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    燃氣鍋爐低氮燃燒改造
    來源:先進能源 發布時間:2018-01-26

    燃氣鍋爐低氮燃燒改造

    1、技術原理

    燃氣燃燒過程中產生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),其中以熱力型NOx(空氣中的氧和氮在高溫環境下反應生成的氮氧化物)為主。當燃燒區域的溫度低于1000時,NOx的生成量很小,而溫度在1300~1500時,NO的濃度大約為500ppm ~1000ppm,而且隨著溫度的升高,NOx的生成速度按指數規律增加。

    因此,控制燃燒溫度對抑制NOx的生成具有決定作用。

    2、氮氧化物的脫除方法

    目前控制NOx排放的措施大致分為兩類,一類是低NOx燃燒技術,通過各種技術手段,抑制或還原燃燒過程中生成的NOx,來降低NOx排放;另一類是煙氣脫硝技術,利用還原劑將煙氣中的NOx轉變為N2。

    煙氣脫硝技術不僅設備投資較大,而且需要不斷投入運行費用,經濟性不佳。而先進的低氮燃燒技術可以在燃燒過程中將NOx排放濃度降低,不增加運行投入,是NOx減排的首選技術路線。

    1)空氣分級燃燒技術

    燃燒溫度在當量比為1的情況最高??諝夥旨壢紵夹g將燃燒所需的空氣分級供入,使得燃料在燃燒過程中偏離當量比燃燒,燃燒溫度降低,從而降低熱力型NOx的生成。

                     blob.png                            

    存在的缺點:空氣分級燃燒仍屬于擴散式或部分擴散式燃燒,存在局部高溫區。同時出口混合不均勻,高溫區停留時間較長,NOx減排幅度在30%左右。

    2)貧燃預混燃燒

    由于碳氫燃料著火時間范圍約0.01~0.05s,對NOx生成影響較大。而大多屬于擴散或部分預混燃燒,混合均勻性程度不高,因此火焰溫度分布不均勻,存在局部高溫區,導致NOx生成量大。

    通過當量比的完全控制對燃燒溫度進行抑制,降低熱力型NOx生成速率,可以減少因混合不均勻導致的對NOx生成。

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    存在的缺點:1)預混氣體高度可燃性會導致回火;2)過高的過量空氣系數會導致排煙損失的增加。

    3)多孔介質燃燒

    利用多孔介質作為燃燒頭,使火焰發生在燃燒頭表面的大量小孔中。具有高比表面積,較好的對流和輻射換熱,瞬間向周圍空間傳遞,擴大燃燒反應區,將最高溫度保持在較低水平,極大的減少了NOx的生成。

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    技術缺點:1)表面燃燒頭長期運行其材質的耐溫特性;2)由于是完全預混燃燒,燃燒需在高氧量下進行,對鍋爐效率有所影響;3)限于表面燃焼頭的制造工藝,難以大型化。

    4)煙氣再循環燃燒

    從鍋爐尾部抽取部分低溫煙氣送至送風機入口,控制當量比來降低氧氣含量,從而降低燃氣著火初期的火焰溫度,減弱熱力型NOx的生成。

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    技術缺點:系統較為復雜,單獨增設循環風機將增加部分運行電耗。

    3、博然電力低氮燃燒技術

    以復合燃料分級、空氣分級、火焰分割、中心穩燃等技術的先進低氮燃燒器為基礎,結合煙氣再循環技術降低燃氣著火初期的溫度,進而控制NOx生成量。

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    先進低氮燃燒器主要具有如下性能特點:

    blob.png1)針對目標爐型及邊界特點進行“專項設計”, 火焰尺寸與爐膛結構匹配;

    2)配風及燃料采用分級輸送,可有效控制爐膛的最高燃燒溫度,保持爐膛內溫度場均勻,以控制NOX及其他污染物的生成;

    3)采用嚴格的生產工藝,將燃燒器加工成型;

    4)調節比可達101(天然氣時10:1,煉廠干氣時10:1,液化氣時4:1);

    5)采用西門子等成熟、可靠的閥組及控制系統,確保運行安全。

     

     

     

     

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    標準閥門組

    4、性能保證

    *    改造后,不影響鍋爐帶負荷能力,運行參數正常。

    *    NOx排放濃度低于30~80 mg/m3(不同燃料及爐型有差異)。

    *    CO排放濃度<95 mg/m3,鍋爐效率不降低。

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