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                燃气锅炉低氮燃烧改造
                来源:先进能源 发布时间:2018-01-26

                燃气锅炉低氮燃烧改造

                1、技术原理

                燃气燃烧过程中产生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),其中以热力型NOx(空气中的氧和氮在高温环境下反应生成的氮氧化物)为主。当燃烧区域的温度低于1000时,NOx的生成量很小,而温度在1300~1500时,NO的浓度大约为500ppm ~1000ppm,而且随着温度的升高,NOx的生成速度按指数规律增加。

                因此,控制燃烧温度对抑制NOx的生成具有决定作用。

                2、氮氧化物的脱除方法

                目前控制NOx排放的措施大致分为两类,一类是低NOx燃烧技术,通过各种技术手段,抑制或还原燃烧过程中生成的NOx,来降低NOx排放;另一类是烟气脱硝技术,利用还原剂将烟气中的NOx转变为N2

                烟气脱硝技术不仅设备投资较大,而且需要不断投入运行费用,经济性不佳。而先进的低氮燃烧技术可以在燃烧过程中将NOx排放浓度降低,不增加运行投入,是NOx减排的首选技术路线。

                1)空气分级燃烧技术

                燃烧温度在当量比为1的情况最高。空气分级燃烧技术将燃烧所需的空气分级供入,使得燃料在燃烧过程中偏离当量比燃烧,燃烧温度降低,从而降低热力型NOx的生成。

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                存在的缺点:空气分级燃烧仍属于扩散式或部分扩散式燃烧,存在局部高温区。同时出口混合不均匀,高温区停留时间较长,NOx减排幅度在30%左右。

                2)贫燃预混燃烧

                由于碳氢燃料着火时间范围约0.01~0.05s,对NOx生成影响较大。而大多属于扩散或部分预混燃烧,混合均匀性程度不高,因此火焰温度分布不均匀,存在局部高温区,导致NOx生成量大。

                通过当量比的完全控制对燃烧温度进行抑制,降低热力型NOx生成速率,可以减少因混合不均匀导致的对NOx生成。

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                存在的缺点:1)预混气体高度可燃性会导致回火;2)过高的过量空气系数会导致排烟损失的增加。

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                利用多孔介质作为燃烧头,使火焰发生在燃烧头表面的大量小孔中。具有高比表面积,较好的对流和辐射换热,瞬间向周围空间传递,扩大燃烧反应区,将最高温度保持在较低水平,极大的减少了NOx的生成。

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                技术缺点:1)表面燃烧头长期运行其材质的耐温特性;2)由于是完全预混燃烧,燃烧需在高氧量下进行,对锅炉效率有所影响;3)限于表面燃焼头的制造工艺,难以大型化。

                4)烟气再循环燃烧

                从锅炉尾部抽取部分低温烟气送至送风机入口,控制当量比来降低氧气含量,从而降低燃气着火初期的火焰温度,减弱热力型NOx的生成。

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                技术缺点:系统较为复杂,单独增设循环风机将增加部分运行电耗。

                3、博然电力低氮燃烧技术

                以复合燃料分级、空气分级、火焰分割、中心稳燃等技术的先进低氮燃烧器为基础,结合烟气再循环技术降低燃气着火初期的温度,进而控制NOx生成量。

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                先进低氮燃烧器主要具有如下性能特点:

                blob.png1)针对目标炉型及边界特点进行“专项设计”, 火焰尺寸与炉膛结构匹配;

                2)配风及燃料采用分级输送,可有效控制炉膛的最高燃烧温度,保持炉膛内温度场均匀,以控制NOX及其他污染物的生成;

                3)采用严格的生产工艺,将燃烧器加工成型;

                4)调节比可达101(天然气时10:1,炼厂干气时10:1,液化气时4:1);

                5)采用西门子等成熟、可靠的阀组及控制系统,确保运行安全。

                 

                 

                 

                 

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                标准阀门组

                4、性能保证

                *    改造后,不影响锅炉带负荷能力,运行参数正常。

                *    NOx排放浓度低于30~80 mg/m3(不同燃料及炉型有差异)。

                *    CO排放浓度<95 mg/m3,锅炉效率不降低。

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