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低氮鍋爐改造的意義及低氮燃燒機的選擇標準

2019-06-04

        近年來,國家大力推行潔淨空氣計劃,減少燃煤。無論是集中供熱的燃煤鍋爐,還是農村炊事取暖的小煤爐,都在相關政策下逐步被清潔能源取代。因此,近年來,大氣中二氧化硫和粉塵的含量持續下降。然而,值得注意的是,天然氣的日益使用也造成了一定量的氮氧化物汙染。

        雖然天然氣是一種清潔能源,但它會產生氮氧化物,也是燃燒過程中薄霧的組成部分之一。根據“十三五”能源規劃,2014-2020年天然氣消費量將由146億立方米增加到200億立方米。如果不采用低氮轉化,天然氣燃燒將成為氮氧化物汙染的主要來源,導致大量的NO x。

        根據NO-X的產生機理,燃煤(氣)鍋爐的NO-X控製技術主要集中在兩個方麵:降低燃燒火焰溫度和氧含量。許多低氮燃燒器製造商都是基於鍋爐低氮燃燒改造的原理。從目前低氮變換的發展方向來看,幾乎所有鍋爐的低氮變換方法都是從燃燒器開始的,那麽什麽樣的低氮燃燒器是低氮燃燒機呢?

        所謂低氮燃燒機,是指燃料燃燒過程中氮氧化物排放量較低的燃燒器。傳統的天然氣鍋爐燃燒室通常會排放大約120-150mg/m的氮氧化物。低氮燃燒器的氮氧化物排放量約為30-80 mg/m,低於30 mg/m的氮氧化物排放量通常稱為超低氮燃燒器。

        目前,根據低氮燃燒改性的原理,低氮燃燒器大致可分為以下幾類:

        分級燃燒器:根據分級燃燒原理設計的分級燃燒器,可使燃料和空氣分級混合。由於燃燒偏離理論當量比,可以減少氮的生成。

        自循環燃燒器:一種是利用助燃空氣的壓頭將部分燃燒煙氣吸回,進入燃燒器與空氣混合。由於煙氣再循環,燃燒煙氣的熱容量大,燃燒溫度降低,NO×降低,即煙氣外循環。另一種自循環燃燒器是將部分煙氣直接回收到燃燒器中,並加入燃燒過程。該燃燒器具有抑製氮氧化物和節能的雙重作用,即煙氣的內循環。

        濃淡燃燒器:其原理是使部分燃料燃燒過密,其他燃料燃燒過輕,但空氣量整體不變。由於兩部分都是在偏離化學當量比的情況下燃燒,因此NO x很低。這種燃燒也稱為偏離燃燒或非化學當量燃燒。

        分體式火焰燃燒器:其原理是將火焰分為若幹小火焰。由於小火焰散熱麵積大,火焰溫度低,“熱反應NO”降低。此外,小火焰縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時間,對“熱反應一氧化氮”和“燃料一氧化氮”有明顯的抑製作用。

        混合促進燃燒器:高溫區煙氣停留時間是影響氮氧化物產生的主要因素之一。改善燃燒與空氣的混合可以減少火焰表麵的厚度。在恒定燃燒負荷條件下,縮短了煙氣在高溫區的停留時間,從而減少了氮氧化物的產生。根據此原理設計了混合加速燃燒器。

        隨著今年環保工作的不斷加強,低氮燃燒技術已成為清潔能源發展方向的主流,低氮鍋爐的改造已成為我國主要中小企業的主要發展點。相信經過大規模低氮轉化後,我國環境會越來越好,真正實現青山綠水的環境保護戰略。

 

淺析鍋爐低氮燃燒器改造後存在的問題與對策

低氮燃燒器的原理是什麽