第一篇：IF鋼氮含量控制技術(shù)研究(學習材料七十六)

學習材料（七十五）

IF鋼氮含量控制技術(shù)研究

李偉東

孫群

林洋

（鞍鋼股份有限公司第二煉鋼廠）

摘要

介紹了鞍鋼第二煉鋼廠幾年來在生產(chǎn)IF鋼過程中對于氮成分控制方面所做的探索和研究，總結(jié)出低氮鋼的生產(chǎn)技術(shù)和防止增氮技術(shù)。低氮鋼的生產(chǎn)工藝包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序提高鐵水比、冶煉過程控制返干、冶煉終點減少補吹次數(shù)和時間，采用鐵礦石造渣，可以顯著地降低轉(zhuǎn)爐冶煉終點的氮含量；RH-TB精煉工序處理前期提高脫碳速度，處理中期快速提高真空度、提高提升氬氣流量和鋼水循環(huán)量，處理后期控制鋼水中的氧含量，同時必須保證鋼水極低的硫含量。防止增氮技術(shù)包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序出鋼采用兩步脫氧法、加強出鋼口的維護、控制好大包頂渣、加強氬站吹氬操作；RH-TB精煉工序加強真空室的密封、控制合金增氮量以及大包頂渣的二次改質(zhì)；板坯連鑄工序控制長水口吹氬量、在長水口和大包下水口間增加新型密封墊、加強中間包密封、加強開澆操作控制、中間包大渣量操作、大包連澆操作優(yōu)化、加強中間包滑板密封、開發(fā)專用保護渣等。實踐表明，通過這兩項技術(shù)的開發(fā)和應用，IF鋼成品氮成分控制水平顯著提高并趨于穩(wěn)定。關鍵詞

IF鋼

氮

增氮

隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的興起，汽車板鋼在質(zhì)量方面要求越來越高，特別是對鋼板的沖壓性能的要求十分嚴格，而氮含量的控制對冷軋薄板的性能產(chǎn)生直接影響，故控制鋼中的氮含量是汽車板生產(chǎn)的關鍵工藝技術(shù)?，F(xiàn)在鞍鋼已可以大批量、穩(wěn)定地生產(chǎn)成品氮的質(zhì)量分數(shù)小于20×10－6的IF鋼，滿足了開拓汽車板市場的要求。主要設備狀況

1.1 復吹轉(zhuǎn)爐設備狀況

鞍鋼二煉鋼北區(qū)（原鞍鋼三煉鋼）1號轉(zhuǎn)爐開始設備建設于1970年，至1984年完成“平改轉(zhuǎn)”，后經(jīng)擴容改造，建成3座180t轉(zhuǎn)爐，并相繼引入德國TBM復吹、氣動擋渣等先進技術(shù)裝備。復吹轉(zhuǎn)爐設備參數(shù)見表1。

表1 復吹轉(zhuǎn)爐主要設備參數(shù)

Table 1 The main parameters of combined blown converter 轉(zhuǎn)爐公稱

項目

容量/t 1號、2號轉(zhuǎn)爐 3號轉(zhuǎn)爐 180 180

容積/m3 140.4 187.4

(m3·t－1)0.78 1.04

MPa 0.78 0.78

(m3·h－1)30000 32000

(m3·min－1·t－1)0.035～0.055 0.035～0.055

轉(zhuǎn)爐有效工作

轉(zhuǎn)爐爐容比/

工作氧壓/

氧氣流量/

底吹強度/ 1.2 RH-TB設備狀況

1號RH-TB開始設備建設于1998年，并于1999年底熱試車投入使用，2006年，2號RH-TB投產(chǎn)。該設備基礎設計和主要設備從德國MESSO公司引進，采用大罐旋轉(zhuǎn)臺快速換罐、真空室雙室平移、多功能氧槍等技術(shù)。主要設備參數(shù)如表2所示。

表2 RH-TB主要設備參數(shù) Table 2 The main parameters of RH-TB 抽氣能力(20℃，67Pa)/KN 6.5 插入管內(nèi)徑/mm

560

真空室內(nèi)徑/mm

1930

循環(huán)氣體流量/(m3·h－1)

50～140

頂槍吹氧流量/(m3·h－1)

1800～2200 低氮鋼生產(chǎn)技術(shù)研究

低氮鋼的生產(chǎn)工藝流程：復吹轉(zhuǎn)爐冶煉—RH-TB精煉—板坯連鑄。2.1 轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù) 2.1.1 提高鐵水比

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入爐鐵水比越高，吹煉終點氮含量越低，不同鐵水比冶煉終點平均氮含量的變化見圖1。提高鐵水比，減少大尺寸廢鋼的使用量，使熔池形成早，鋼液能盡早地被熔渣覆蓋，能夠有效減少熔煉過程鋼液滴的吸氮。鞍鋼二煉鋼冶煉IF鋼鐵水比控制目標為90%以上。

25w[N]/10-620***095100鐵水比/% 圖1 鐵水比對氮含量的影響Fig.1 The effect of hot iron on nitrogen content in molten steel

2.1.2 保證化好渣，避免爐渣返干

復吹轉(zhuǎn)爐的脫氮機制基于兩方面的原因。其一，在一次反應區(qū)元素的氧化產(chǎn)生了極高的溫度（2600℃左右），這使得表面活性元素氧、硫?qū)Φ挠绊懴?，碳氧化產(chǎn)生的CO氣泡降低了界面的氮分壓，同時乳化的渣相和CO氣泡共同為脫氮反應提供了足夠大的反應界面積，這使得鋼液中的氮能夠在界面上得以析出脫除。其二，在一次反應區(qū)以外的區(qū)域，持續(xù)的供氧使鋼渣界面保持較高的氧勢，富集在界面上的氧作為表面活性元素的阻礙作用并沒有消失，同時乳化的爐渣和大量CO氣泡的微真空室作用都阻礙著鋼液從氣相中吸氮，這兩方面的原因使得轉(zhuǎn)爐冶煉過程是強脫氮過程。

因此控制良好的乳化渣與CO氣泡的真空作用可以使富集在反應區(qū)之外界面上的氧作為表面活性元素阻礙氮氣溶解，即阻礙著鋼液從氣相中吸氮。鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼時，采用輕燒白云石和活性白灰造渣，熔煉過程可加入鐵礬土、鐵皮球等化渣劑促進化渣，能夠?qū)⑷蹮掃^程爐渣控制在活躍的狀態(tài)。

2.1.3 減少補吹次數(shù)和時間

終點進行補吹時，氧氣流沖開渣面，使得鋼水直接與空氣接觸，形成空氣氣流繞流于懸浮液滴的周圍，同時此時鋼液碳含量較低，CO氣泡減少，這兩個原因造成鋼液吸氮，不同

25w[N]/10-620***80100補吹時間/s120140

補吹時間冶煉終點氮含量的變化見圖2。因此，鞍鋼二煉鋼冶煉IF鋼時嚴格控制補吹時間在90s以內(nèi)，只允許一次補吹。圖2 補吹時間對氮含量的影響Fig.2 The effect of reblowing time on nitrogen content

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2.1.4 轉(zhuǎn)爐冶煉采用鐵礦石造渣

生產(chǎn)實踐表明，冶煉過程加入鐵礦石造渣能夠促進造渣料的熔化，提高渣中FeO含量，強化爐渣的乳化狀態(tài)，對轉(zhuǎn)爐脫氮有一定的好處，鐵礦石加入量對終點氮含量的影響見圖3。

1615w[N]/10-614131211101.092.232.592.983.253.473.713.914.244.55-1鐵礦石加入量/(t·爐）5.29 圖3 鐵礦石加入量對終點氮含量的影響Fig.3 The effect of the adding amount of iron ore on nitrogen content

2.2 RH-TB真空精煉技術(shù)

文獻指出，真空精煉時當w[N]＜50×10－6，脫氮為二級反應，并且氮的傳質(zhì)和化學反應決定著最終結(jié)果，這意味著真空脫氮受兩種速度的影響。由于轉(zhuǎn)爐出鋼后氮含量控制較低，－6w[N]＜50×10，可以想象，在極低氮的情況下，傳質(zhì)到反應區(qū)的氮非常少，能夠發(fā)生化學反應的氮就更少了，所以一般真空條件下深脫氮是很難的。

針對此現(xiàn)象，采取了如下措施，保證RH深脫氮效果。

2.2.1 RH-TB處理前期的控制

據(jù)文獻報道，高的脫碳速率帶來高的脫氮速率。因此在RH處理前期主要是提高脫碳速度，相應地就提高了脫氮速率。要提高脫碳速率就要控制RH初始碳和氧含量，鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼控制RH初始碳的質(zhì)量分數(shù)在0.03%～0.05%之間，氧的質(zhì)量分數(shù)在0.055%～0.075%之間，同時在脫碳前期通過工藝優(yōu)化縮短了前期壓力控制時間，由原來的6min縮短到3min，采取這兩項措施后提高了脫碳反應速率，相應地也提高了脫氮反應速率。

2.2.2 RH-TB處理中期的控制

中期主要是在強制脫碳結(jié)束后，此時脫碳明顯減弱，產(chǎn)生的CO氣泡不能主導脫氮反應，必須快速提高真空度、提高提升氬氣流量和鋼水循環(huán)量等，以創(chuàng)造再深脫氮的良好條件，這是維持繼續(xù)深脫氮的關鍵。鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼時，RH-TB處理中期即10min以后要保證處于極限真空度即200Pa以下，同時將提升氬氣流量由前期的80m3/h提高到140m3/h，保證了RH-TB繼續(xù)深脫氮。

2.2.3 RH-TB處理后期的控制

RH處理后期主要是控制鋼水中的氧含量。據(jù)文獻報道，保持鋼水中極低的氧及硫含量對RH處理后期深脫氮至關重要，因為氧、硫為鋼液表面活性元素，擴散比氮快，阻礙氮向反應面擴散，影響鋼液的深脫氮。鞍鋼生產(chǎn)IF鋼時，RH脫碳結(jié)束采用鋁粒脫氧，可將氧的質(zhì)量分數(shù)降低到10×10以下，同時通過鐵水的深脫硫及轉(zhuǎn)爐冶煉工序控制回硫，可以將硫的質(zhì)量分數(shù)控制在60×10－6以下，保證了RH處理后期的深脫氮。防止增氮技術(shù)研究

3.1 轉(zhuǎn)爐工序增氮的控制技術(shù) 3.1.1 出鋼口維護 －6

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生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，隨著出鋼口次數(shù)的增加，鋼水氮含量有增加的趨勢，見圖4。

25-6w[N]/1020***80100出鋼口次數(shù)/次120140

生產(chǎn)IF鋼時出鋼口要保證不散流、不細流，同時盡量縮短出鋼時間，減少鋼水和空氣的接觸面積和時間，才能顯著地降低出鋼過程的增氮量。鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼時，對出鋼口要求比較嚴格，出鋼時間要求控制在5～7min，針對后期的出鋼口實施修補維護和監(jiān)控使用制度，當出現(xiàn)出鋼口散流或出鋼時間大于7min時，必須對出鋼口進行處理，修補或更換整體出鋼口，才能生產(chǎn)IF鋼。3.1.2 吹氬操作優(yōu)化

出鋼后在吹氬站吹氬時采用小氬氣量，以不裸露鋼水面為最佳，同時吹氬時間要保證3min，達到成分和溫度的均勻，這樣才能保持大包頂渣與鋼水界面較高的氧勢，防止從空氣中吸氮。

3.1.3 大包頂渣的控制

控制好大包頂渣，可以隔絕空氣，防止吸氮。大包頂渣控制的關鍵是控制合適的頂渣量和堿度，同時保證頂渣融化充分，黏度適宜，頂渣厚度最好控制在50～80mm之間。

鞍鋼二煉鋼180t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)IF鋼出鋼至1/3時，首先加入干燥的小粒白灰500kg以上，然后加入MnFe脫氧。在氬站吹氬結(jié)束后加入200kg以上的鋁質(zhì)頂渣改質(zhì)材料對頂渣進行改質(zhì)，可以保證頂渣量、頂渣的堿度及頂渣的厚度，避免鋼水與空氣接觸造成吸氮。3.1.4 脫氧方式優(yōu)化

出鋼過程脫氧度過強，降低了表面活性元素氧在界面阻礙氮氣溶解的作用，造成鋼液吸氮，出鋼過程加鋁量與鋼水到RH初始氮含量的關系見表3。因此鞍鋼二煉鋼在冶煉IF鋼時采用二步脫氧法，第一步是在出鋼過程采用MnFe脫氧，不采用鋁合金脫氧，主要目的是提高大包頂渣的氧含量，避免式(1)反應進行，防護鋁固氮，同時防止從空氣中吸氮，第二步脫氧主要是在氬站喂鋁線調(diào)整氧含量。

[Al]＋[N]=AlN(1)

表3 出鋼過程加鋁量與鋼水進RH-TB w[N]的關系 Table 3 Relationship between [Al] and RH-TB w[N] 加鋁量/(kg·t－1)

0 0.25 0.50 0.75 1.00

鋼水進RH-TBw[N]/10－6

13.1 14.6 16.8 19.4 22.4 圖4 出鋼口次數(shù)對終點氮含量的影響Fig.4 Relationship between tapping times and nitrogen content 3.2 RH-TB增氮的控制技術(shù) 3.2.1 真空室的密封

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針對真空室的密封主要是做好3個方面的工作，一是提高熱頂蓋與真空室上部連接處密封膠圈的耐火度，同時真空室快換作業(yè)要精細化操作，保證此處的密封效果；二是做好底部槽連接處的密封，特別是要保證此處法蘭的冷卻效果，防止法蘭變形；三是針對底部槽及插入管使用后期要做好監(jiān)控，防止環(huán)流管及插入管泄漏。3.2.2 合金增氮量的控制

實際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，RH-TB處理后鋼水氮含量沒有顯著的降低，個別罐次有增氮的現(xiàn)象。主要原因是由于RH-TB處理過程要進行部分元素的合金化，合金帶入一部分氮含量，加之部分罐次真空密封不好造成吸氮，使得RH-TB脫氮與合金及系統(tǒng)增氮基本抵消。

因此，必須嚴格控制合金的氮含量，采用低氮合金可以降低RH-TB處理過程的增氮量，改善RH-TB的深脫氮效果。3.2.3 大包頂渣的二次改質(zhì)

在RH-TB處理結(jié)束后搬出前，首先要加入鋁質(zhì)頂渣改質(zhì)材料對頂渣二次改質(zhì)，然后在大包表面投入足夠量的覆蓋劑，防止從空氣中吸氮。3.3 板坯連鑄工序增氮的控制技術(shù)

3.3.1 控制大包長水口的吹氬量

在大包下水口與長水口之間吹氬密封，以防止空氣通過其間隙進入鋼液。但鋼液的高速流動使得其周圍的空間產(chǎn)生負壓，因此，該處吹氬密封的關鍵是通過吹氬來彌補鋼液帶走的氣體，并使該處產(chǎn)生微正壓以阻止空氣進入。

大包長水口吹氬量過小或過大都是不利的，控制適當?shù)拇禋辶繉p少增氮非常重要，可通過澆注過程Als損失確定合適的吹氬量，Als損失與增氮量的關系見圖5，根據(jù)此規(guī)律摸索出了合適的吹氬量和吹氬壓力，使吹氬量得到有效控制。目前鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼長水口吹氬量控制目標為25L/min。

14Als損失-6Als損失/10×10，增氮量/10121086420增氮-6010203040吹氬量/(L·min)-150 圖5 連鑄Als損失與增氮量的關系Fig.5 Relationship between loss of [Als] and the amount of adding nitrogen

3.3.2 在長水口和大包下水口間增加密封墊

長水口在多爐連澆的使用過程中，它與大包下水口的間隙是各爐變化的，如上所述，該間隙對吹氬量和增氮影響較大，在長水口和大包下水口間增加密封墊減少了該間隙的不穩(wěn)定性，能使長水口吹氬達到穩(wěn)定控制，減少各爐次增氮的波動。

為了更好地防止空氣進入，采用鋁質(zhì)密封墊，在高溫狀態(tài)下鋁會與空氣中氧結(jié)合，形成致密的Al2O3保護層，有效地阻止了空氣進入鋼水。

通過控制長水口吹氬量和增加新型密封墊，大包至中間包鋼水增氮的質(zhì)量分數(shù)可有效地控制在1.5×10－6以下。3.3.3 加強中間包密封

中間包密封是采用陶瓷纖維氈將中間包蓋與中間包上沿之間、中間包各蓋之間以及中間

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包溢流槽、中間包蓋上的澆注孔和取樣孔密封，并在外部采用中間包噴補料對結(jié)合處進行密封，以減少中間包內(nèi)部的空氣流動以及外部的空氣進入。3.3.4 加強開澆操作控制

中間包開澆前，要向中間包底部吹入氬氣，使得中間包處于氬氣保護狀態(tài)，然后才能進行大包開澆作業(yè)，在開澆過程加完中間包覆蓋劑后，方可停止吹入氬氣。

3.3.5 中間包大渣量操作

在大包開澆后，中間包液面沒有旋流時，即可投入高堿度覆蓋劑，堿度大于3.0，覆蓋劑要覆蓋整個中間包液面。鞍鋼二煉鋼采用50t中間包生產(chǎn)IF鋼時，開澆過程覆蓋劑加入量由原來的500kg增加到800kg，并且隨澆注的進行要繼續(xù)補加覆蓋劑，每罐鋼水在換罐過程中至少要補加200kg以上，這樣才能保證中間包液面一定的渣層厚度，減少鋼水裸漏的概率。同時嚴把覆蓋劑質(zhì)量關，若覆蓋劑質(zhì)量不好在使用過程中結(jié)殼，鋼水沖擊區(qū)因鋼水翻滾而造成的裸漏也會造成中間包增氮。

3.3.6 大包連澆操作優(yōu)化

在大包連澆過程中要保證長水口插入中間包液面下方可開澆。在澆注過程中，中間包鋼液面要保持在工作面高度，使長水口始終淹沒在鋼液中。

通過加強中間包密封、加強開澆操作控制、中間包大渣量操作以及連澆操作優(yōu)化，使得中間包澆注過程增氮質(zhì)量分數(shù)控制在1.5×10以下。3.3.7 加強中間包滑板密封

鞍鋼二煉鋼在中間包上水口、滑板間、上滑板均采用氬氣密封，可以控制增氮質(zhì)量分數(shù)在1.5×10以下，基本滿足生產(chǎn)要求。3.3.8 保護渣性能優(yōu)化

開發(fā)了IF鋼的專用保護渣，其黏度和融速等物理指標滿足開發(fā)IF鋼的需求，生產(chǎn)過程中可控制液渣層在10～15mm之間，可有效地控制結(jié)晶器增氮質(zhì)量分數(shù)在1.5×10－6以下。各工序氮成分的控制水平

通過開發(fā)及應用低氮鋼的生產(chǎn)技術(shù)和防止增氮技術(shù)，IF鋼成品氮的質(zhì)量分數(shù)可穩(wěn)定控制在20×10－6以下。各工序氮含量控制情況見表4。

表4 各工序氮含量控制標準及控制情況

Table 4 Control criterion and the practice value of different steps in steelmaking process 工序 轉(zhuǎn)爐冶煉 內(nèi)控標準 ≤15

轉(zhuǎn)爐出鋼過程

RH-TB精煉 ≤17

RH-TB處理過程增氮 大包至中間包增氮 中間包增氮

板坯連鑄 ≤20

中間包至結(jié)晶器增氮

結(jié)晶器增氮

1.3 1 2.9 1.4 1.2

4.9

18.1

RH-TB處理深脫氮

2.8-4.1

-1.2

生產(chǎn)環(huán)節(jié) 轉(zhuǎn)爐冶煉終點

平均增氮量

—

2.8

14.4 13.2

工序增氮

平均氮含量 11.6 －6

－6 結(jié)論

1）開發(fā)出低氮鋼的生產(chǎn)工藝，包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序提高鐵水比、冶煉過程控制返干、冶煉終點減少補吹次數(shù)和時間，采用鐵礦石（燒結(jié)礦）造渣，可以顯著地降低轉(zhuǎn)爐冶煉終點的氮

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含量，能夠控制冶煉終點氮的質(zhì)量分數(shù)小于12×10；RH-TB精煉工序處理前期提高脫碳速度，處理中期快速提高真空度、提升氬氣流量和鋼水循環(huán)量，處理后期控制鋼水中的氧含量，同時必須保證鋼水極低的硫含量，能夠有效提高RH的深脫氮效果，質(zhì)量分數(shù)小于20×10－6

－6的低氮鋼水的最大脫氮質(zhì)量分數(shù)可達5×10。

2）開發(fā)出防止增氮技術(shù)，包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序出鋼采用兩步脫氧法、加強出鋼口的維護、控制好大包頂渣、加強氬站吹氬操作，能夠控制轉(zhuǎn)爐冶煉工序增氮質(zhì)量分數(shù)小于3×10；RH-TB精煉工序加強真空室的密封、控制合金增氮量以及大包頂渣的二次改質(zhì)，可以控制增氮質(zhì)量分數(shù)小于3×10；板坯連鑄工序控制長水口吹氬量、在長水口和大包下水口間增加新型密封墊、加強中間包密封、加強開澆操作控制、中間包大渣量操作、大包連澆操作優(yōu)化、加強中間包滑板密封、開發(fā)專用保護渣等，能有效地控制增氮質(zhì)量分數(shù)小于5×10－6。3）通過開發(fā)及應用低氮鋼的生產(chǎn)技術(shù)和防止增氮技術(shù)，鞍鋼二煉鋼生產(chǎn)IF鋼，可以將成品氮的質(zhì)量分數(shù)穩(wěn)定控制在20×10以下，滿足了開發(fā)汽車鋼的需要。

－6－6

－6

－6

第二篇：制氮技術(shù)

民安消防BZN制氮機

一、技術(shù)分析

BZN的變壓吸附制氮技術(shù)廣泛應用于化工、電子、紡織、煤炭、石油、天然氣、醫(yī)藥、食品、玻璃、機械、粉未冶金、磁性材料等行業(yè)。

針對不同行業(yè)不同用戶對氮氣使用的不同要求,民安消防提供個性化、專業(yè)化的BZN制氮設備，充分滿足不同用戶的用氣要求。

我公司制氮機組具有工藝流程簡單、常溫生產(chǎn)、自動化程度高、開停機方便、易損件少、便于維護、生產(chǎn)成本低等特點。

二、工作原理

BZN系列制氮機是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氮氣。

經(jīng)過凈化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進行加壓吸附、減壓脫附。由于動力學效應，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮，在吸附未達到平衡時，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮氣。然后減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等其它雜質(zhì)，實現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設置兩個吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過時間繼電器自動控制，使兩塔交替循環(huán)工作，以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氮氣之目的。

三、BZN系列節(jié)能型制氮裝置的技術(shù)優(yōu)勢 ◎ 安裝方便

設備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝，占地小無需基建投資，投資少?！?優(yōu)質(zhì)碳分子篩

具有吸附容量大，抗壓性能高，使用壽命長。正常操作使用壽命可達10年?！?故障安全系統(tǒng)

為用戶配置故障系統(tǒng)報警及自動啟動功能，確保系統(tǒng)運行安全?！?比其它供氮方式更經(jīng)濟

BZN工藝是一種簡便的制氮方法，以空氣為原料，能耗僅為空壓機所消耗的電能，具有運行成本低、能耗低、效率高等優(yōu)點?！?機電儀一體化設計實現(xiàn)自動化運行

時間繼電器控制全自動運行。氮氣流量壓力純度可調(diào)并連續(xù)顯示，可設定壓力、流量、純度報警，實現(xiàn)真正無人操作。便捷的控制系統(tǒng)使操作變得更加簡單。

◎ 高品質(zhì)元器件是運行穩(wěn)定可靠的保證

氣動閥門、電磁先導閥門等關鍵部件采用進口配置，運行可靠，切換速度快，使用壽命達百萬次以上，故障率低，維修方便，維護費用低。

◎ 先進的裝填技術(shù)保證設備的使用壽命

采用先進的裝填工藝，使分子篩分布均勻無死角，且不易粉化；吸附塔采用多級氣流分布裝置和平衡方式自動壓緊裝置。保證碳分子篩吸附性能和壓緊狀態(tài)，有效延長碳分子篩使用壽命?！?不合格氮氣自動排空系統(tǒng)

開機初期的低純度氮氣自動排空，達到指標后送氣。◎ 理想的純度選擇范圍

氮氣純度調(diào)節(jié)方便,可根據(jù)用戶的需求在79%～99.99%之間任意調(diào)節(jié) ◎ 系統(tǒng)獨特的循環(huán)切換工藝 降低了閥門的磨損，延長了設備的使用壽命和降低了維護費用?！?免費調(diào)試，終身維護

雄厚的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的售后服務，提供連續(xù)的技術(shù)支持，使用戶無后顧之憂。

四、工藝流程

BZN系列制氮機由吸附器、氣動截止閥、緩沖過濾器、氮氣緩沖罐、調(diào)壓閥、流量計、儀表控制等部分組成。

原料空氣經(jīng)空氣壓縮機增壓至0.8MPa，經(jīng)過壓縮空氣凈化系統(tǒng)除去大量油、水、塵等其它雜質(zhì)，進入吸附器。凈化后的干燥純凈的原料空氣，經(jīng)緩沖過濾器，進入吸附器底部，氣流經(jīng)分布器擴散后，進入裝填碳分子篩的吸附器，進行變壓吸附，實行氧氮分離。氮在氣相中得到富集，作為產(chǎn)品從上端出口再進入氮氣緩沖罐、調(diào)壓閥、流量計輸出，廢氣在消音器端排出。

第三篇：脫氮除磷技術(shù)

哈爾濱理工大學學士學位論文

目錄

第1章

脫氮除磷簡述------------------------2

第2章

生物脫氮除磷基本原理----------------3

2.1生物脫氮過程3 2.2生物除磷過程3

第3章

生物脫氮除磷工藝研究新方向---4 3.1SHARON工藝4 3.2CANON工藝--5 3.3DEPHANOX工藝---------------------------5 3.4BCFS工藝-----6 3.5厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝------7 3.6 A2NSBR工藝-7

第4章 結(jié)語-----9

哈爾濱理工大學學士學位論文

簡述污水脫氮除磷工藝及研究進展

摘要

氮、磷去除率不達標造成水體的富營養(yǎng)化是世界各國面臨的最大挑戰(zhàn)之一，已被各國政府高度重視。傳統(tǒng)的脫氮除磷工藝存在許多不足之處，經(jīng)濟、高效、低耗的可持續(xù)脫氮除磷工藝已成為污水處理的發(fā)展方向。本文簡要介紹了生物脫氮除磷的基本原理和工藝：SHARON工藝，CANON工藝，2DEPHANOX工藝，BCFS工藝，ANAMMOX工藝，ANSBR工藝的機理和研究進展。同時指出經(jīng)濟、高效、低能耗的可持續(xù)脫氮除磷工藝是污水處理的發(fā)展方向。

關鍵詞：污水處理；生物脫氮除磷；處理工藝；研究進展

第1章

脫氮除磷簡述

近些年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，含氮、磷的化肥、農(nóng)藥、洗滌劑的使用量不斷上升。然而，我國現(xiàn)有的污水處理廠主要集中于有機物的去除，對氮、磷等營養(yǎng)物的去除率只達到10%-20%其結(jié)果遠達不到國家二級排放標準，造成大量氮磷污染物進入水體，引起水體的富營養(yǎng)化。對我國的26個主要湖泊的富營養(yǎng)調(diào)查表明，其中貧營養(yǎng)湖1個，中營養(yǎng)湖9個，富營養(yǎng)湖16個，在16個富營養(yǎng)化湖泊中有6個的總氮、總磷的負荷量極高，已進入異常營養(yǎng)型階段。其中滇池、太湖、巢湖流域，水體富營養(yǎng)化更為嚴重。同時，我國沿海地區(qū)多次出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象。

我國新頒布的《污水綜合排放標準》（GB8918-1996）對氮、磷都做了嚴格的規(guī)定，其中對氮:15mg/L（一級標準）、25mg/L（二級標準）；對磷：0.5mg/L（一級標準）、1.0mg/L（二級標準）。因此，采用高效、節(jié)能、經(jīng)濟的氮磷去除工藝以及構(gòu)筑物一體化建設必將是我國城市污水處理工藝的一個發(fā)展方向。

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第2章

生物脫氮除磷基本原理

2.1生物脫氮過程

生物脫氮通過氨化、硝化、反硝化三個步驟完成。

氨化反應：有機氮化合物在氨化細菌的作用下分解，轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化反應：在硝化細菌的作用下，氨態(tài)氮進一步分解、氧化，就此分兩個階段進行。首先，在亞硝化細菌的作用下，使氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮，亞硝酸氮在硝酸菌的作用下，進一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮。

反硝化反應：反硝化反應是指硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過程。

2.2生物除磷過程

生物除磷，是利用聚磷菌一類的微生物，能夠過量地、在數(shù)量上超過其生理需要的、從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合物的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成富磷污泥。排出系統(tǒng)外，達到廢水中除磷的效果。

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第3章

生物脫氮除磷工藝研究新方向

傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝如：生物除磷：A/O，A2/O，Bardenpho，UCT，Phoredox，AB等除磷工藝。生物脫氮：A/O，A2/O，Bardenpho，UCT，Phoredox，改進的AB，TETRA深度脫氮，SBR，氧化溝等脫氮工藝。

現(xiàn)有的生物脫氮除磷組合工藝主要是建立在傳統(tǒng)生物脫氮除磷理論基礎上進行構(gòu)架組合的。傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝中，具有較大差別的微生物在同一系統(tǒng)中相互影響，制約了工藝的高效性和穩(wěn)定性；較多的工藝流程中包含多重污泥和混合液的回流，增加了系統(tǒng)的復雜性，提高了基建和運行費用；脫氮除磷過程中對能源（如氧、COD）消耗較多；剩余污泥富含磷，處理量較大。這些都不符合環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求。近年來，同時硝化反硝化現(xiàn)象、反硝化除磷現(xiàn)象、短程硝化反硝化脫氮工藝、厭氧氨氧化工藝等的發(fā)現(xiàn)和研究，為解決上述問題提供了有效的途徑。

同時硝化反硝化技術(shù)的研究傳統(tǒng)脫氮理論認為硝化反應在好氧條件下進行，而反硝化反應在厭氧條件下完成，兩者不能在同一條件下進行。然而，近幾年許多研究者發(fā)現(xiàn)存在同時硝化反硝化現(xiàn)象，尤其是有氧條件下的反硝化現(xiàn)象，確實存在于不同的生物處理系統(tǒng)中。如氧化溝、SBR工藝、間歇曝氣反應器工藝。研究者對此進行了廣泛的研究，提出了一些新的見解。其中，認為微生物的存在是其最主要的原因。如某些反應器流態(tài)上的特征，為同時硝化反硝化創(chuàng)造了可能的環(huán)境條件；另外，從微生物發(fā)展的角度看，存在著目前尚未被認識的微生物菌種（如好氧條件下的反硝化細菌）能使同時硝化反硝化現(xiàn)象發(fā)生，但對其機理的認識還未統(tǒng)一，尚處于探索階段。

3.1 SHARON工藝

SHARON工藝是由荷蘭Delft技術(shù)大學開發(fā)的新工藝，已經(jīng)在荷蘭鹿特丹的廢水處理廠建成并投入運行。該工藝的核心是，應用硝酸菌和亞硝酸菌的不同生長速率，即在高溫（30~35℃）下亞硝酸菌的生長速率明顯高于硝酸菌這一固有特性，控制系統(tǒng)的水力停留時間和反應溫度，從而使硝酸菌被自然淘汰，反應器中亞硝酸菌占優(yōu)勢，使氨氧化控制在亞硝化階段。SHARON工藝適合于處理具有一定溫度的高濃度（〉500mgN/L）氨氮污水。對該工藝來說，溫度和pH值（最佳pH值6.8~7.2）都受到嚴格的控制，因此，低溫低氨的城市污水如何實現(xiàn)亞硝酸型硝化值需進一步研究。

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3.2 CANON工藝

CANON工藝（生物膜內(nèi)自養(yǎng)脫氮工藝）實質(zhì)上是通過控制生物膜內(nèi)溶解氧的濃度實現(xiàn)短程硝化反硝化，使生物膜內(nèi)聚集的亞硝化菌和ANAMMOX微生物能同時生長，滿足生物膜內(nèi)一體化完全自養(yǎng)脫氮工藝實現(xiàn)的條件。亞硝酸氮在生物膜內(nèi)的聚集是亞硝化的另一種形式。硝化細菌與亞硝化細菌對氧的親和性的不同以及傳質(zhì)限制等因素影響兩種微生物在細胞膜內(nèi)的數(shù)量。在低DO/NH3-N比值的情況下，氧成為限制性基質(zhì)，使硝化細菌與亞硝化細菌展開競爭。競爭的結(jié)果是亞硝酸氮在生物膜表層聚集。當氧向細胞膜內(nèi)擴散并被消耗后，出現(xiàn)厭氧層，厭氧氨氧化細菌便能生長。隨著未被亞硝化的氨氮與亞硝化后的亞硝酸氮擴散至厭氧層，ANAMMOX反應就發(fā)生。環(huán)境中的氨氮與溶解氧是決定CANON工藝的兩個關鍵因素。CANON工藝目前在世界上還處于研究階段，沒有真正應用到工程實踐中。SHARON工藝和CANON工藝都是經(jīng)亞硝酸型生物脫氮工藝處理的，出水中可能含有較高的亞硝酸鹽，運行時應加以嚴格的控制。

3.3 DEPHANOX工藝

DEPHANOX工藝是為滿足DPB所需的環(huán)境要求而開發(fā)的一種強化生物除磷工藝。DEPHANOX除磷脫氮工藝流程如圖" 所示。工藝在厭氧池與缺氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應池。固定膜反應池的設置可以避免由于氧化作用而造成有機碳源的損失和穩(wěn)定系統(tǒng)的硝酸鹽濃度。污水在厭氧池中釋磷，在沉淀池中進行泥水分離。含氮較多的上清液進入固定膜反應池進行硝化，污泥則跨越固定膜反應池進入缺氧段，完成反硝化和攝磷。工藝的優(yōu)點在于能解決除磷系統(tǒng)反硝化碳源不足的問題和降低系統(tǒng)的能源（曝氣）消耗，而且可縮小曝氣池的體積，降低剩余污泥量，尤其適用于處理低COD/TKN的污水。由于進水中氮和磷的比例是很難恰好滿足缺氧攝磷的要求，這給系統(tǒng)的控制帶來了困難。此外，目前聚磷菌反硝化試驗研究中都不同程度添加乙酸作為碳源，乙酸是誘導聚磷菌釋磷的最佳碳源，由于很難真實模擬城市污水的處理情況，因此對于反硝化聚磷茵的篩選富集具有重要意義。該工藝離生產(chǎn)應用尚有一段距離。

圖1 DEPHANOX工藝流程圖

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3.4 BCFS工藝

BCFS工藝是荷蘭Delft技術(shù)大學Kluyver生物技術(shù)實驗室研究開發(fā)的、為最大程度從工藝角度創(chuàng)造DPB富集條件的一種變型UCT工藝。其工藝流程如圖2所示。在這種改良的UCT工藝脫氮除磷處理系統(tǒng)中，污泥能夠利用硝酸鹽作為電子受體，在缺氧環(huán)境條件下同時進行反硝化作用和超量聚磷。

從工藝流程上看，BCFS工藝較UCT工藝創(chuàng)新之處在于：(1)BCFS工藝在主流線上增加了兩個反應池：即在UCT工藝的厭氧和缺氧池之間增加一個接觸池，在缺氧池和好氧池之間增加一個缺氧/好氧混合池。在主流線中的厭氧池以推流方式運行，相當于一個厭氧選擇池，可保持較低的污泥指數(shù)（SVI）。增設的接觸池可起到第二選擇池的作用，所需的容積很小，但可較好地抑制絲狀菌的繁殖。增設的第二個反應池混合池，可形成低氧環(huán)境以獲得同時硝化與反硝化，從而保證出水中含較低的總氮濃度。(2)BCFS工藝增設在線分離、離線沉淀化學除磷單元。BCFS工藝通過增加磷分離工藝，避開了生物除磷的不利條件（因滿足硝化而使泥齡過長；進水中COD/P的比值過低）。同時，在線進行磷的化學沉淀會因沉淀劑在污泥中聚集而影響硝化菌活性。因此，該工藝又將厭氧池末端富磷上清液抽出，以離線方式在沉淀單元內(nèi)投以鐵鹽和鎂鹽予以回收。以生物除磷輔以化學除磷這種工藝充分利用了PAOs/DPB對磷酸鹽具有很高親和性的這一特點，很容易獲得極低的出水正磷酸鹽濃度，并能在保證良好出水水質(zhì)的前提下，大大降低COD的用量。(3)與UCT工藝相比，BCFS工藝增設了兩個內(nèi)循環(huán)QB和QC（見圖2）。從好氧池設置內(nèi)循環(huán)QB到缺氧池，能輔助回流污泥向缺氧池補充硝酸氮，內(nèi)循環(huán)QC使好氧池與混合池間建立循環(huán)，以增加硝化或同時硝化反硝化的機會，為獲得良好的出水氮濃度創(chuàng)造條件。

BCFS工藝在荷蘭已成功運用于工程實踐中，除了具有節(jié)能低耗的優(yōu)點外，還能保持穩(wěn)定的處理水質(zhì)，使出水總磷≤0.2mg/L總氮≤0.5mg/L。

圖2 BCFS工藝流程圖

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3.5 厭氧氨氧化（ANAMMOX）工藝

ANAMMOX工藝由荷蘭Delft技術(shù)大學Kluyver生物技術(shù)實驗室研究開發(fā)。工藝在厭氧狀態(tài)下，以NO2-，NO3-作為電子受體，將氨轉(zhuǎn)化為氮氣。厭氧氨氧化是自養(yǎng)的微生物過程，不需投加有機物以維持反硝化，且污泥產(chǎn)率低。此外還可以改善硝化反應產(chǎn)酸、反硝化反應產(chǎn)堿而均需中和的情況，這對控制化學試劑消耗、防止可能出現(xiàn)的二次污染具有重要意義。該工藝適用于高氨廢水和低COD/TKN廢水的處理。

ANAMMOX工藝與SHARON工藝結(jié)合，對污泥消化出水進行了研究。這種聯(lián)合工藝的自養(yǎng)脫氮工藝流程見圖3。試驗結(jié)果表明，氨態(tài)氮的去除率達到83%，并且聯(lián)合工藝幾乎不需要外加碳源?？梢娫谘鯕庑枰亢屯饧犹荚瓷?，該聯(lián)合工藝明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的生物脫氮工藝。ANAMMOX及其與SHARON的聯(lián)合工藝完全突破了傳統(tǒng)生物脫氮工藝的基本概念，從一定程度上解決了傳統(tǒng)硝化一反硝化工藝存在的問題，但需要進一步的研究才能使之成功地運行于實際工程。

圖3 SHARON與ANAMMOX相結(jié)合的自養(yǎng)脫氮工藝流程圖

3.6 A2NSBR工藝

A2NSBR工藝由厭氧/兼氧序批式反應器(A/A/OSBR)和硝化序批式反應器(N-SBR)組成，這兩個反應器的活性污泥完全分開，只將沉淀后的上清液相互交換，見圖4。進水和回流污泥混合后進人厭氧池，在此聚磷菌吸收易于降解的有機物進行PHB儲備，同時釋磷；隨后進入沉淀池泥水分離：富集氨氮的上清液進入側(cè)流好氧池進行硝化反應，而含有大量PHB的DPB污泥則同硝化液一起進入主流缺氧反應池，在此以硝態(tài)氮為電子受體進行反硝化除磷。

與Dephanox工藝一樣，A2NSBR可分別控制聚磷菌和反硝化菌的泥齡，有利于它們的各自優(yōu)化。兩個反應器的沉淀上清液相互交換，保證了原水中85%~90%的COD在A2O-SBR的厭氧段被活性污泥快速吸附或降解并用于該段厭氧釋磷和缺氧段反硝化。在N/P比最優(yōu)的情況下，比傳統(tǒng)工藝節(jié)省50%的COD，除磷率接近100%，脫氮率約90%。

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圖4 A2NSBR工藝流程圖

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第4章

結(jié)

語

本文對生物脫氮除磷的機理及目前較先進的脫氮除磷技術(shù)進行了簡要概述。由于水體富營養(yǎng)化是一個嚴重的長期問題，而我國對生物脫氮除磷的研究起步較晚，目前進行了脫氮除磷處理的污水處理廠并不多。因此，開發(fā)經(jīng)濟有效、節(jié)能、簡便且能同時脫氮除磷的適合我國國情的工藝尤為重要。由于生物法運行費用較低，效果穩(wěn)定，綜合處理能力強，因此生物脫氮除磷工藝在我國將有很大的應用前景，且應更加深入的探討生物脫氮除磷的機理。

第四篇：大型火電廠脫氮技術(shù)

低NOX煤粉燃燒技術(shù)概述

摘 要：本文共分為四大部分：從當前火電廠脫氮的結(jié)設備構(gòu)特點及組成，工作原理，燃燒方式，控制方法以及在火電廠中的應用前景等方面進行了淺顯的描述。其中重要是對該設備的主要原理和控制方法，控制性能及特點方面進行了闡述。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)特點、工作原理、燃燒方式、控制方法。

Abstract: This paper is divided into four parts: from the current circulating fluidized bed power plant characteristics of the structure and composition，working principle，and combustion of pulverized coal-fired boiler contrast，the control method and the application of thermal power plants in areas such as prospects for the simple description.One important is the boiler control system for the main control methods to control aspects of performance and features，and explains Key words: current circulating、bed power plant、combustion of pulverized、boiler control system.一 引言

近年來能源利用造成的環(huán)境污染越來越嚴重，其中礦物燃料的燃燒所排放出來的氮氧化物(NOX)己成為環(huán)境污染的一個重要方面。NOX是N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5的總稱。我國能源以煤為主。燃煤所產(chǎn)生的大氣污染物占污染物排放總量的比 例較大，其中NOX占67%[1]。有關資料表明，電站鍋爐的NOX排放量占各種燃燒裝臵NOX排放量總和的一半以上，而且80%左右是煤粉鍋爐排放的[2]。國家環(huán)保局于2003年12月23日發(fā)布的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223—2003）中對于第三時段燃煤電廠執(zhí)行的排放濃度限值為：當Vdaf<10%時，NOx 排放濃度限值為1100 mg/m3；當10%20%時，排放濃度限值為450 mg/m3。據(jù)調(diào)查[3]，我國燃煤電站固、液態(tài)排渣煤粉爐NOX排放質(zhì)量濃度范圍分別為600~1200 mg/m3和850~1150 mg/m3。因此，降低NOX排放的任務非常緊迫。

二 氮氧化物產(chǎn)生的機理

氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一。通常所說的氮氧化物NOx 有多種不同

形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4 和 N2O5，其中NO 和NO2 是重要的大氣污染物。

我國氮氧化物的排放量中70％來自于煤炭的直接燃燒，電力工業(yè)又是我國的燃煤大戶，因此火力發(fā)電廠是NOx 排放的主要來源之一。

研究表明，氮氧化物的生成途徑有三種：（1）熱力型NOx，指空氣中的氮氣在高溫下氧化而生成NOx；（2）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在燃燒過程中進行熱分解，繼而進一步氧化而生 成NOx；（3）快速型NOx，指燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫離子團如CH 等反應生成NOx。在這三種形式中，快速型NOx 所占比例不到5％；在溫度低于1300℃時，幾乎沒有熱力型NOx。對常規(guī)燃煤鍋爐而言，NOx 主要通過燃料型生成途徑而產(chǎn)生?？刂芅Ox 排放的技術(shù)指標可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過各種技術(shù)手段降低燃燒過程中的NOx 生成量；二次措施是將已經(jīng)生成的NOx通過技術(shù)手段從煙氣中脫除。

三 低NOX煤粉燃燒技術(shù)

煤粉燃燒過程中影響NOX生成的主要因素有：①煤種特性，如煤的含氮量、揮發(fā)分含量、燃料中的固定碳/揮發(fā)分之比以及揮發(fā)分中含H量/含N量之比等；②燃燒區(qū)域的溫度峰值；③反應區(qū)中氧、氮、一氧化氮和烴根等的含量；④可燃物在反應區(qū)中的停留時間。

由此對應的低NOX燃燒技術(shù)的主要途徑有如下幾個反面：①減少燃料周圍的氧濃度。包括：減少爐內(nèi)過量空氣系數(shù)，以減少爐內(nèi)空氣總量；減少一次風量和減少揮發(fā)分燃盡前燃料與二次風的混合，以減少著火區(qū)的氧濃度。②在氧濃度較少的條件下，維持足夠的停留時間，使燃料中的氮不易生成NOX，而且使生成的NOX經(jīng)過均相或多相反應而被還原分解。③在過量空氣的條件下，降低溫度峰值，以減少熱力型NOX的生成，如采用降低熱風溫度和煙氣在循環(huán)等。④加入還原劑，使還原劑生成CO、NH3和HCN，它們可將NOX還原分解。具體的方法有：燃料分級燃燒、空氣分級燃燒、煙氣再循環(huán)、低NOX燃燒器、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒等，以下對各種低NOX燃燒技術(shù)分別介紹。3.1 燃料分級燃燒

燃料分級燃燒，又稱燃料再燃技術(shù)(Returning Technology)。是指在爐膛(燃燒室)內(nèi)，設臵一次燃料欠氧燃燒的NOX還原區(qū)段，以控制NOX的最終生成量的一種“準一次措施”。NOX在遇到烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm時會發(fā)生NOX的還原反應。利用這一原理，把爐膛高度自下而上依次分為主燃區(qū)(一級燃燒區(qū))、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。再燃低NOX燃燒將80%—85%的燃料送入主燃區(qū)，在空氣過量系數(shù)α>1的條件下燃燒，其余15%—20%的燃料則在主燃燒器的上部某一合適位臵噴入形成再燃區(qū)，再燃區(qū)過量空氣系數(shù)<1，再燃區(qū)不僅使主燃區(qū)已生成的NOX得到還原，同時還抑制了新的NOX的生成，進一步降低NOX。再燃區(qū)上方布臵燃盡風(OFA)以形成燃盡區(qū)，以使再燃區(qū)出口的未完全燃燒產(chǎn)物燃燒，達到最終完全燃燒目的。再燃燃料可以是各類化石燃料，包括天然氣、煤粉、油、生物質(zhì)、水煤漿等。上世紀80年代，三菱重工第一次將再燃技術(shù)用于全尺皴鍋爐。隨后在全世界取得了長足的發(fā)展。

一般，采用燃料分級的方法可以達到30%以上的脫銷效果，最高脫效率可達70%，在主燃燒器采用低NOX燃燒器抑制NOX生成的基礎聯(lián)合使用燃料分級燃燒可以進一步降低的NOX排放量。再燃法脫除NOX的影響因素主要有再燃燃料的種類、再燃比例、再燃區(qū)的空氣過量系數(shù)、再燃區(qū)溫度條件以及再燃區(qū)停留時間等。隨著技術(shù)的進步，如今又發(fā)展出了先進再燃技術(shù)，它是將再燃技術(shù)與氨催化還原技術(shù)相結(jié)合一種高效控制NOX排放的技術(shù)，這種技術(shù)是將氨水或者尿素作為氨催化劑加入到再燃區(qū)域或者燃盡區(qū)，進一步降低NOX。同時，如果將無機鹽（尤其是堿金屬）助催化劑通過不同的方式一同噴入，將更有利于NOX的還原，實驗顯示，先進再燃可以降低NOX排放量85%左右，具有非常好的優(yōu)勢。由先進再燃的原理可知，所有影響燃料再燃脫硝效果的因素也會影響先進再燃，除此之外，催化劑及駐催化劑對其影響也很重要，主要是氮催化劑（氨或尿素）噴入位臵及噴入量的影響及無機鹽（堿金屬）助催化劑噴入方式的影響。

再燃技術(shù)的主要特點是：①不僅最大限度地控制NOX的排放，而且使鍋爐燃燒更加穩(wěn)定，尤其是低負荷運行性能得到改善，并可提高鍋爐運行效率；②可以避免爐內(nèi)結(jié)渣、高溫腐蝕等其它低NOX燃燒技術(shù)帶來的不良現(xiàn)象；③該技術(shù)只需在爐膛適當位臵布臵幾個噴口即可，系統(tǒng)簡單，投資較少；④無一次污染。3.2 空氣分級燃燒

空氣分級燃燒技術(shù)是美國在20世紀50年代首先發(fā)展起來的，它是目前應用較為廣泛的低NOX燃燒技術(shù)[4]。它的主要原理是將燃料的燃燒過程分段進行。該技術(shù)是將燃燒用風分為一、二次風，減少煤粉燃燒區(qū)域的空氣量即一次風量，提高燃燒區(qū)域的煤粉濃度，推遲一、二次風混合時間，這樣煤粉進入爐膛時就形成一個過量空氣系數(shù)在0.8左右的富燃料區(qū)，使燃料在富燃料 區(qū)進行欠氧燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，從而降低NOX的生成。欠氧燃燒產(chǎn)生的煙氣再與二次風混合，使燃料完全燃燒。

最終空氣分級燃燒可使NOX生成量降低30—40%。該技術(shù)的關鍵是風的分配，一般一次風占總風量的25%-35%。若風量分配不當會增加鍋爐的燃燒損失，同時引起受熱面的結(jié)渣腐蝕等問題。分級燃燒可以分成兩類。一類是燃燒室(爐內(nèi))中的分級燃燒；另一類是單個燃燒器的分級燃燒。在采用分級燃燒時，由于第一級燃燒區(qū)內(nèi)是富燃料燃燒，氧的濃度降低，形成還原性氣氛。而在還原性氣氛中煤的灰熔點會比在氧化性分為中降低100~120℃，這時如果熔融灰粒與爐壁相接觸，容易發(fā)生結(jié)渣，而且火焰拉長，如果組織不好，還會容易引起爐膛受熱面結(jié)渣和過熱器超溫，同時還原性分為還會導致受熱面的腐蝕?？諝夥旨壴偃嫉挠绊懸蛩刂饕校旱谝患壢紵齾^(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)α1，要正確地選擇第一級燃燒區(qū)內(nèi)的過量空氣系數(shù)，以保證這一區(qū)域內(nèi)形成富燃料燃燒，經(jīng)可能的減少NOX的生成，并使燃燒工況穩(wěn)定；溫度的影響、二次風噴口的位臵的確定、停留時間的影響、煤粉細度的影響等。

分級燃燒系統(tǒng)在燃煤鍋爐上應用有較長的歷史，單獨使用大約可降低20~40%的NOX。通常增大燃盡風分額可得到較大的NOX脫除率。目前該技術(shù)與其他初級控制措施聯(lián)合使用，已成為新建鍋爐整體設計的一部分。在適度控制NOX排放的要求下，往往作為現(xiàn)役鍋爐低NOX排放改造的首選措施。3.3 煙氣再循環(huán) 煙氣再循環(huán)也是常用的降低NOX排放量的方法之一，該技術(shù)是將鍋爐尾部約10%—30%低溫煙氣(溫度在300℃—400℃)經(jīng)煙氣再循環(huán)風機回抽(多在省煤器出口位臵引出)并混入助燃空氣中，經(jīng)燃燒器或直接送入爐膛或是與一次風、二次風混合后送入爐內(nèi)，從而降低了燃燒區(qū)域的溫度，同時降低了燃燒區(qū)域氧的濃度，最終降低NOX的生成量，并具有防止鍋爐結(jié)渣的作用。但采用煙氣再循環(huán)會導致不完全燃燒熱損失加大，而且爐內(nèi)燃燒不穩(wěn)定，所以不能用于難燃燒的煤種，如無煙煤等。另外，利用煙氣再循環(huán)改造現(xiàn)有鍋爐需要安裝煙氣回抽系統(tǒng)，附加煙道、風機及飛灰收集裝臵。投資加大，系統(tǒng)也叫復雜，對原有設備改造時也會受到場地條件等的限制。

由于煙氣再循環(huán)使輸入的熱量增多，可能影響爐內(nèi)的熱量分布，過多的再循環(huán)煙氣還可能導致火焰的小穩(wěn)定性及蒸汽超溫，因此再循環(huán)煙氣量有一定的限制。煙氣再循環(huán)法降低NOX排放的效果與燃料種類、爐內(nèi)燃燒溫度及煙氣再循環(huán)率有關，延期砸循環(huán)率是再循環(huán)煙氣量與不采用煙氣再循環(huán)時的煙氣量的比值。經(jīng)驗表明：當煙氣再燃循環(huán)率為15%~20%時，煤粉爐的NOX排放濃度可降低25% 左右。燃燒溫度越高，煙氣再循環(huán)率對NOX脫除率的影響越大。但是，煙氣再循環(huán)效率的增加是有限的。當采用更高的在循環(huán)率時，由于循環(huán)煙氣量的增加，燃燒會趨于不穩(wěn)定，而且未完全燃燒熱損失會增加。因此電站鍋爐的煙氣再循環(huán)率一般控制在10%~20%左右。在燃煤鍋爐上單獨利用煙氣再循環(huán)措施，得到的NOX脫除率<20%。所以，一般都需要與其他的措施聯(lián)合使 用。

3.4 低NOX燃燒器

常規(guī)煤粉燃燒器可以將煤粉和空氣快速混合，并能產(chǎn)生高的火焰溫度，達到高的燃燒強度和燃燒效率，遺憾的是這些條件也易于產(chǎn)生較多的NOX。通過設計特殊的燃燒器結(jié)構(gòu)來改變?nèi)紵鞒隹谔幍娘L粉配比，可以將前述的空氣分級、燃料分級和煙氣再循環(huán)等降低NOX排放控制技術(shù)的原理用于燃燒器。通過燃燒器就能同時實現(xiàn)燃燒、還原、燃盡三個過程，從而設計出低NOX燃燒器。它可以用來控制煤粉與空氣的混合特性，改善火焰結(jié)構(gòu)，降低燃燒火焰的峰值，從而降低NOX排放。由于低NOX燃燒器能在煤粉的著火階段就抑制NOX的生成，對后期控制NOX的排放量十分有利，因此低NOX燃燒器得到了廣泛的開發(fā)和利用。在低NOX燃燒器設計方面，一些西方發(fā)達國家的許多鍋爐制造公司在這方面進行了大量的改進和優(yōu)化工作，并取得很大的成就，開發(fā)了不同類型的低NOX燃燒器，主要有：

1、階段燃燒型低NOX燃燒器

該燃燒器設計使噴口噴出的煤粉分階段燃燒從而降低NOX的生成。在燃燒器出口區(qū)域形成一個還原性氣氛的富燃料著火燃燒區(qū)，逐步與噴出的二次風相混合，由于二次風風量及旋流動量小，與煤粉混合較慢，使得燃燒過程推后，減緩了煤粉的著火燃燒。所以這種燃燒器有效地降低了NOX的生成。較有代表性的有：巴．威公司的DRB型雙調(diào)風低NOX燃燒器[7]，德國巴布科克((Deutche Babcock)公司的WB、WSF、DS型燃燒器[8]，德國斯 坦繆勒(Steinmuller)公司設計的SM低NOX燃燒器[8]，福斯特惠勒(Foster Wheeler)公司的CF/SF低NOX燃燒器[9]，美國瑞麗斯多克(Riley Stoker)公司的CCV型低NOX燃燒器[7]等。

2、濃淡偏差型低NOX燃燒器

濃淡燃燒器是通過將一次風所攜帶的煤粉在燃燒器內(nèi)部分成濃淡兩股射出，由于煤粉射流分成了濃淡兩股，濃的一側(cè)由于煤粉氣流空氣量小，為還原性氣氛所以生成的NOX較少，淡側(cè)由于燃料較少，燃燒溫度較低，所以也可抑制了NOX的生成。濃淡燃燒器如今己發(fā)展了多種，根據(jù)濃淡分離的不同，有采用彎管離心原理分離式、撞擊分離式、旋風分離式以及百葉窗式等等。如：美國ABB-CE公司開發(fā)的寬調(diào)節(jié)比WR型燃燒器、日本三菱公司的PM型低NOX燃燒器、德國EVT公司的Vapour燃燒器、我國自行設計的燃燒器如多功能船形體煤粉燃燒器、鈍體燃燒器、濃淡型燃燒器等。

一些公司還將低NOX燃燒器與爐內(nèi)初級控制措施，如空氣分級、燃料分級、煙氣再循環(huán)等組合在一起，構(gòu)成一個低NOX燃燒系統(tǒng)。這些低NOX燃燒系統(tǒng)不僅僅有效改善燃燒條件，還能大幅降低NOX排放量。據(jù)美國福斯特惠勒公司(Foster Wheeler)報告顯示，他們的低NOX燃燒系統(tǒng)可實現(xiàn)50~65%的NOX脫除率。國內(nèi)在低NOX燃燒技術(shù)方面的研究雖然起步較晚，但也積累了許多成熟的經(jīng)驗，尤其是基于濃淡燃燒技術(shù)和分級燃燒技術(shù)開發(fā)出的各種低NOX燃燒器都取得了可喜的實績。

哈爾濱工業(yè)大學經(jīng)過10余年的努力，開發(fā)研制成功水平濃 縮煤粉燃燒器、水平濃淡風煤粉燃燒器、徑向濃淡旋流煤粉燃燒器、不等切圓墻式布臵直流煤粉燃燒器等“風包粉”系列濃淡煤粉燃燒技術(shù)。華中理工大學煤燃燒國家重點實驗室利用一維爐和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，研制開發(fā)出了高濃度煤粉燃燒技術(shù)。清華大學力學系賈臻教授研制的煤粉濃縮燃燒器，可使NOX降低到200mg/m3左右，這在世界同類技術(shù)中處于領先地位。此外，西安交通大學的夾心風直流燃燒器，浙江大學的可調(diào)式濃淡燃燒器都有降低NOX，的排放量的作用。3.5 低氧燃燒

這種方法就是使燃燒過程盡量接近理論空氣系數(shù)(α =1)的條件下進行，使煙氣中的過剩氧量減少，從而降低燃燒過程中NOX的生成量。在低過量空氣系數(shù)范圍的條件下運行，可使用較少的燃料。因此認為，低過量空氣運行可以作為減少氮氧化物的形成和燃料消耗量的基本改進燃燒方法之一。實際鍋爐采用低氧燃燒時，不僅降低NOX排放量，而且鍋爐排煙熱損失減少，對提高鍋爐熱效率有利，但是，如果爐內(nèi)氧的濃度過低，低于3%以下時，會造成CO濃度的急劇增加，從而大大增加機械未完全燃燒熱損失，同時也會引起飛灰含碳量的增加，導致機械未完全燃燒損失增加，從而使燃燒效率降低，使鍋爐的燃燒經(jīng)濟性降低，而且爐內(nèi)壁面附近還可能形成還原性氣氛造成爐壁結(jié)渣和腐蝕。因此在確定低氧燃燒的過量空氣量范圍時，必須兼顧燃燒效率、鍋爐效率較高和NOX等有害物質(zhì)最少的要求。這是一種經(jīng)過充分證明的、有效的降低NOX的基本方法，一般情況下，該措施可以 使NOX排放降低15%—20%。3.6 濃淡偏差燃燒

濃淡偏差燃燒是近幾年來國內(nèi)外采用的一種降低鍋爐燃燒排放NOX的燃燒技術(shù)。該方法原理是對裝有兩個燃燒器以上的鍋爐，使部分燃燒器供應較多的空氣（呈貧燃料區(qū)），即燃料過淡燃燒；部分燃燒器供應較少的空氣（呈富燃料區(qū)），即燃料過濃燃燒。無論是過濃或者過淡燃燒，燃燒時α都不等于1，前者α﹥1，后者α﹤1，故又稱非化學當量比燃燒或偏差燃燒。

對NOX生成特性的研究表明，NOX的生成量和一次風煤比有關，一次風煤比在3~4kg/kg煤時，NOX生成量最高；偏離該值，不管是煤粉濃度高還是低，NOX的排放量均下降。因此如果把煤粉流分離成兩股含煤粉量不同的氣流，即含煤粉量多的濃氣流C1和含煤粉量少的淡氣流C2，分別送入爐內(nèi)燃燒，對于整個燃燒器，其NOX生成量的加權(quán)平均值與燃用單股C0濃度煤粉流相比，生成的NOX要低。

四 燃煤電廠降低NOx排放的燃燒技術(shù)

研究表明，氮氧化物的生成途徑有三種：（1）熱力型NOx，指空氣中的氮氣在高溫下氧化而生成NOx；（2）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物在燃燒過程中進行熱分解，繼而進一步氧化而生成NOx；（3）快速型NOx，指燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫離子團如CH 等反應生成NOx。在這三種形式中，快速型NOx 所占比 例不到5％；在溫度低于1300℃時，幾乎沒有熱力型NOx。對常規(guī)燃煤鍋爐而言，NOx 主要通過燃料型生成途徑而產(chǎn)生?？刂芅Ox 排放的技術(shù)指標可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過各種技術(shù)手段降低燃燒過程中的NOx 生成量（前面已經(jīng)敘述）；二次措施是將已經(jīng)生成的NOx通過技術(shù)手段從煙氣中脫除。

4.1.1 爐膛噴射法

實質(zhì)是向爐膛噴射還原性物質(zhì)，可在一定溫度條件下還原已生成的NOx，從而降低NOx 的排放量。包括噴水法、二次燃燒法（噴二次燃料即前述燃料分級燃燒）、噴氨法等。

噴氨法亦稱選擇性非催化還原法（SNCR），是在無催化劑存在條件下向爐內(nèi)噴入還原劑氨或尿素，將NOx 還原為N2 和H2O。還原劑噴入鍋爐折焰角上方水平煙道（900℃～1000℃），在NH3/NOx 摩爾比2～3 情況下，脫硝效率30％～50％。在950℃左右溫度范圍內(nèi)，反應式為：

4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O 當溫度過高時，會發(fā)生如下的副反應，又會生成NO： 4NH3+5O2→4NO+6H2O 當溫度過低時，又會減慢反應速度，所以溫度的控制是至關重要的。該工藝不需催化劑，但脫硝效率低，高溫噴射對鍋爐受熱面安全有一定影響。存在的問題是由于溫度隨鍋爐負荷和運行周期而變化及鍋爐中NOx 濃度的不規(guī)則性，使該工藝應用時變得 較復雜。在同等脫硝率的情況下，該工藝的NH3 耗量要高于SCR 工藝，從而使NH3 的逃逸量增加。

4.1.2 煙氣處理法

煙氣脫硝技術(shù)有氣相反應法、液體吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等幾類。

在眾多煙氣處理技術(shù)中，液體吸收法的脫硝效率低，凈化效果差；吸附法雖然脫硝效率高，但吸附量小，設備過于龐大，再生頻繁，應用也不廣泛；液膜法和微生物法是兩個新型技術(shù)，還有待發(fā)展；脈沖電暈法可以同時脫硫脫硝，但如何實現(xiàn)高壓脈沖電源的大功率、窄脈沖、長壽命等問題還需要解決；電子束法技術(shù)能耗高，并且有待實際工

程應用檢驗；SNCR 法氨的逃逸率高，影響鍋爐運行的穩(wěn)定性和安全性等問題；目前脫硝效率高，最為成熟的技術(shù)是SCR 技術(shù)。表1所示為煙氣脫硝技術(shù)比較。

4.2 SCR 法技術(shù)特點

在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法（SCR）是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝技術(shù)。1975 年在日本Shimoneski 電廠建立了第一個SCR 系統(tǒng)的示范工程，其后SCR技術(shù)在日本得到了廣泛應用。在歐洲已有120 多臺大型裝臵的成功應用經(jīng)驗，其NOx 的脫除率可達到80~90%。日本大約有170 套裝臵，接近100GW 容量的電廠安裝了這種設備。美國政府也將SCR 技術(shù)作為主要的電廠控制NOx 技術(shù)。SCR 方法已成為目前國內(nèi)外電站脫硝比較成熟的主流技術(shù)。

4.2.1 原理及流程

SCR 技術(shù)是還原劑（NH3、尿素）在催化劑作用下，選擇性地與NOx 反應生成N2和H2O，而不是被O2 所氧化，故稱為“選擇性”。主要反應如下：

4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO2＋O2→6N2+6H2O SCR 系統(tǒng)包括催化劑反應室、氨儲運系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)及相關的測試控制系統(tǒng)。SCR工藝的核心裝臵是脫硝反應器，有水平和垂直氣流兩種布臵方式，如圖1 所示。在燃煤鍋爐中，煙氣中的含塵量很高，一般采用垂直氣流方式。

4.2.2 主要影響因素

在 SCR 系統(tǒng)設計中，最重要的運行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。煙氣溫度是選擇催化劑的重要運行參數(shù)，催化反應只能在一定的溫度范圍內(nèi)進行，同時存在催化的最佳溫度，這是每種催化劑特有的性質(zhì)，因此煙氣溫度直接影響反應的進程；而煙氣流速直接影響 NH3 與 NOx 的混合程度，需要設計合理的流速以保證 NH3 與 NOx 充分混合使反應充分進行；同時反應需要氧氣的參與，當氧濃度增加催化劑性能提高直到達到漸近值，但氧濃度不能過高，一般控制在 2%～3％；氨逃逸是影響 SCR 系統(tǒng)運行的另一個重要參數(shù)，實際生產(chǎn)中通常是多于理論量的氨被噴射進入系統(tǒng)，反應后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸，NOx 脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，在某一個氨逃逸量后達到一個漸進值；另外水蒸氣濃度的增加使催化劑性能下降，催化劑鈍化失效也不利于 SCR 系統(tǒng)的正常運行，必須加以有效控制。

4.2.3 催化劑的選擇

SCR 系統(tǒng)中的重要組成部分是催化劑，當前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負載上含有活性成份的載體壓制而成；蜂窩式催 化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑是丹麥HALDOR TOPSOE A/S 公司研發(fā)的催化劑，外形如起伏的波紋，從而形成小孔。加工工藝是先制作玻璃纖維加固的TiO2 基板，再把基板放到催化活性溶液中浸泡，以使活性成份能均勻吸附在基板上。各種催化劑活性成分均為WO3 和V2O5。表2 為各種催化劑性能比較。4.2.4 還原劑的選擇

對于SCR 工藝，選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到水解槽中，通過熱交換器將溶液加熱至反應溫度后與水反應生成氨氣；氨水法，是將25％的含氨水溶液通過加熱裝臵使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)器中加熱成氨氣，然后與稀釋風機的空氣混合成氨氣體積含量為5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。表3 為不同還原劑的性能比較。4.2.5 選型性還原脫硝技術(shù)

選擇性還原脫硝技術(shù)包括選擇性非催化還原（SNCR）法、選擇性催化還原（SCR）法和SNCR/ SCR 混合法。在這些方法中SNCR 的主要優(yōu)點是投資及運行費用低，缺點是對溫度依賴性強，脫硝率只有30%~50%，氨的逃逸量大。實際工程中應用最多的是SCR 法。SNCR/ SCR 混合法是種有前景的煙氣脫硝技術(shù)，但牽涉的系統(tǒng)更多，對技術(shù)的要求更高。

五 火電廠脫氮的技術(shù)定位原則

為滿足環(huán)境的要求，對于煙氣脫氮確定了以下的技術(shù)定位原則：

（1）立足于SCR 煙氣脫硝技術(shù)。作為目前最成熟、效率最高的脫硝技術(shù)，應盡快技術(shù)引進、消化吸收；

（2）在全面掌握SCR 技術(shù)的基礎上，以SNCR 技術(shù)作為技術(shù)突破口和再增長點，使SNCR/SCR法或SCR與其他低NOx燃燒技術(shù)混合法作為下階段的技術(shù)發(fā)展方向。最佳脫硝技術(shù)的選擇取決于現(xiàn)有的燃燒系統(tǒng)（常規(guī)的或低NOx）、燃料、爐膛結(jié)構(gòu)、鍋爐布臵、實際和目標NOx 水平和其他因素；

（3）研究并開發(fā)適合我國國情的催化劑。針對我國高灰、高重金屬的煤燃料，開發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的催化劑和低溫運行的催化劑。據(jù)悉，國內(nèi)一些研究機構(gòu)一直致力于催化劑的研究，利 用我國蘊量豐富的稀土資源來生產(chǎn)SCR 催化劑，提高了SCR催化劑的活性，降低了生產(chǎn)成本。我們可以組合國內(nèi)資源，利用已有的研究成果，盡快把它商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化；

（4）煙氣脫硝的流場分析和理論研究。SCR 法關鍵是催化劑的選擇和煙氣流場優(yōu)化；SNCR 法關鍵是爐膛內(nèi)溫度場的研究?？衫肅FD 數(shù)學模擬和實體物理模型來系統(tǒng)研究溫度場和流場；

（5）建立示范工程進行現(xiàn)場研究。采用與國外技術(shù)方和國內(nèi)其他相關部門聯(lián)合先在商業(yè)鍋爐上進行脫硝示范點建設，在裝臵運行過程中，進行性能試驗和數(shù)據(jù)收集。

六 總結(jié)

不同的燃煤鍋爐，由于其燃燒方式、煤種特性、鍋爐容量以及其他具體條件的不同，在選用不同的低NOX燃燒技術(shù)時，必須根據(jù)具體的條件進行技術(shù)經(jīng)濟比較，使所選用的低NOX燃燒和鍋爐的具體設計和運行條件相適應。不僅要考慮鍋爐降低NOX的效果，而且還要考慮在采用低NOX燃燒技術(shù)以后，對火焰的穩(wěn)定性、燃燒效率、過熱蒸汽溫度的控制、受熱面的結(jié)渣和腐蝕等可能帶來的影響。對不同低NOX燃燒技術(shù)可根據(jù)實際情況家和使用，以降低NOX的排放量。同時，根據(jù)自己電廠的特點選擇適當?shù)臒煔饷摰夹g(shù)，滿足環(huán)保需求

參考文獻： 曾漢才.燃燒與污染[M}.武漢:華中理工人學出版社，1992 2 方立軍.高正陽.殷立寶等.無煙煤與貧煤的混煤NOx排放特性試驗研究.2001, 32(9): 11~14 3 曾漢才.大型鍋爐高效低NOx燃燒技術(shù)的研究[J].鍋爐制造,2001, 3(I):1~11 4 Spliethoff H.et, al.Low-NOx formation for pulverized coal a comparison of air staging and reburning, Inst.Energy’s Int.Conf.Combust.Emiss.Control Proc.Inst.Energy Conf.2 nd, 61~70, 1995 Leithner R, Lendt B, Miilen H.Reduction of the Emission in Coal-Fired Boilers, Coal Combustion.Science and Technology of Industrial and Utility Application.New York: Hemisphere Publishing Corporation,1998 6 高晉生，沈本賢，煤燃燒中NOx的來源和抑制其生成的有效措施，煤炭轉(zhuǎn)化, 1994, 17(3)53-57 7 毛健雄，毛健全，趙樹民。煤的清潔燃燒。北京:科學出版社，1998 8 吳生來，郝振亞.德國低NOx煤粉燃燒器.熱力發(fā)電，1997,(5): 51-56 9 果然，石艷君。低NOx燃燒技術(shù)綜述。鍋爐制造，2003.28(3)21

第五篇：低氮燃燒技術(shù)方案

35噸鏈條爐排燃煤鍋爐低氮燃燒工程

技術(shù)方案

一、公司簡介

二、工程概況

目前，國家對鍋爐煙氣粉塵的排放治理高度重視和并執(zhí)行從嚴政策，各級環(huán)保部門對鍋爐煙氣治理也提出了更高的要求。市辦字【2013】26號文件——《中共西安市委辦公廳西安市人民政府辦公廳關于印發(fā)《西安市“治污減霾”工作實施方案（2013年）》》和市環(huán)發(fā)【2013】48號文件——《西安市環(huán)境保護局關于加快實施燃煤鍋爐煙氣污染綜合治理的通知》，要求燃煤鍋爐氮氧化合物排放濃度同比下降超過15%。

目前國內(nèi)生產(chǎn)的燃煤鏈條爐排式蒸汽鍋爐，均沒有低氮排放的配置措施。為響應環(huán)保部門關于加快實施燃煤鍋爐煙氣污染綜合治理的要求，新建20噸以上的燃煤鍋爐鍋爐低氮排放的提標提上日程。

按照市環(huán)保局文件的要求，并結(jié)合鏈條爐排燃煤鍋爐的實際情況，我公司采用“在線式低氮復合燃燒技術(shù)”的方案。

三、客戶資料及設備工況分析

1.客戶提供資料

1）此方案之設備用于單臺35t/h鏈條燃煤鍋爐的低氮燃燒，每臺鍋爐配置兩套在線式低氮燃燒系統(tǒng)。

2）鍋爐負荷類型：帶生產(chǎn)的基本負荷。3）鍋爐技術(shù)參數(shù)

鍋爐型號：SHL35-1.6/-AⅡ 額定出力：35蒸噸/小時 額定蒸汽壓力： 1.6Mpa 用煤量： 6.475噸/小時 煤質(zhì)：5000大卡/公斤 額定蒸汽溫度：240℃

制造廠商：*******鍋爐股份有限公司 4）引風機技術(shù)參數(shù) 型號：Y5-185No.12.4D 流量：60940~105330m3/h 全壓：3851~2636Pa 電機功率： 185 KW 制造廠商：*********通風機有限公司

5）煙氣成分：SO2、NOx、CO2、CO等。其中：NOx約為300毫克/立方 6）燃用煤質(zhì)：煙煤 7）煙氣溫度：130℃左右 2.工況分析

根據(jù)一般鏈條燃煤鍋爐數(shù)據(jù)及客戶提供的數(shù)據(jù)，低氮復合燃燒設備工況分析如下：

1）復合燃燒率：20%的用煤量

2）處理氮氧化物濃度 ：300毫克/立方米左右

3）煙氣的組成：此煙氣為燃煤鍋爐尾氣，有一定水分、SO2、NOx等，經(jīng)檢測分析計算，認定NOx氣體排放是形成霧霾的主要因素之一。

隨著工業(yè)規(guī)模和采暖規(guī)模的加大，霧霾的形成對環(huán)境和人民生活的損害越來越大，需加大力度，做好降低和減少NOx的工作。

四、設計所遵循的標準

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)是我司的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，獲國家發(fā)明專利。我公司對系統(tǒng)功能設計、性能、制造、供貨、安裝、調(diào)試、運行培訓等，均采用合同能源管理的一條龍服務方式。

所遵循的規(guī)范和標準如下，但不限于此：

·市環(huán)發(fā)【2012】278號文件《西安市環(huán)境保護局關于加快落實2012燃煤鍋爐綜合整治項目的通知》

·西安市燃煤鍋爐煙塵和二氧化硫排放標準

DB61/534-2011 ·環(huán)境空氣質(zhì)量標準

GB3095-1996 ·火電廠大氣污染物排放標準

GB13223-2011 ·工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范

GBJ87-1985 ·工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范

GB50235-1997 ·鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工規(guī)程

BZQ（TJ）0048-94 ·鋼結(jié)構(gòu)、非標設備、管道涂裝工程技術(shù)規(guī)程

BZQ（TJ）0011-94 ·普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板及鋼帶 GB1125389 ·普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板技術(shù)條件 GB3274-83 ·優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件

GB699-88 ·碳素結(jié)構(gòu)鋼

GB700-88 ·焊接接頭的基本型式與尺寸

GB985-986-88 ·火力發(fā)電廠保溫材料技術(shù)條件

DL/T776-2001 ·火力發(fā)電廠保溫油漆設計技術(shù)規(guī)定

DL/T5072-1997 ·固定式鋼梯及平臺安全要求

GB4053-2009 ·電氣裝置安裝工程及驗收規(guī)程

GBJ232-82 ·低壓分配和電路設計規(guī)范

GBJ54-83 ·電器安裝工程的接地設備的施工和驗收規(guī)范

GB50169-92 ·低壓配電設計規(guī)范

GB50054-95

五、低氮燃燒技術(shù)方案

1.方案制定原則

（1）堅持“先進性、實用性、經(jīng)濟性”的優(yōu)化組合。

（2）低氮燃燒系統(tǒng)設備、管道布局因地制宜，設備布置緊湊、占地面積小、操作簡單、維護方便、便于集中管理。

（3）低氮燃燒系統(tǒng)設備可靠穩(wěn)定的運行，減少設備運行及維護費用，減輕操作工人、維修工人的勞動強度。

（4）參數(shù)選擇合理，降低工程成本、設備投資費用，減輕業(yè)主負擔。

（5）管道布置簡單、流暢，盡量縮短管道長度，低氮燃燒系統(tǒng)滿足穩(wěn)定高效運行的要求。

（6）設備性能指標：鍋爐運行后煙塵的排放濃度與傳統(tǒng)鍋爐相比降低≥15%。

2.在線式低氮燃燒系統(tǒng)概述 低氮燃燒的基本原理：氮氧化合物的生成與爐膛內(nèi)的氧濃度成正比。低氮燃燒的實質(zhì)即為低氧燃燒。

鏈條爐排燃煤鍋爐的復合燃燒，在國內(nèi)已得到廣泛的應用。已有30多年的發(fā)展應用歷史。取得了較好的節(jié)能效果。在線式低氮燃燒技術(shù)是在復合燃燒的基礎上發(fā)展起來的。在多年的示范應用中，該系統(tǒng)已形成全封閉配置，達到了節(jié)能和環(huán)保的統(tǒng)一。目前，在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)技術(shù)已趨成熟，我司具有良好的設計、加工、制造、安裝、調(diào)試能力，采用合同能源管的模式，應用于冶金、化工、兵工、食品、電力等行業(yè)，都獲得了良好的效果和可觀的效益。根據(jù)目前環(huán)保發(fā)展趨勢的要求，在線式低氮燃燒系統(tǒng)以其脫氮成本低（用戶僅投資50%），適應范圍廣，尤其對中小型燃煤鍋爐難以承受傳統(tǒng)脫氮設備系統(tǒng)的投資和運行費用的情況下，普遍采用在線式低氮燃燒，有良好的降氮作用效果，將成為燃煤鍋爐煙氣污染控制的一種主要的減排設備。

在線式低氮燃燒系統(tǒng)是一種煤粉燃燒裝置，由煤斗、動篩、輸煤、磨粉、燃燒器、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煤層輔助分行器等部分組成，其工作機理是從煤斗上動態(tài)篩選粒徑為0--20毫米的末煤，將末煤在線烘干后輸送至磨粉機，磨粉機將末煤研磨成煤粉，送入燃燒器高效燃燒，實現(xiàn)降低煙氣氧濃度的環(huán)保節(jié)能減排效果。煙氣循環(huán)余熱利用系統(tǒng)，實現(xiàn)了原料烘干、降低鼓風氧含量和流量、實現(xiàn)降低氮氧化合物的綜合功能。煤層輔助分行實現(xiàn)煤層的熱態(tài)疏松。

在線式低氮燃燒系統(tǒng)的優(yōu)點是：

（1）節(jié)能效率高：由于煤粉的燃燒速度快，可以大大改善鍋爐的瞬時出力、由于煤粉的燃盡率高，可以大大降低爐渣含碳量、由于煤粉的霧化好，可以大大降低爐膛內(nèi)空氣過剩系數(shù)、煤層熱態(tài)疏松結(jié)合煤粉燃燒器，可以大大降低煙氣中的氧含量，綜合節(jié)能效果可以達到20%以上。

（2）結(jié)構(gòu)比較簡單，操作維護方便，沒有添加劑附加成本；

（3）在保證相同脫氮效率的前提下，其造價和運行費用大大低于NCR和SNCR系統(tǒng)。

（4）對煤質(zhì)不敏感，不受煤質(zhì)變化對鍋爐燃燒狀態(tài)的影響；

（5）適應煤質(zhì)的范圍大，可以燃燒4000大卡左右的劣質(zhì)煤。因此它可廣泛用于各個行業(yè)的燃煤工業(yè)鍋爐。其鍋爐容量從4噸---200噸范圍內(nèi)均可配置。3.設備技術(shù)說明

3.1 低氮復合燃燒系統(tǒng)的組成：

低氮復合燃燒系統(tǒng)由煤斗、動篩、輸煤、除鐵、磨粉、燃燒器、煙氣循環(huán)系統(tǒng)、煤層輔助分行器、支架、熱管換熱器、排輸灰裝置、檢測裝置及控制系統(tǒng)等組成。

3.2在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的功能

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)，能滿足鍋爐大負荷、各工況下的生產(chǎn)要求。該系統(tǒng)燃燒器選用耐高溫、耐磨損的不銹鋼材料。系統(tǒng)設備設置了獨立的燃料系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，可以在線的投入和退出。在出現(xiàn)故障、更換易損件等情況時能及時退出，而不影響鍋爐的正常運行。

3.3 在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的工作原理

投入過程：工作時，先啟動磨粉機，保證磨粉機內(nèi)不存留雜物、然后啟動輸煤螺桿和燃燒器風機及煙氣循環(huán)風機，預熱系統(tǒng)管道、最后啟動動篩螺桿，開始從鍋爐煤斗中分選輸出末煤。系統(tǒng)運行正常后，根據(jù)鍋爐運行狀態(tài)，可以適當調(diào)整輸煤量（即復合率）的大小。

退出過程：隨著連續(xù)工況的運行，易損件部分主要為磨粉機的錘頭和內(nèi)部襯板。根據(jù)運行經(jīng)驗，360小時為一保養(yǎng)維護周期。需要退出系統(tǒng)。退出時，與投入過程程序相反。先關停動篩螺桿，停止向磨粉機供煤，延時2分鐘后，關停輸煤螺桿，再延時 2分鐘后，關停磨粉機和各個風機系統(tǒng)。

維護過程：將磨機的端蓋卸開，調(diào)出磨芯。然后對內(nèi)部襯板、磨芯上的錘頭用耐磨焊條進行全面的補焊，恢復到初始程度。再檢查軸承良好程度，補加高溫黃油。然后將磨芯調(diào)入機座內(nèi)，進行動平衡校驗。最后做好密封，將端蓋吊回固定。3.4 在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)技術(shù)描述 3.4.1 磨粉機

對于復合燃燒來講，磨機是其核心部件，磨機的性能和質(zhì)量直接影響復合燃燒系統(tǒng)的運行效率，磨機的壽命又直接影響復合燃燒系統(tǒng)的運行費用。因此，選擇合適的磨機是極為重要的一步。

在線式復合燃燒磨機的選擇一般為多級式的風扇磨，應考慮磨機的襯板厚度和材質(zhì)、錘頭的厚度和材質(zhì)、軸承的好壞、軸承潤滑油品質(zhì)等因素，同時還要考慮價格因素。多級風扇磨選擇一般應滿足以下條件：結(jié)構(gòu)合理，產(chǎn)量高，磨粉細度好，易維護；密封性好，機械平衡；具有足夠的強度，尺寸穩(wěn)定性好；具有良好的耐溫、耐磨、煤質(zhì)適應性寬等性能；原料來源廣泛，性能穩(wěn)定可靠；價格低，壽命長。

相比之下，采用耐磨鋼和耐磨焊條的組合，是確保在線式復合燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行的保障。用耐磨鋼做基板，保證磨機主體常年使用不會損壞。用耐磨焊條做日常定期維護，每當耐磨層磨薄，就必須用耐磨焊條進行維護，將耐磨層補焊到要求厚度。

經(jīng)過多年的運行經(jīng)驗總結(jié)，采用耐磨焊條定期維護，是最有效，成本最低保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行的方法。因為沒有一種耐磨材料可以保證數(shù)千小時不更換的穩(wěn)定運行，往往更堅硬的材料，卻比較脆，頻繁破碎煤矸石時容易脫落小碎片而損壞高速運轉(zhuǎn)的磨機。所以，硬而脆的耐磨材料不適宜在高速磨機中使用。3.4.2 動篩螺桿

該項技術(shù)設備是我司的專利技術(shù)。它可以在任何惡劣的條件下連續(xù)不斷的從混合煤中分選出0--20毫米的末煤，用于在線制粉，直接燃燒。動篩由螺桿式篩網(wǎng)、可調(diào)節(jié)料門、同軸槳式輸煤螺桿、支撐外套管、軸承、及減速機、電動機及變頻控制組成。它可由調(diào)節(jié)料門和變頻控制系統(tǒng)來控制出料量，使用方便。動篩的質(zhì)量直接影響在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)的運行效果。

我公司特別注重該設備的制作。選用良好的鋼材，保證足夠的剛度和強度，防止損壞和變形。篩齒的規(guī)格、數(shù)量和槳齒的間距符合行業(yè)設計規(guī)范，所有焊點均勻牢固，不出現(xiàn)脫焊、虛焊和漏焊現(xiàn)象。在篩齒和槳齒的表面細致做耐磨處理，以保證其使用壽命。

3.4.3 燃燒器 復合燃燒系統(tǒng)中的燃燒器是我司的自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)產(chǎn)品。該燃燒器外形像一個蝸殼，故稱蝸殼式燃燒器。燃燒器整體組裝成易于運輸?shù)慕M合件，現(xiàn)場組裝安裝。燃燒器用法蘭安裝，易于拆卸維修。燃燒器上觀察孔、起吊設施，外涂高溫漆，符合相關的安全規(guī)范和技術(shù)規(guī)程。

殼體由不低于4mm厚的鋼管、鋼板和不銹鋼管分段制作而成，不銹鋼段部分鑲套于鍋爐爐膛外壁上，以承受高溫。鋼管和鋼板部件在鍋爐外部，不與高溫接觸。

燃燒器設計有風控系統(tǒng)，可以隨機調(diào)節(jié)風量風壓，以控制燃燒火焰的長度和燃燒的強度。燃燒器各部件采用法蘭連接，以便于檢修和更換部件。3.4.4 熱管換熱器

熱管換熱器是余熱利用的主要設備。由我公司根據(jù)不同的鍋爐規(guī)格和現(xiàn)場安裝位置非標設計制作。熱管換熱器由不低于5mm厚的鋼板制作而成，表面設加強筋，加強筋厚度不低于6mm，保證強度和剛度。熱管換熱器的容量設計以滿足在線式復合燃燒系統(tǒng)滿負荷運行時的所需風量為準。其預熱風量為磨粉機和燃燒器所需風量的總和。熱管換熱器的進風口，設計安裝在鍋爐鼓風機的出風總管上，以保證復合燃燒系統(tǒng)運行時，不會產(chǎn)生附加風量，從而保證低氮燃燒的環(huán)保減排效果。

熱管換熱器的熱源是鍋爐排放的高溫廢煙氣。當高溫余熱被高效利用后的低溫廢煙氣，進入煙氣循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保減排的使命。3.4.5 煙氣循環(huán)系統(tǒng)

煙氣循環(huán)系統(tǒng)是實現(xiàn)低氮排放的主要配置之一。該煙氣取自鍋爐的省煤器末端，溫度約為200℃--300℃之間，屬于鍋爐的廢煙氣。由于該部位煙氣在除塵器之前，所以設計有積灰箱，位于煙氣循環(huán)風機之前。煙氣飛灰過濾到沉降室，將箱體分隔成上箱體和下箱體兩部分。下箱體的積灰排入灰斗。當棑灰不暢時，可用振動電機輔助。

粗略凈化化后的煙氣進入熱管換熱器換熱后，經(jīng)管路送入鍋爐爐排鼓風管道，以降低鼓風氧濃度，達到減少氮氧化合物生成的目的。

由于設計選用煙氣循環(huán)風機的風壓高于鍋爐鼓風機風壓的兩倍，所以循環(huán)煙氣另外輔助具有疏松煤層的作用，有益于煤層的良好燃燒。3.4.6 煤層熱態(tài)分行系統(tǒng) 采用的原因：

1）由于工業(yè)鍋爐的用煤多屬于中等偏下的原煤，由供煤商負責供應。末多含水率較高，2）常規(guī)的鍋爐原煤分層給煤裝置屬于冷態(tài)預處理裝置。

3）由于潮濕和末煤較多，原煤落入爐排后，煤層分布改變，冷態(tài)分布措施失效率較高，煤層透氣性不好。4）鍋爐高負荷運行時，因煤層透氣性不好，鼓風較大，空氣過剩系數(shù)過高，使得煙氣中氧濃度過高，不利于氮氧化合物的降低。

采用熱態(tài)分行措施后，煤層在分行后快速起燃，疏松狀態(tài)不會再改變，從而保證了煤層的良好燃燒，同時可以調(diào)節(jié)降低空氣過剩系數(shù)和煙氣中的含氧量，達到降低氮氧化物折算值的目的。3.4.7 送風管路系統(tǒng)

復合燃燒系統(tǒng)是一個獨立的風送系統(tǒng)。傳統(tǒng)的復合燃燒均沒有考慮附加風的因數(shù)。我司通過多年的運行分析總結(jié)，確認附加風對氮氧化合物的降低影響最大。

為此，我司創(chuàng)新研制了一套獨特的在線式復合燃燒送風管路系統(tǒng)，從而保證全新的復合燃燒系統(tǒng)完全的消除了附加風，使得系統(tǒng)的低氮性能大大提高，上升到一個穩(wěn)定可靠地臺階。

3.5 低氮燃燒系統(tǒng)的特點

3.5.1排放濃度低。低氮燃燒系統(tǒng)能實現(xiàn)高效降氮，排放濃度小于

80mg/Nm3，即使國家排放標準日益提高，也可在5年內(nèi)免受排放超標困擾，為將來的深化排放達標獲得緩沖機會。

3.5.2 效率穩(wěn)定。當鍋爐燃燒工況或煙塵參數(shù)發(fā)生波動和變化時或者鍋爐調(diào)峰和煤種變化時，低氮效果都不受影響。

3.5.3 雙燃料系統(tǒng)運行。側(cè)裝燃燒器的方式，不影響爐排進煤，流程簡潔、工藝順暢。3.5.4 節(jié)能效果顯著。保證業(yè)主減低20%的能源采購費用。

3.5.5 維修簡易?？稍诰€投入推出，平均間斷維護保養(yǎng)不大于2小時。因此復合燃燒能夠保持長期可靠運行，以保證鍋爐持續(xù)滿負荷運行。

3.5.6 技術(shù)先進。獲發(fā)明專利技術(shù)，達到國際先進水平。

3.5.7 安裝工作量小。由于采用模塊化生產(chǎn)和現(xiàn)場組裝，安裝工作量較少，為縮短施工工期創(chuàng)造了條件。

3.5.8 獨立的控制系統(tǒng)。采用PLC控制系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)設備運行無人值守。

3.6 復合燃燒設備結(jié)構(gòu)特點

3.6.1設備外殼采用梁柱式結(jié)構(gòu)，由底梁、窄立柱和壁板等組成框架式結(jié)構(gòu)，使得復合燃燒系統(tǒng)的安裝變得非常方便，大大縮短了安裝周期。

3.6.2 復合燃燒系統(tǒng)多為室內(nèi)安裝。室外型采用防雨、排水的設備棚。

3.6.3復合燃燒系統(tǒng)管路設有保溫層，用于防止在環(huán)境條件下溫度的散失。保溫材料采用保溫巖棉，外部用藍色壓型彩鋼板作為保護板。

3.6.4熱管換熱器箱體采用氣密性設計，密封性好，檢查門用優(yōu)良的密封材料，制作過程中以煤油檢漏，保證漏風率最低。

3.6.5 進、出口風道布置緊湊，減小氣流阻力。3.6.6煙氣進氣方式采用格柵式除灰，保證了除塵效果。

3.6.7復合燃燒系統(tǒng)設有足夠的、安全的檢修通道、檢修門、照明、觀察孔。3.6.8復合燃燒系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設計能承受下列荷載：

（1）除塵器荷載(自重、保溫、下部封閉、附屬設備、最大存灰重)；（2）地震荷載；（3）風載；（4）雪載；（5）檢修；（6）正壓、負壓；（7）部分煙道的荷重。

3.7 低氮復合燃燒設備可靠運行保護措施 3.7.1 對管路堵塞的防范措施 盡量在管路系統(tǒng)中設計選用分段法蘭連接，以保證在出現(xiàn)故障時，可以在不停爐的狀態(tài)下，及時處理修復。3.7.2 對磨機密封的防范措施

準備好備用的密封膠，當磨機密封出現(xiàn)異常，又不可退出系統(tǒng)的情況下，用密封膠做應急性處理。

3.7.3 對燃燒器異常的防范措施

當燃燒器燃燒異常時，往往是操作失誤或煤粉過于潮濕形成堵塞所致。為此，在燃燒器底部設計有疏通封板。此時，退出復合燃燒系統(tǒng)，打開底部封板，將堵塞的煤粉掏出，然后重新裝上底部封板，按正常方式啟動復合燃燒系統(tǒng)即可。3.7.4 對鍋爐發(fā)生“四管”破裂時的防范措施

當鍋爐出現(xiàn)水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器等 “四管”破裂時，煙氣溫度明顯降低，煙氣中水蒸氣含量會增加。此時，需停止系統(tǒng)煙氣循環(huán)的運行，以防止煙氣中灰塵堵塞煙氣循環(huán)管路系統(tǒng)。3.7.5 確保動篩穩(wěn)定運行的技術(shù)措施

為了防止潮濕原煤或異物堵塞動篩螺桿，設計動篩小煤倉的倉門可以在線打開，在故障發(fā)生時，可以不停爐處理。同時在動篩出口底部，設計有疏通封板，以方便在線不停爐處理動篩底部的異物。3.7.6 控制復合燃燒系統(tǒng)漏風的措施

復合燃燒系統(tǒng)和管路漏風會影響鍋爐燃燒效果，形成對環(huán)境的污染，必須采取以下措施減少系統(tǒng)漏風。低氮復合燃燒系統(tǒng)制造時，重點防止漏焊、砂眼、脫焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量；對法蘭連結(jié)部位，要填滿石棉繩并把緊螺栓、壓實，最后再用“ 水玻璃”勾縫；對除塵器殼體和灰斗進行仔細檢查，除塵器箱體除滿足必要的檢修門孔外，其余全部封焊。通過以上綜合措施，控制漏風率<2%。4.設備規(guī)格

4.1型號規(guī)格

設備型號：XLDn----35/20 型式：爐側(cè)安裝在線式低氮復合燃燒系統(tǒng) 用途：35t/h燃煤鍋爐的低氮燃燒脫硝工程 4.2 技術(shù)參數(shù)

5.工程設計方案

35噸鍋爐的主機系統(tǒng)安裝通常分為兩種形式，一種安裝在鍋爐房的二層平臺上，一種安裝在鍋爐房的底層。以第一種方式居多。本工程設計以第一種安裝方式為準：（1）動篩螺桿和煤粉燃燒器：設計安裝在二層平臺上。每臺動篩有個機架，安裝減速器和電動機。樓板穿孔，作為末煤原料輸入和煤粉燃料輸出通道。

（2）磨粉機和熱管換熱器：設計安裝在底層。每臺熱管換熱器有個機架，以保證熱管換熱器與主煙道對接。每臺磨粉機有一個減震基座和煤粉加壓提升風機。煤粉的輸送氣源采用三葉型低噪音羅茨鼓風機，型號為FSR150型，風壓49.0kPa，風量12.4m3/min。（3）煤粉燃燒器預留孔徑 在新建鍋爐的左右側(cè)，距離爐排前端2.5米---3米，距爐排表面0.5米處，預留 Ф400 的通孔。這是在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)對新建鍋爐提出的唯一預設要求。其他的工作均可以在鍋爐安裝完后實施。6.電氣及控制系統(tǒng)

本工程電氣及控制系統(tǒng)包括低壓供配電系統(tǒng)、基礎自動化系統(tǒng)(包括電氣傳動、自動化儀表檢測和控制)等。系統(tǒng)設計遵循先進、可靠、實用的原則，整體自動化水平達到當前國內(nèi)先進水平。

控制模式主要有三種方式有三種：自動控制、控制室手動控制、就地手動控制。三種控制方式有不同級別的授權(quán)，以避免設備在運行中的誤操作。6.1低壓供配電系統(tǒng) 6.1.1 電源

在線式低氮復合燃燒系統(tǒng)使用的電源為380V/220V-50Hz。因為開機和關機均有程序要求，所以在可能的情況下，電源采用兩路獨立電源，并且能夠相互自動切換（包括控制電源）?？刂齐娫慈魏我宦返墓收暇粫е孪到y(tǒng)的任一部分失電。任一路電源故障都報警，并自動切換到另一路工作，電源切換時不影響系統(tǒng)的正常工作。6.1.2 接地系統(tǒng)

為有效地抑制干擾（電源干擾、電磁干擾、線路干擾等），系統(tǒng)設計有系統(tǒng)安全地（N）、保護屏蔽地（PE）和計算機地（TE）三類接地系統(tǒng)，確保自動化設備安全可靠運行。

6.1.3 低壓開關柜 低壓開關柜全部采用模數(shù)化鍍鋅型材表面噴塑組裝而成，各回路采用功能單元化，供電可靠，操作靈活方便，便于維修，各回路主開關選用高分斷能力的塑殼斷路器。控制柜具有能防塵、防水、防小動物進入、有足夠的強度和剛度、不易變形等特點。具有機柜防電磁干擾和保證靜態(tài)元件不會誤動功能，機柜內(nèi)帶有機械通風及照明裝置。機柜中連接電纜用的端子排留有5~10％備用量，端子單元可以適應2.5mm2芯線的連接，端子排、電纜接頭、電纜走線槽為阻燃型材料，端子排的安裝便于接線，并采用底部進出電纜方式。機柜采用自動通風措施，以降低溫度，保證該部件的正常運行，其控制開關具有“啟動－停止－自動”的選擇功能。6.2 控制系統(tǒng)

低氮燃燒系統(tǒng)采用集中控制和機旁控制兩種控制方式，其中集中控制分為程序控制、PLC自動控制和操作站畫面控制?？刂葡到y(tǒng)采用先進、成熟、符合有關工業(yè)標準、有良好業(yè)績的控制系統(tǒng)產(chǎn)品。

六.設備供貨范圍及性能指標

1.設備供貨范圍

成套低氮燃燒設備的設計、制造、包裝運輸、安裝、調(diào)試服務。2.設備供貨分交點

2.1需方供貨并負責以下工作：

? 將低壓電纜（380V）接到低壓柜進線開關端子； ? 土建基礎的設計施工；

? 接地裝置的設計、制造、安裝，接地裝置的接地電阻不大于4歐姆，符合國家TT接地系統(tǒng)標準。需方只負責把接地線接到控制室地面以上，設備連接由乙方負責。

?將PLC系統(tǒng)作單獨的接地，其接地電阻為4歐姆。?將除塵設備有效接地及防雷保護。? 預埋鐵與地腳螺栓的設計施工； 2.2供方供貨并負責以下工作：

? 低壓柜進線開關端子以內(nèi)的設備供貨與安裝； ? 預埋鐵及地腳螺帽以上的設備供貨與安裝： 3.在線式低氮燃燒系統(tǒng)的性能指標： 3.1 同比降低氮氧化合物：≥15% 3.2采用自動、手動兩種操作模式。正常運行過程中，采用以自動為主，以手動操作方式為輔。

3.3除塵器漏風率：≤2%

3.4材質(zhì)與壽命：正常使用情況下壽命8年。

3.5 設備主體的使用壽命≥10年，保證強度和腐蝕裕度。

七、設備的制造、安裝、調(diào)試、培訓

1.設備制造 1.1 總體要求

1）由于設備系統(tǒng)部件較多，整體系統(tǒng)設備將盡可能制造成適合于運輸?shù)慕M合件。2）磨機部件充分考慮到振動的影響，并做必要的動平衡調(diào)試。

3）燃燒系統(tǒng)設備的所有連續(xù)焊縫平直，無虛焊、假焊，焊縫高度滿足設計要求，并進行煤油滲漏試驗。箱體和灰斗間采用手工連續(xù)焊接，保證焊接的強度和密封性符合相應行業(yè)標準。焊接后的焊縫應進行清理焊渣和飛濺物，不允許有明顯的焊渣、飛濺物和銹蝕末清除就涂刷底漆。關鍵部位用手提砂輪機修磨焊縫和飛濺物。

4）機組的整理滿足以下要求:所有銳邊及構(gòu)件加工圓滑以防止造成人員傷害；金屬表面的清理和整理符合標準工藝。1.2 過程控制

我公司制定了嚴密的質(zhì)量控制程序，在工程實施期間對所提供的設備(包括外購設備)進行監(jiān)造、檢查和性能驗收試驗，除專業(yè)質(zhì)量檢查員檢查外，還采取后段工序?qū)η懊婀ば虻陌氤善夫炇罩贫?，人人樹立起質(zhì)量意識，互相監(jiān)督，共同提高，確保所提供的設備符合約定的要求。所有設備的制造都經(jīng)過工廠檢驗。

1）工廠檢驗是質(zhì)量控制的一個重要組成部分。我公司嚴格進行廠內(nèi)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢驗和試驗，并提供合同設備的簽發(fā)質(zhì)量證明、檢驗記錄和測試報告，作為交貨時質(zhì)量證明文件的組成部分。

工廠主要檢驗項目如下：

2）檢驗范圍包括原材料和元器件的進廠，部件的加工、組裝、試驗、出廠驗收。3）檢查的結(jié)果要滿足技術(shù)規(guī)范的要求，如有不符之處或達不到標準要求應采取措施處理，直至滿足要求。2.包裝和運輸

2.1 設備盡量在工廠完成組裝，以減少現(xiàn)場的拼裝工作量，提高安裝質(zhì)量與效率。工廠組裝尺寸以運輸工具所能承擔的最大尺寸為限。對于易受潮或現(xiàn)場組裝容易的設備，應整體交付至交貨點。

2.2 我公司交付的所有貨物符合國家標準中關于包裝、儲運指示標志的規(guī)定及貨物承運部門的規(guī)定，根據(jù)合同設備不同的形狀及特性進行包裝，并應按設備特點，按需要分別加上防潮、防雨、防霉、防腐蝕和防震等保護措施，具有適合長途運輸、多次搬運和裝卸的堅固包裝，以確保合同設備安全、無損地運抵現(xiàn)場。

2.3 我公司對合同設備進行妥善的油漆防護和包裝，以適應遠途陸上運輸條件和大量的吊裝、卸貨、長期露天以及實際運行時的需要，且能保證設備在現(xiàn)場的保管，對于可以露天堆放的設備，保證在合理時間內(nèi)防止雨雪、受潮、生銹、腐蝕、受振以及機構(gòu)和化學引起的損壞。2.4 產(chǎn)品包裝前，我方負責按部套進行檢查清理，不留異物，并保證零部件齊全。2.5 對包裝箱內(nèi)和捆內(nèi)的各散裝部件在裝配圖中的部件號、零件號標記清楚。2.6 所有管道、管件、閥門及其它設備的端口必須用保護蓋或其它方式妥善防護。2.7 設備的運輸：采取汽車運輸方式。

2.8 嚴格按合同交貨期交貨。在合同設備發(fā)運前與買方聯(lián)系，按工程進度要求，在保證安裝進度的前提下分批發(fā)貨。3.安裝和調(diào)試

3.1 我公司派遣有能力、合格、有資質(zhì)的安裝、調(diào)試人員及時進廠安裝、調(diào)試。3.2 根據(jù)項目的總體進度要求，安裝、調(diào)試人員將按照安裝、調(diào)試工序表安排分步安裝、調(diào)試。

3.3 設備安裝前，首先對基礎進行檢查校對，設備基礎必須與設計圖紙一致，平面標高偏差＜

±2mm，合格后才能安裝。安裝工作嚴格按照設備圖紙、安裝工序和國家、行業(yè)有關的安裝規(guī)范要求進行。

3.4 安裝設備由下而上，安裝前時需檢查設備有無變形、損壞并進行修整。3.6 調(diào)試

調(diào)試過程是低氮燃燒設備建設過程中的最后一道關鍵工序，也是直接影響到裝置的投產(chǎn)時間、決定低氮燃燒設備設備長期安全穩(wěn)定高效運行的重要環(huán)節(jié)。因此在調(diào)試過程中，必須嚴格執(zhí)行相關大綱的規(guī)定，科學、合理地組織本裝置的調(diào)試工作，使裝置達到國家、地方相關規(guī)范的規(guī)定和設計要求。

3.6.1 單機調(diào)試

調(diào)試前應對傳動機構(gòu)、裝置進行檢查，對轉(zhuǎn)動、滑動部分加油潤滑，保證運轉(zhuǎn)靈活。

在安裝全部結(jié)束后進行單機調(diào)試。先手動，后電動，各機械部件應無松動、卡死現(xiàn)象，輕松靈活，密封性好。再進行8小時空載試運轉(zhuǎn)。

3.6.2 聯(lián)動調(diào)試

在整個系統(tǒng)啟動，系統(tǒng)風機運行條件下進行負載聯(lián)動，重復單機調(diào)試的各項步驟進行運行。

3.6.2 實載運行 工藝設備正式運行，隨時對各運動部件、閥門進行檢查，記錄好運行參數(shù)。3.7驗收測試

3.7.1測試要求及方法：按國家標準（《燃燒器性能測試方法》，《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》GB/T16157、《煙氣采樣器技術(shù)條件》HJ/T47-1999）進行。

3.7.2 測試測點的部位按所設計的管道布置圖、測點位置、數(shù)量由雙方達成協(xié)議，隨安裝進度安裝相應的試驗測點，所安裝的測點滿足試驗的要求。

3.7.3 性能驗收測試在對低氮燃燒系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束、具備測試條件后進行，如果性能達不到設計要求，經(jīng)賣方繼續(xù)調(diào)試和消缺后，再重做一次性能測試，此間發(fā)生的一切費用由我方負責。3.8 培訓

我公司安排專業(yè)的技術(shù)人員為用戶單位的鍋爐房司爐人員設備管理人員、技術(shù)人員及操作人員進行免費的專業(yè)培訓，為用戶單位提供一流的培訓服務。運行人員參加培訓，并經(jīng)考核合格后方可上崗操作。

八、運行、維護和檢修

1.低氮燃燒系統(tǒng)的啟動 1.1 初次啟動前的檢查

低氮燃燒系統(tǒng)在安裝過程中和安裝完畢后應進行仔細檢查，以保證質(zhì)量。1）安裝時要注意檢查殼體所有連接處是否緊固，需要密封處密封的如何，焊接是否不漏氣，磨機是否水平。

2）進行結(jié)構(gòu)檢查后再檢查電氣連接的各個接點，消除接觸不良的隱患。3）對各個電機減速機分別確認正反轉(zhuǎn)。對控制系統(tǒng)要驗證邏輯控制是否正確的運行情況。1.2 啟動操作方法

在低氮燃燒系統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)過檢查，認為安裝良好可供使用，并將所有應開的閥門打開，即可啟動。操作方法如下： 1）鍋爐點火時，爐溫較低。低氮復合燃燒系統(tǒng)沒有配置點火系統(tǒng)，因此待鍋爐運行穩(wěn)定，爐膛溫度達到600℃時，可以投入復合燃燒系統(tǒng)。2）將啟動方式選擇在自動時，只需按下啟動按鈕即可。3）將啟動方式選擇在手動式時，需按下列順序進行操作： 啟動磨粉機 →啟動風機、輸煤螺桿、→啟動動篩螺桿

2.低氮燃燒系統(tǒng)的停機

整個低氮燃燒系統(tǒng)停機按以下方法操作：

1）當選擇在自動方式時，只需按下停止按鈕即可。2）當選擇在手動方式時，需按下列順序進行操作： 關停動篩→延時關停風機、輸煤螺桿、→延時關停磨粉機 3.日常維護和檢修

低氮燃燒系統(tǒng)要設專人操作和檢修，全面掌握復合燃燒系統(tǒng)的性能和構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保復合燃燒系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。值班人員要記錄當班運行情況及有關數(shù)據(jù)。

九、質(zhì)量保證和服務承諾

1.質(zhì)量保證

我公司為保證工程質(zhì)量，從項目設計、制造、安裝、調(diào)試到驗收，所有工作均嚴格按照國家標準、布袋除塵器行業(yè)標準及設計圖紙、技術(shù)要求和設備檢驗大綱執(zhí)行，電氣要求按國標GB50058-92標準執(zhí)行。

我公司在設備加工質(zhì)量上提出了嚴格要求。設備制作均嚴格按照國家標準執(zhí)行進行檢驗，重要部件不平整度和誤差均控制在正負3mm以內(nèi)，一般部件不平整度和誤差不允許超過正負5mm。所有產(chǎn)品在工廠內(nèi)部都有預組裝和成熟的制造工藝。由我方供應的所有除塵器設備部件出廠時，均附有我公司質(zhì)檢部簽發(fā)的產(chǎn)品質(zhì)量合格證書作為交貨的質(zhì)量證明文件。對某些主要設備還應有全套買方代表簽字的監(jiān)造與檢驗記錄和試驗報告。外購件附有相關的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量保證書、試驗文件等。

對于外購的設備、部件及備品備件，保證其性能符合國家或國際有關標準的要求。對于由此而產(chǎn)生的任何質(zhì)量問題，不以任何理由拒絕承擔維修、更換或賠償?shù)呢熑?。為保證工程質(zhì)量，我公司承諾嚴格按照用戶要求、設計要求及國家、行業(yè)相關標準進行施工，制定科學的施工方案，確保工程項目質(zhì)量，使燃燒系統(tǒng)長期、穩(wěn)定、可靠運行。所有施工單位均具有相關資質(zhì)，并經(jīng)用戶認可。2.質(zhì)量保證期

所有設備自驗收移交之日起，質(zhì)保期一年。質(zhì)保期內(nèi)因制造、安裝引起的設備本身質(zhì)量問題所發(fā)生的故障和零部件損壞，由我公司及時進行分析處理和更換，一切費用由我 公司承擔。由于用戶操作維護不當造成的設備故障及零部件損壞，則由用戶負責承擔，我公司可提供技術(shù)服務，并積極協(xié)助配合用戶解決問題。質(zhì)保期過后，終身為用戶提供全面的技術(shù)支持及優(yōu)惠的備件供應。3.服務承諾

1）終身為用戶提供技術(shù)咨詢。

2）設備安裝完畢后進行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試合格后方能進行工程驗收。

3）設備驗收合格后，為使用方提供完整的竣工資料，并對運行維修人員進行免費的培訓。經(jīng)過培訓的人員應能達到熟練操作、檢修的程度。

4）產(chǎn)品使用過程中，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，在接到用戶通知后及時做出答復，并派出技術(shù)人員跟蹤解決。省內(nèi)24小時內(nèi)到達現(xiàn)場，省外48小時內(nèi)到達現(xiàn)場。

5）產(chǎn)品投入運行后跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量，不定期回訪用戶，做好用戶反饋信息的分析處理工作，最大限度的滿足用戶。

十、35t/h鍋爐低氮燃燒設備系統(tǒng)供貨清單

十一、合同能源管理方案（業(yè)主選擇）

1、業(yè)主按設備投標價的50%出資。

2、合同能源管理期5年。

3、我司按鍋爐出廠能耗指標降低5%承包供應原煤（我司有年產(chǎn)30萬噸高效原煤分選廠，可以確保原煤的質(zhì)量）。原煤價格由業(yè)主根據(jù)市場行情雙方商定，隨行就市。

4、按鍋爐出廠氮氧化合物排放指標降低15%承包運行管理低氮燃燒系統(tǒng)。合同能源管理期內(nèi)，設備的維護維修和提升改造由我司負責。

5、合同能源管理期內(nèi)，達不到承保環(huán)保指標和節(jié)能指標的責任，由我司承擔。

6、合同能源管理期滿后，如業(yè)主希望，我司愿意續(xù)簽合同能源管理合同。