开距离布置。这样，炉内燃烧区域形成三部分，即主燃烧区、还原区和燃尽区。主燃烧区过量空气系数一般控制在1.0以下，其贫氧甚至还原性气氛抑制主燃烧区NOx的生成，而还原区则提供一定的烟气停留时间促进已生成NOx的还原。