三次風是指熱風送粉的儲倉式制粉系統中通過專用噴口送入爐膛的乏氣，可以對未分離的少量煤粉加以利用，產生熱量。位置通常布置在拱式燃燒爐膛前、後燃燒器的上方。
基本介紹
- 中文名：三次風
- 外文名：tertiaryair
- 定義：對未分離的少量煤粉加以利用
- 位置：在拱式燃燒爐膛前
- 學科：電力工程
- 領域：能源
簡介,設備概述,燃燒器改造,三次風布置方式,總結,
簡介
由於不斷提高的環保要求，煤燃燒帶來的污染物排放問題日益受到人們的關注，鍋爐NOx排放控制日趨嚴格，各種爐內低氮燃燒方式得到研究和套用。
國內 200MW 以下的小容量鍋爐多採用“乏氣送粉”和“熱風送粉”中儲式制粉系統，中儲式熱風送粉鍋爐將磨煤後的三次風送入爐膛燃燒，三次風溫度低、水分高、煤粉濃度小，若三次風布置方式不當，會影響爐膛煤粉氣流的燃燒組織，導致NOx 排放量大、爐膛受熱面沾污、爐膛煙溫偏差、排煙溫度高等狀況。
為解決某130t/h 熱風送粉鍋爐 NOx 排放量大的問題，決定對燃燒器進行改造，在保證鍋爐安全運行的前提下，通過熱態調試，控制爐膛出口的NOx 排放量，並提高鍋爐性能參數。
設備概述
某130t/h鍋爐為單汽包、集中下降管、固態排渣、自然循環型布置煤粉爐，鍋爐型號為UG-130/9.8-M4型，爐膛截面為6690mm×6690mm，制粉系統為中儲式熱風送粉系統，配2台QMG-250/390型鋼球磨煤機，採用直流燃燒器，正四角布置，切向燃燒，一二次風假想切圓直徑均為Φ500mm，燃燒器噴口布置從下到上依次為下二次風噴口、下一次風噴口、中二次風噴口、上一次風噴口、上二次風噴口，上三次風噴口，經過對改造前摸底試驗結果的研究分析，鍋爐主要現狀為：
(1) 滿負荷鍋爐排煙溫度139 ～ 147℃，鍋爐效率90.8%～91.8%，減溫水總量約8t/h。
(2) 爐膛中心區域處於過氧燃燒狀態，爐內出現高溫高氧環境，燃燒器配風方式為均等配風方式，不利於低NOx控制，氮氧化物排放量為559～665mg/Nm3（標態，乾基，6%氧量）。
(3) 三次風噴口風速高達90m/s左右，較高的三次風率影響主燃區的煤粉氣流組織，導致鍋爐尾部煙道甲乙側煙氣溫度偏差大，水冷壁區域有結渣傾向，同時現有的三次風布置方式，不利於降低NOx排放量。
燃燒器改造
燃燒器改造方案如下：
(1) 一次風管內採用扭轉板+鈍體裝置，在爐膛垂直方向上形成濃淡分離燃燒。一次風氣流提高煤粉濃度，可減少煤粉著火熱，降低著火溫度，縮短著火時間，提高火焰傳播速度，燃燒器的穩燃性得到增強。同時一次風噴口處的鈍體結構增強了煙氣回流，卷吸爐膛高溫煙氣，有助於一次風煤粉氣流快速著火。
(2) 中二次風射流方向與一次風射流方向反切4°，強化主燃燒區煤粉氣流的擾動及混合，提高煤粉的燃盡率。
(3) 在主燃燒器上方約2.8 m處布置2層燃盡風噴口，燃盡風噴口設定水平+垂直擺動機構，通過噴口擺動調整爐內燃燒狀態，作為控制主汽溫度和爐膛出口煙溫的輔助手段。
三次風布置方式
雙尺度低NOx燃燒技術，通過在爐膛中心處建立高溫低氧還原區，利用縱向三區不同的煤粉場、溫度場、氧量場分布、形成縱向空氣分級燃燒，可大幅度降低NOx生成。由摸底試驗結果可知，該鍋爐三次風率偏大，如何最佳化處理三次風的布置方式，減小其對爐膛低氮燃燒氧量分布的干擾，是本次改造的要點。
總結
(1) 小容量鍋爐通過低氮改造，利用縱向三區不同的煤粉場、溫度場、氧量場分布、形成縱向空氣分級燃燒，可大幅度降低NOx生成。可有效控制爐膛出口的NOx排放量。
(2) 三次風的布置方式不僅影響爐內煤粉場、溫度場、氧量場分布，也影響最終的NOx排放量。鍋爐改造前後雙磨運行的NOx排放量，排煙溫度，水平煙道煙溫偏差均高於單磨運行。
(3) 三次風經濃淡分離後從爐膛下部區域噴入爐膛，與爐膛出口之間的距離變長，爐膛出口氣流殘餘旋轉減弱，可有效抑制水平煙道煙溫偏差，同時三次風攜帶的煤粉氣流在主燃燒區生成的NOx，由於爐膛下部還原氣氛的作用，被還原為N2，有助於減少NOx的最終生成量。三次風下移後有可能出現燃燒不穩定的狀況，可通過合理組織爐內氣流分布，避免因三次風下移而可能出現的影響穩燃及爐渣上升的問題。
