邱广明教授（简介附后）主持的切圆燃烧煤粉锅炉低NOX分级燃烧技术应用研究荣获2004年内蒙古自治区科技进步二等奖。

氮氧化物(NOx)是煤烟型大气污染中的主要污染物之一，对环境造成了极其严重的危害。因此国家制定了日趋严格的环保法规，要求燃煤电厂等企业采用先进技术减少燃煤过程NOx的排放。内蒙古地区几乎全部是燃煤电厂，因此研究和开发减少燃煤过程NOx排放量的先进技术具有极其重要的社会和环境意义。正是在这种背景下，内蒙古工业大学电力学院与德国斯图加特大学IVD合作，针对国内燃煤锅炉的特点，并以乌拉山电厂3^#炉（100MW机组）为模板，进行切圆燃烧煤粉锅炉低NO_X分级燃烧技术研究，成功地使烟气中的NO_X浓度降低了～500mg/Nm³，脱ＮＯx率达到了50%，年减排NO_X1552吨；环境效益显著，并具有综合经济效益。该项目的研究成果表明，低NOx分级燃烧技术不仅可以用于火电厂老机组的改造，而且可用于新机组的设计（如达旗电厂的新机组）。具有良好的社会、环境和经济效益。因此荣获内蒙古电力集团公司科技进步一等奖。此外，课题组还进行了大量的基础理论研究，在国内外重要学术刊物上已陆续发表有关研究论文八篇，国际学术会议论文三篇，其中二篇被EI收录。

基于切圆燃烧煤粉锅炉的特点，并在理论计算的基础上，课题组提出，在炉膛内同时实施轴向和径向的空气分级燃烧。轴向的空气分级使得炉膛内的氧气浓度在燃烧初期煤的热解区和主燃烧区处于亚化学计量，上部燃烬区处于过化学计量。前者的还原性气氛使得绝大部分气相氮和部分焦炭氮转化为氮气，抑制了NOx的生成，并将已生成的部分ＮＯx还原成氮气；而后者的氧化性气氛则促进了煤粉的完全燃烧。径向空气分级是把部分主燃烧区的助燃空气（即二次风）由切圆燃烧中心偏向炉墙，以延缓煤粉与空气的混合，同时改变炉内空气分布，在炉膛中央和边缘分别形成贫氧区和富氧区。数值模拟和测试也证实了这样的分区。具体实施方案是：一、沿炉膛的竖直方向（轴向）把15%～20%的总空气量由位于炉膛下部的燃烧器（标高12m～16m）处分流到位于炉膛上部的燃尽风喷口（标高22m），燃烬风喷口采取分离、水平墙置式。分离式燃烬风喷口延长了还原段，有利于提高脱ＮＯx率；水平墙置式燃烬风喷口对于炉内上升主气流有强烈的消旋和扰动作用，促进了混和，有利于煤粉燃烬，同时亦减轻了炉膛出口残余旋转，减小过热器和再热器的热偏差，改善了过热器和再热器的工作条件。二、，沿炉膛横断面实施径向空气分级，即在四角燃烧器中的第2、3、4层二次风喷口内加装内置式导流板，使50%的二次风（径向分级空气）由燃烧中心的切圆方向以22^°角偏移向炉墙，在主燃烧区炉膛断面上造成燃烧中心的进一步缺氧，以抑制NOx的生成；与此同时四周的炉壁附近却处于富氧气氛，阻止了炉壁的高温还原性腐蚀和结渣。此外，径向空气分级也为降低炉内总的过剩空气系数创造了条件，有利于改善锅炉的效率和经济性。

该项目的创新点主要体现在以下四个方面：

首次在国产410T／H切圆燃烧煤粉锅炉上同时实施燃烧。针对不同锅炉特点，进行适当调整即可显著降低NOx排放浓度，达到排放标准；优化的轴向和径向空气分级可使锅炉热效率明显提高。

燃烬风喷口采取分离、水平墙置式。合理的分区及消旋作用会提高脱ＮＯx率和燃烧效率，改善了锅炉工作条件，提高了锅炉运行的安全性和可靠性，综合优化性能优异。

二次风径向分级采用内置式导流板，有效地实现了燃烧室径向的分区，抑制了NOx的生成，延长了燃烧器寿命。

该技术具有低投资、低费用、高效益、适用范围广的特点，不仅适合于老机组的改造，而且可应用于新机组设计。

本项目已在乌拉山电厂100MW机组应用，产生了可观的经济、环境和社会效益。十年来的运行表明，不仅烟气中的NO_X得到了有效的遏制，产生了显著的环境效益（脱ＮＯx率50％）；而且也为燃煤火电厂老机组改造、新机组设计，控制NO_X的排放起到了示范作用。3^#机组改造后，锅炉燃烧器寿命延长了6个月，锅炉热效率平均提高近3个百分点，NOx年减排量1552吨。每年节约运行费用224.8万元。为企业赢得了可观的经济效益。

分级燃烧技术是一种新型的低氮氧化物洁净煤燃烧技术，具有高效、清洁的特点，可以适用于各种类型的切圆燃烧煤粉锅炉。代表着低N0_X燃烧技术的发展新方向，采用分级燃烧技术，可用非常低的费用除掉燃煤过程带来的大部分NO_X（只需少量的初投资，而不需增加额外的运行费用），同时又可适当改善锅炉运行的经济性。因此，分级燃烧是一种值得推广的先进燃烧技术，乌拉山电厂3#锅炉的分级燃烧改造作为中德合作的示范工程项目，最突出的社会意义在于引起人们对环境保护的重视。认识到研究开发各种低投资、低运行费用，甚至还可获得经济收益的环保技术的可能性和现实性。推动我区乃至全国的电力环保事业的发展，为改善我区生态环境质量，和大气污染状况作出积极的贡献。

附：邱广明教授简介

邱广明教授， 1992年毕业于中国科学院成都有机化学研究所，并获理学硕士学位；2006年在浙江大学获理学博士学位。1996年起到内蒙古工业大学任教，其中，2001年至2002年在清华大学膜分离技术与工程研究中心作访问学者。主要研究方向：膜分离科学与技术；环境工程；高分子材料。

先后负责和参与了4项内蒙古自然科学基金资助项目，1项教育厅自然科学基金资助项目，1项中德合作研究项目、1项973重大基础研究项目(高分子膜制备过程中物理与化学问题和膜材料微结构的控制,2003CB615705)、1项“863”重大专项(膜材料和新型膜-生物反应器的研制与应用, 2002AA601230)和2项国家自然科学基金重点项目（聚合物纤维和薄膜制备中多层次结构控制的研究，50433010；苯乙烯/马来酸酐共聚物的合成，及其与PVDF共混合金膜的结构与性能的研究，50673084））等的研究工作。

曾获内蒙古自治区科技进步二等奖一次，在国内外学术会议和有关的自然科学与工程技术刊物上发表论文50余篇，6篇发表在本专业顶级学术刊物（国际,SCI），15篇论文被SCI、EI、ISTP收录；另外有2篇论文在230届ACS国际学术会议(华盛顿)上宣读(SCI/ISTP)，2篇论文被ANTEC 2006(美国塑料工程学会2006年会，North Carolina)收录（EI）。
（校党委宣传部）