3、炉膛燃烧温度设计基点

　　保证CFB锅炉高的燃烧效率是以往锅炉设计中要着重考虑的重点，用户要求锅炉厂明确论述降低飞灰含碳量的措施。炉膛燃烧温度越高飞灰含碳量越低，以往的CFB锅炉炉膛燃烧温度往往设计在920～950℃。我们对已投运的多台220t／hCFB锅炉反复做了设计运行校核，现在已经能够根据用户提供的煤种，准确地预测CFB锅炉在额定负荷下的炉膛燃烧温度。

　　CFB锅炉燃烧区域温度通常为850～980℃，低于850℃，则锅炉燃烧效率会下降，高于980℃，则有结焦的风险。CFB试验台试验结果和实际CFB锅炉运行已表明，CFB锅炉的炉膛燃烧温度在850～880℃是NOx最低的生成反应区间，同时也是最佳的CaO吸收SO2生成CaSO4温度区间，超过880℃之后，NOx的排放会升高，脱硫效率也会降低。因此，我们将220t／h节能环保型CFB锅炉的炉膛燃烧温度设计在860—880℃，炉内受热面的布置、尾部烟道中过热器、省煤器和空气预热器的设计也将随着炉膛燃烧温度的确定进行相应调整。重新设计的220t／h节能环保型CFB锅炉的炉膛燃烧温度完全可以在额定负荷下控制在860～880℃，以保证最低的NOx和SO2的排放浓度。

　　4、脱氮方面采取的措施

　　过去，国家环保标准中对NOx的排放限制比较宽松[>200mg／m3(标态)]，只要实行空气分级燃烧，CFB锅炉NOx的排放基本都能达标，而新的国家环保标准中对新建锅炉NOx的排放限制已经与S02一样严格，均小于100mg／m3(标态)。220t／h节能环保型CFB锅炉设计中首先要考虑的是要降低NOx的排放，找到NOx生成的原因，从而采取有效的措施抑制NOx的生成。下面简要介绍NOx的生成机理。

　　锅炉燃烧中产生的NOx主要有燃料型NOx和热力型NOx，燃料型NOx由燃料中的氮成分在燃烧中产生，热力型NOx是由于空气中的N2高温氧化产生。由于CFB锅炉的燃烧温度一般在850—950℃，空气中N2氧化形成的热力型NOx很少，可忽略不计。燃料型NOx在CFB锅炉里的生成过程比较复杂，与煤种、燃烧温度、过量空气系数、空气分级供入等因素有关。

　　煤种不同，挥发分和氮含量不同，CFB锅炉燃烧中NOx的排放也不同。燃料中的氮含量高，燃烧中产生的NOx就高；挥发分高的煤种，如褐煤，NOx的排放较高，挥发分低的煤种，如无烟煤和贫煤，NOx的排放较低。

　　研究已经确认，炉膛燃烧温度在850—880℃是最低NOx的生成反应区间，高于这个温度，NOx将大幅度升高，低于这个温度，煤将不能得到很好的燃尽。炉膛内供入的氧气越少，生成的NOx就越少，但进一步减少氧气的供应，会增加飞灰含碳量，CO排放也会增加，锅炉燃烧效率会明显下降。经验表明，炉膛出口的烟气氧含量控制在2％～3％，NOx生成比较小，燃烧效率也能够得到保证。

　　CFB锅炉采取空气分级供入技术，大约50％的空气从炉膛下部进入炉膛，使炉膛下部基本上处于还原性气氛中，生成的NOx被还原，抑制了NOx的生成。另外50％的燃烧空气从炉膛的中下部给入，此时燃料中的N成分燃烧生成的NO；就少很多。

　　根据以上研究成果，220t／h节能环保型CFB锅炉将通过合理设置炉膛受热面，控制炉膛燃烧温度设计点(860～880℃)；严格进行空气分级供入，低于50％总风量作为一次风从炉膛布风板下送入，另外高于50％的空气作为二次风从炉膛布风板上给入。根据尾部烟气中的氧含量为2％～3％决定总风量的加入量。通过采取以上措施，220t／h节能环保型CFB锅炉的NO。排放可控制在100mg／m3(标态)以下。对于含氮较高的煤种，NO；的排放浓度可能会超过100mg／m3(标态)，但不会超过200mg／m3(标态)，可通过在旋风分离器的进口采取简单的选择性非催化还原(selective／Ion—calalyticre—duction，SNCR)技术，将尾部烟气的NO，排放控制在100mg／m3(标态)以下。

　　在众多的烟气脱硝技术中，SNCR是应用较为广泛的技术，特别适合CFB锅炉。SNCR的还原温度窗口在800—950℃，正好落在最佳的脱硫脱硝温度860～880℃以内，是比较适合CFB锅炉应用的，它不需要催化剂，运行费用较低，尿素通常可用作NO，的还原剂；氨水也是较好的还原剂，但由于环境及安全因素，使用不多。大量的工业应用实践表明，CFB锅炉的高温旋风分离器是很好的脱NOx场所，还原剂和烟气在这里能够进行最好的掺混，采用SNCR技术可以获得60％一85％的脱NOx效率。

　　现在，新开发的220t／h节能环保型CFB锅炉均在高温旋风分离器的进口烟道上设置了用于SNCR脱硝的加入口，大多在进13烟道的外侧垂直方向布置2～5个喷入口，也有布置在进口烟道的内侧，外面用盲板封住，用户可自己选择专业的环保公司进行SNCR系统的设计和现场安装。可以设计一套系统同时对应几台CFB锅炉。