宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术

煤燃烧排放的氮氧化物（NOx）是酸雨和雾霾前驱物的主要来源。清洁燃烧技术是最经济有效的源排放控制手段，是国家环保部首选的NOx治理技术。

在燃煤电站锅炉中，直流煤粉燃烧方式占55%以上，是NOx减排的重要领域。国内外低氮燃烧技术大多采用以深度垂直空气分级燃烧为主的措施，推迟燃尽空气与燃料的混合，在燃用优质煤时效果良好。然而，在燃用中低挥发分或高灰分煤种时，NOx减排不理想，燃烧效率下降，还易引起水冷壁高温腐蚀，危害运行安全性和可靠性；无法适应中国电煤煤质差、煤质多变的情况。

同时，实现宽煤种的低NOx排放、高效率和防高温腐蚀一直是亟待突破的难题。

在国家863、973计划和自然科学基金等资助下，发明了宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术，主要发明点如下：

1. 发明了适用于宽煤种的高效立体分级低氮燃烧组织方式，从时间上根据燃烧反应进程强化燃烧初期分级，在空间上把分级从一维拓展为三维，解决了降低NOx和燃尽之间的矛盾，提高了对煤质变化的适应能力。

2. 在保证燃烧效率的基础上，褐煤、烟煤和贫煤NOx排放分别为184～280、133～240和370～500mg/m³。

3. 发明了墙式布置水平燃料分级和立体分级单炉膛对称双切圆煤粉燃烧技术，改善了大机组炉内气固流场、运行稳定性和燃尽性能，提高了煤种适应性。

4. 发明了适用于宽煤种立体分级的系列燃烧装备，包括可调式燃料分级和水平空气分级、三次风置换、煤粉直接火等装置和双介质送粉技术，解决了燃烧初期分级和宽煤种立体分级燃烧难于控制的问题。

经鉴定委员会评议，该技术具有较强的煤种适应性，在大幅度减排NOx的同时，取得燃烧效率高和防止高温腐蚀的综合效果，达到了国际领先水平。获得中国发明专利授权11项，其中一项发明还获得俄、白、哈、塞、越等国家的专利；参编煤粉燃烧设备设计型谱1部；发表SCI论文24篇。

该技术已被哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、无锡华光、华西能源、英国三井巴布科克（英巴）等电站锅炉制造厂和环保公司采用，新建和改造中国华能、大唐、国电、华电、国电投、神华、华润电力、中石化和中石油等集团和国外能源企业的196家电厂462台锅炉，总容量为1.89亿kW。其中，出口12个国家84台锅炉总容量0.41亿kW，其余国内部分占全国煤电装机总容量的17.7%。

世界上参数最高的莱芜电厂1000MW二次再热超超临界机组已顺利投运，长兴电厂660MW超超临界锅炉NOx排放为133mg/m³，英巴采用该技术进行姚孟电厂的锅炉升级改造。

据部分统计，该项目近三年新增销售额102亿元，新增利润7.6亿元。环境效益显著，改造的94台机组单位发电量NOx原始排放量平均达到0.93g/kWh，比全国平均值低36%，估算每年减排11.8万吨NOx，大幅降低尾部脱硝压力，提高了锅炉运行可靠性和经济性。

促进了完成单位两个国家级实验室的核准和人才培养，提高了中国电力装备和环保技术的水平和国际竞争力。

煤燃烧排放的氮氧化物（NOx)是酸雨和雾霾前驱物的主要来源。清洁燃烧技术是最经济有效的源排放控制手段，是国家环保部首选NOx治理技术。在燃煤电站锅炉中，直流煤粉燃烧方式占55%以上，是NOx减排的重要领域。国内外低氮燃烧技术大多采用以深度垂直空气分级燃烧为主的措施，推迟燃尽空气与燃料的混合，在燃用优质煤时效果良好，在燃用中低挥发分或高灰分煤种时NOx减排不理想，燃烧效率下降，还易引起水冷壁高温腐蚀，危害运行安全性和可靠性；无法适应中国电煤煤质差、煤质多变的情况。同时实现宽煤种的低NOx排放、高效率和防高温腐蚀一直是亟待突破的难题。在国家863、973计划和自然科学基金等资助下，发明了宽煤种清洁高效直流煤粉燃烧技术，主要发明点如下：发明了适用于宽煤种的高效立体分级低氮燃烧组织方式，从时间上根据燃烧反应进程强化燃烧初期分级，在空间上把分级从一维拓展为三维，解决了降低NOx和燃尽之间的矛盾，提高了对煤质变化的适应能力。在保证燃烧效率的基础上，褐煤、烟煤和贫煤NOx排放分别为184～280、133〜240和370～500mg/m<'3>。发明了墙式布置水平燃料分级和立体分级单炉膛对称双切圆煤粉燃烧技术，改善了大机组炉内气固流场、运行稳定性和燃尽性能，提高了煤种适应性。发明了适用于宽煤种立体分级的系列燃烧装备，包括可调式燃料分级和水平空气分级、三次风置换、煤粉直接火等装置和双介质送粉技术，解决了燃烧初期分级和宽煤种立体分级燃烧难于控制的问题。经鉴定委员会评议，该技术有较强的煤种适应性，在大幅度减排NOx同时，取得燃烧效率高和防止高温腐蚀的综合效果，达到了国际领先水平。获得中国发明专利授权11项，其中一项发明还获得俄、白、哈、塞、越等国家的专利；参编煤粉燃烧设备设计型谱1部；发表SCI论文24篇。该技术已被哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂、无锡华光、华西能源、英国三井巴布科克（英巴）等电站锅炉制造厂和环保公司采用，新建和改造中国华能、大唐、国电、华电、国电投、神华、华润电力、中石化和中石油等集团和国外能源企业的196家电厂462台锅炉，总容量为1.89亿kW,其中出口12个国家84台锅炉总容量0.41亿kW,其余国内部分占全国煤电装机总容量的17.7%。世界上参数最高的莱芜电厂1000MW二次再热超超临界机组已顺利投运，长兴电厂660MW超超临界锅炉NOx排放为133mg/m<'3>,英巴采用该技术进行姚孟电厂的锅炉升级改造。据部分统计，该项目近三年新增销售额102亿元，新增利润7.6亿元。环境效益显著，改造的94台机组单位发电量NOx原始排放量平均达到0.93g/kWh,比全国平均值低36%，估算每年减排11.8万吨NOx,大幅降低尾部脱硝压力，提高了锅炉运行可靠性和经济性。促进了完成单位两个国家级实验室的核准和人才培养，提高了中国电力装备和环保技术的水平和国际竞争力。