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摘要:随着我国迅猛发展的燃气轮机电厂行业,氮氧化物也开始逐渐呈现增长的态势。本文通过分析燃气轮机电厂控制氨氮化物的现状,以及降低氨氮化物的排放技术,分析了当前降低氨氮化物技术中存在的问题。并提出了相应的控制措施。
关键词:氮氧化物;燃气轮机电厂;现状;问题;措施
为了对《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》认真贯彻和执行,环境保护部污染控制司组织中国环保产业协会等有关单位,开始调研燃气轮机电厂氮氧化物的控制及排放现状。而伴随着持续增长的燃气轮机电厂行业氮氧化物排放,我国燃气轮机电厂降低氮氧化物的工作也开始步入了正轨。
一、燃气轮机氮氧化物排放的技术分析
氮氧化物排放的技术的研究产生于20世纪70年代,当时主要是有煤粉浓淡燃烧,而自从到了20 世纪80 年代中后期,一批大容量火电机组制造技术开始引入,并将低氮燃烧技术引入其中。而到了2011年,氮氧化物的排放标准公布。2014年,《中华人民共和国环境保护法》公布,对氮氧化物的排放,又提出了新的要求。而国内一些主要城市,如北京和上海等,通过引进发达国家的降低氮氧化物排放的技术,开始在新生产的燃气机轮中,引入了先进的低氮燃烧技术。目前,我国生产和研发低氮燃烧技术,已经取得了巨大的进步。可自行安装、调试与设计,我国火电行业采用的氮氧化物控制技术开始接近发达国家的技术。欧盟一些国家的初级和二级措施,是降低火电行业的氮氧化物排放量。采用末端技术,使氮氧化物的排量降低,是二级措施。而之类技术包括了烟气脱硝,我国火电行业,开始认可了上述两种技术。
为了使氮氧化合物的排放水平进一步降低,可使燃烧火焰温度有效降低。采用贫预混燃烧可使燃烧室内火焰温度有效降低。通过预混均匀一定量的空气和燃料后再燃烧,并且控制燃烧室内部火焰温度在合适的范围内,进而使氮氧化合物的生成量有效降低。另外预混过程可实现比扩散火焰更高的燃烧效率,能使燃烧器的体积大大缩小。同时,预混燃烧技术的应用,可使燃烧室产生更为充分的燃烧,在使氮氧化合物降低的同时,会更加清洁,也会比扩散火焰的燃烧效比更高。
二、当前存在的主要问题
1、引进的烟气脱硝技术存在的问题较多
目前除了国内的一些单位自主开发具有知识产权的核心技术外,多数都是引进国外开发的烟气脱硝技术,并且是处于一种初步应用阶段。而对SNCR 技术的消化吸收,至今进展并不显著,多数都是采用进口中的SCR 技术。我们必须高度重视上述问题,否则会对脱硝技术的产业化发展形成一定的制约。
2、烟气脱硝装置不具备理想的运行情况
目前一些燃气轮机电厂自机组验收后就不再投入运行,而出现这种情况的原因,主要是在监督内容中,没有纳入氮氧化物减排,而其中另外的原因,是还没有落实经济政策,并且需要磨合相关的技术。
三、改善措施
几十年来,为了进一步降低燃气轮机电厂氮氧化物的排放量,各大研究机构投入了大量的人财物力,开发和研制了多种燃气轮机燃烧室低排放技术。
对于结构紧凑及制造成本,微型燃气轮机有着非常苛刻的要求,无法采用一些成本较高及复杂的燃烧室低排放技术,如选择性催化还原,或者是喷蒸汽和喷水在燃烧室内。目前,比较偏好的是那种不需要添加辅助子系统、有着简单控制和较低成本的低排技术。
对于微型燃气轮机燃烧室采用气体燃料的,为了使污染物排放降低,一般都是采用贫预混燃烧技术。通常情况下,燃气轮机燃烧室的主燃区火焰温度通常在1000一2500K之间,而在1670一1900K的温度范围内,会产生的极少的CO和NOx含量。利用这个原理,在设计燃烧室的结构中,可通过对燃烧区燃料空气比的调节,保持燃烧室内火焰温度在一定的范围内,就能实现将CO、UHC和NOx排放同时保持在较低水平。
对于微型燃气轮机燃烧室采用液体燃烧的,使污染物排放浓度降低的有效措施,就预混预蒸发技术(LPP)。燃烧过程和分离液体燃料的蒸发气化过程是其机理。由于燃料在燃烧前己完全蒸发,并以气体状态实现了均相反应,这样即促进了燃料的燃烬,也对燃烧时因局部高温而产生的热力型氮氧化合物进行了规避。
结论:治理环境污染的一大重要措施,就是制定污染物的控制政策和排放标准。目前,各个燃气轮机电厂为进一步降低氮氧化物(NOx)排放量,立足于我国的国情,参照国际标准,分别制订了排放标准和控制政策。本文通过分析燃气轮机电厂降低氮氧化物排放的技术及存在的问题,进一步阐述了降低燃气轮机电厂降低氮氧化物排放的措施。
参考文献
[1] 郭兴明,郝吉明,田贺忠,王书肖,赵喆. 固定源氮氧化物排放及控制技术应用[J]. 环境污染治理技术与设备. 2006(12)
[2] 王丽琼. 基于探索性空间分析的中国氮氧化物排放强度研究[J]. 生态环境学报. 2013(03)
[3]美国降低氮氧化物排放量的措施[J]. 世界环境. 1987(02)
[4] 李绍辉. 氮氧化物排放控制的探讨[J]. 华北电力技术. 2007(S2)
[5]环保部将加大火电厂氮氧化物排放控制力度[J]. 电力勘测设计. 2010(01)
[6] 科特列尔B.P.,王秉治. 防止热电站氮氧化物排放量的法律措施[J]. 锅炉技术. 1989(05)
[7]数字[J]. 环境保护. 2014(11)
[8] Yun SHI,Yin-feng XIA,Bi-hong LU,Nan LIU,Lei ZHANG,Su-jing LI,Wei LI. 2000–2020年中国氮氧化物排放清单及排放趋势(英文)[J]. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2014(06)
[9] 成锋,丁文慧,张廷洲. 咸宁市机动车氮氧化物排放現状及治理对策[J]. 咸宁学院学报. 2012(02)
[10] 刘孜,易斌,高晓晶,井鹏,岳涛,庄德安. 我国火电行业氮氧化物排放现状及减排建议[J]. 环境保护. 2008(16)
关键词:氮氧化物;燃气轮机电厂;现状;问题;措施
为了对《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》认真贯彻和执行,环境保护部污染控制司组织中国环保产业协会等有关单位,开始调研燃气轮机电厂氮氧化物的控制及排放现状。而伴随着持续增长的燃气轮机电厂行业氮氧化物排放,我国燃气轮机电厂降低氮氧化物的工作也开始步入了正轨。
一、燃气轮机氮氧化物排放的技术分析
氮氧化物排放的技术的研究产生于20世纪70年代,当时主要是有煤粉浓淡燃烧,而自从到了20 世纪80 年代中后期,一批大容量火电机组制造技术开始引入,并将低氮燃烧技术引入其中。而到了2011年,氮氧化物的排放标准公布。2014年,《中华人民共和国环境保护法》公布,对氮氧化物的排放,又提出了新的要求。而国内一些主要城市,如北京和上海等,通过引进发达国家的降低氮氧化物排放的技术,开始在新生产的燃气机轮中,引入了先进的低氮燃烧技术。目前,我国生产和研发低氮燃烧技术,已经取得了巨大的进步。可自行安装、调试与设计,我国火电行业采用的氮氧化物控制技术开始接近发达国家的技术。欧盟一些国家的初级和二级措施,是降低火电行业的氮氧化物排放量。采用末端技术,使氮氧化物的排量降低,是二级措施。而之类技术包括了烟气脱硝,我国火电行业,开始认可了上述两种技术。
为了使氮氧化合物的排放水平进一步降低,可使燃烧火焰温度有效降低。采用贫预混燃烧可使燃烧室内火焰温度有效降低。通过预混均匀一定量的空气和燃料后再燃烧,并且控制燃烧室内部火焰温度在合适的范围内,进而使氮氧化合物的生成量有效降低。另外预混过程可实现比扩散火焰更高的燃烧效率,能使燃烧器的体积大大缩小。同时,预混燃烧技术的应用,可使燃烧室产生更为充分的燃烧,在使氮氧化合物降低的同时,会更加清洁,也会比扩散火焰的燃烧效比更高。
二、当前存在的主要问题
1、引进的烟气脱硝技术存在的问题较多
目前除了国内的一些单位自主开发具有知识产权的核心技术外,多数都是引进国外开发的烟气脱硝技术,并且是处于一种初步应用阶段。而对SNCR 技术的消化吸收,至今进展并不显著,多数都是采用进口中的SCR 技术。我们必须高度重视上述问题,否则会对脱硝技术的产业化发展形成一定的制约。
2、烟气脱硝装置不具备理想的运行情况
目前一些燃气轮机电厂自机组验收后就不再投入运行,而出现这种情况的原因,主要是在监督内容中,没有纳入氮氧化物减排,而其中另外的原因,是还没有落实经济政策,并且需要磨合相关的技术。
三、改善措施
几十年来,为了进一步降低燃气轮机电厂氮氧化物的排放量,各大研究机构投入了大量的人财物力,开发和研制了多种燃气轮机燃烧室低排放技术。
对于结构紧凑及制造成本,微型燃气轮机有着非常苛刻的要求,无法采用一些成本较高及复杂的燃烧室低排放技术,如选择性催化还原,或者是喷蒸汽和喷水在燃烧室内。目前,比较偏好的是那种不需要添加辅助子系统、有着简单控制和较低成本的低排技术。
对于微型燃气轮机燃烧室采用气体燃料的,为了使污染物排放降低,一般都是采用贫预混燃烧技术。通常情况下,燃气轮机燃烧室的主燃区火焰温度通常在1000一2500K之间,而在1670一1900K的温度范围内,会产生的极少的CO和NOx含量。利用这个原理,在设计燃烧室的结构中,可通过对燃烧区燃料空气比的调节,保持燃烧室内火焰温度在一定的范围内,就能实现将CO、UHC和NOx排放同时保持在较低水平。
对于微型燃气轮机燃烧室采用液体燃烧的,使污染物排放浓度降低的有效措施,就预混预蒸发技术(LPP)。燃烧过程和分离液体燃料的蒸发气化过程是其机理。由于燃料在燃烧前己完全蒸发,并以气体状态实现了均相反应,这样即促进了燃料的燃烬,也对燃烧时因局部高温而产生的热力型氮氧化合物进行了规避。
结论:治理环境污染的一大重要措施,就是制定污染物的控制政策和排放标准。目前,各个燃气轮机电厂为进一步降低氮氧化物(NOx)排放量,立足于我国的国情,参照国际标准,分别制订了排放标准和控制政策。本文通过分析燃气轮机电厂降低氮氧化物排放的技术及存在的问题,进一步阐述了降低燃气轮机电厂降低氮氧化物排放的措施。
参考文献
[1] 郭兴明,郝吉明,田贺忠,王书肖,赵喆. 固定源氮氧化物排放及控制技术应用[J]. 环境污染治理技术与设备. 2006(12)
[2] 王丽琼. 基于探索性空间分析的中国氮氧化物排放强度研究[J]. 生态环境学报. 2013(03)
[3]美国降低氮氧化物排放量的措施[J]. 世界环境. 1987(02)
[4] 李绍辉. 氮氧化物排放控制的探讨[J]. 华北电力技术. 2007(S2)
[5]环保部将加大火电厂氮氧化物排放控制力度[J]. 电力勘测设计. 2010(01)
[6] 科特列尔B.P.,王秉治. 防止热电站氮氧化物排放量的法律措施[J]. 锅炉技术. 1989(05)
[7]数字[J]. 环境保护. 2014(11)
[8] Yun SHI,Yin-feng XIA,Bi-hong LU,Nan LIU,Lei ZHANG,Su-jing LI,Wei LI. 2000–2020年中国氮氧化物排放清单及排放趋势(英文)[J]. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2014(06)
[9] 成锋,丁文慧,张廷洲. 咸宁市机动车氮氧化物排放現状及治理对策[J]. 咸宁学院学报. 2012(02)
[10] 刘孜,易斌,高晓晶,井鹏,岳涛,庄德安. 我国火电行业氮氧化物排放现状及减排建议[J]. 环境保护. 2008(16)