燃尽风 (OFA) 喷口的布置方案有两种:一是与主燃烧器成一体——CCOFA;二是与主燃烧器分离,单独布置——SOFA。这项技术的关键有几点。(1) 一次燃烧区内的过量空气系数α1。α1减小,一次燃烧区内会产生大量不完全燃烧产物以及剩下大量没有完全燃烧的燃料,有利于抑制NOx生成。由图5-41可见,当α1=0.8时,NOx的生成量比α1=1.2时 (正常值) 降低了50%左右,此时燃烧工况稳定。当α1进一步降低时,将有大量的HCN、NHi、焦炭等进入α>1的二次燃烧区 (燃尽区),使该处的NOx生成量增加,最终导致NOx的排放量升高。此外,α1过低还会使炉膛出现结渣、腐蚀以及燃烧效率下降。因此,α1一般不宜低于0.7。对于具体的燃烧设备和煤种,最佳的α1值要通过试验确定。(2) 一次燃烧区内的停留时间。一次燃烧区内的停留时间越长,即OFA喷口距主燃烧器越远,NOx的分解效果越好,但会影响二次燃烧区内燃料完全燃烧的程度和炉膛出口烟气温度。(3)燃尽风要有足够高的流速,以保证与烟气的良好混合。否则将使燃尽过程推迟,降低燃烧效率,还会引起炉膛出口烟气温度升高,导致炉膛出口结渣以及过热器管壁超温。(4) 防止结渣和腐蚀。为防止一次燃烧区内还原性气氛可能引起的炉膛结渣和腐蚀,布置 “边界风”。具体措施是在煤粉炉底冷灰斗和侧墙上布置许多空气槽口,通过这些槽口低速向炉内送入一层 “边界风”气流,边界风的总流量约为燃烧所需总空气量的5%,边界风沿炉膛四壁上升,使水冷壁表面保持氧化性气氛,可有效防止水冷壁的结渣和腐蚀。水平方向的空气分级(1) 同轴同向双切圆燃烧系统——CFS Ⅰ。20世纪80年代开发的这种系统,其目的就是降低NOx排放量。这种燃烧器的二次风射流轴线向水冷壁方向偏转一定角度,在炉内形成一次风煤粉气流在内、二次风在外的同轴同向双切圆燃烧方式。二次风射流向外偏转后,推迟了它与一次风的混合,减少了燃烧初期的供氧量,从而抑制了NOx的生成。这种技术的关键是二次风的偏转角度。偏转角度大,分级燃烧的效果显著,NOx排放量下降的幅度大,但飞灰可燃物也会增大。合适的偏转角因煤种而异,应通过试验确定。华能石洞口第二发电厂的两台600MW超临界压力机组采用了CFSI燃烧系统,一次风喷口为WR燃烧器,锅炉在满负荷时的NOx排放量为630mg/m。(2) 同轴反向双切圆燃烧系统——CFSⅡ。一次风煤粉气流与二次风射流向相反的方向偏置,仍形成二次风包围一次风的局面,但一、二次风切圆的旋转方向相反。这种燃烧方式提高了煤粉气流在炉内的穿透能力,并使其远离下方水冷壁,减轻炉内的结渣和积灰。此外,加强了煤粉与空气的混合,过量空气系数可以降低,从而使NOx的生成量减少。(3)低NOx同轴燃烧系统——LNCFS。