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降低低NOx燃烧器中NOX排放的干式方(fāng)法有哪些?燃烧器厂(chǎng)家小编下面就带你去详细了解清楚吧。
1降低氮氧化物(wù)排放的必要性
氮氧化物(wù)即NOx,它(tā)是由多种化(huà)合物组成的一类物质,主要(yào)包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生(shēng)的主要方式之(zhī)一,大部(bù)分燃烧方式中(zhōng)产生的NO约为(wéi)90%左(zuǒ)右,剩余的(de)10%则以NO2为(wéi)主。相(xiàng)关研究结果表明,火力发电是空气中(zhōng)NOx的主要来源,当空气中的NOx溶于水之后(hòu)会生成硝酸(suān)雨,这种雨(yǔ)会(huì)对自然生态(tài)环境带来(lái)很大程度的危害,并(bìng)且酸雨还会对建筑(zhù)物、工业(yè)设备(bèi)等造(zào)成(chéng)严重(chóng)腐蚀,进而引起巨大的经济损失(shī)。如果人们引用了含有酸性(xìng)物(wù)质的地下水,会对身(shēn)体(tǐ)健康(kāng)造成影响。同时(shí),当NOx浓度超标之后,会与人体(tǐ)血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧,进(jìn)而进(jìn)气中枢神经麻痹。近年来(lái),我国在大力发展经济的同时,对自然(rán)生(shēng)态环境(jìng)造成了一定(dìng)程度的破(pò)坏,因NOx排放量超标引(yǐn)起的(de)各种环境问题越来越多。为了有(yǒu)效减轻NOx的(de)危害,需(xū)要逐步降(jiàng)低NOx的排放(fàng)量,这已成为我国当(dāng)前亟(jí)待解(jiě)决(jué)的(de)问题(tí)之一。
2NOx的(de)生成机理及燃气燃(rán)烧器的脱氮技术
2.1NOx的生成机理(lǐ)
相关研究结果表明,NOx主(zhǔ)要有以下几种生成(chéng)途(tú)径:
2.1.1燃料型(xíng)NOx。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃(rán)烧过程(chéng)中发生热分解,进而(ér)氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体是(shì)指空气当中(zhōng)的(de)氮气(qì)在高温(wēn)的条件下经过氧化后生成NOx。
2.1.3快(kuài)速型NOx。当燃烧燃烧时,空气中的氮与燃(rán)料当中的碳氢离子团(tuán)会发生化学反应,由此(cǐ)会快速生成(chéng)NOx。
在上述三种生(shēng)成途径当中(zhōng),快速型所占的比例相对(duì)较(jiào)少,仅为5%左右;当(dāng)温度在1600摄氏(shì)度以下时,热力型的(de)生成率非(fēi)常低,但当温度超过1600摄氏(shì)度后,热力型的NOx生成速度会急剧(jù)增加,并且两者(zhě)之间成正比例关系,即温度越(yuè)高,NOx的生成率越高。
2.2燃气燃烧(shāo)器的脱(tuō)氮技术
为了有效降低(dī)NOx的排放,经常会采用向(xiàng)燃烧室内注水(shuǐ)火势蒸汽的方(fāng)法,以此(cǐ)来降低燃烧温度,从(cóng)而达到(dào)减少NOx的(de)排放量。实践证明,虽(suī)然这种方法可以使NOx的排放量有所降低(dī),但(dàn)却会对燃烧的稳定性造成一(yī)定(dìng)的影响,所以该方法现已很少(shǎo)使用;有(yǒu)些电厂(chǎng)采用SCR法来降(jiàng)低NOx的排放,SCR即选择性催化还原法,它是在催化(huà)剂(jì)的作用下(xià),将N0和NO2还原成为(wéi)N2,该过程中(zhōng)基(jī)本不会发生NH3的氧化(huà)反(fǎn)应,显(xiǎn)著提高了N2的选择性,并(bìng)且还大幅度减少了NH3的消耗。但采用该方法时,需要在燃(rán)气燃烧器的排气中,加装专门的SCR脱硝(xiāo)装置,由此(cǐ)使得成本增大;干式低氮(dàn)燃烧技(jì)术简称DLN,它(tā)的(de)原理(lǐ)是先(xiān)让燃烧(shāo)与较多的空气相混合,这样做的主(zhǔ)要目的是稀释燃料,然后再进行低温度的燃烧,借此来达到降低NOx的(de)目的(de)。由于DLN技术既不会对燃烧的稳(wěn)定性造(zào)成影响,也不会导致生产成本大幅度增加,所以该方法的应用日益增多。
3干式(shì)燃烧法在燃气燃烧器降(jiàng)低(dī)氮氧(yǎng)化物排放中(zhōng)的应(yīng)用
3.1低氮燃烧器燃烧系统
该(gāi)系统(tǒng)是随着F级燃气(qì)燃烧器的出现而出(chū)现的,其现已成为F级系列燃(rán)气燃烧器的标配(pèi)。在DLN-2系统的(de)燃烧(shāo)中,可以使用天然(rán)气作为燃料,也可(kě)以(yǐ)使用(yòng)清油(yóu)作为燃料。当以天然气作为燃料时,如果(guǒ)基本负(fù)荷小于50%,可采用扩散(sàn)燃烧模(mó)式,若是负荷大于50%,则可采用预(yù)混模式(shì)。以清油作为燃料时,可(kě)以采用扩展模式,但(dàn)需要注入(rù)一定剂量的水或(huò)是蒸汽。
3.1.1燃烧(shāo)室。DLN-2的燃烧室为单级,燃烧的(de)过程中仅有一个燃烧区域,每个燃烧室均配备的5个喷嘴。输入的天然气有将近90%左(zuǒ)右(yòu)会被注入到预混器当中(zhōng),空气则(zé)会在喷嘴周围(wéi)的(de)管道内与天然气(qì)相混(hún)合;经充分混合(hé)之后的气体会从(cóng)喷嘴中喷(pēn)向燃烧区域,并进行(háng)稀(xī)释低NOx燃烧(shāo)。在预混器内设计了(le)涡流消除装置和燃烧导流器,由此能(néng)够进一(yī)步提升燃(rán)烧(shāo)的稳定性。剩余10%左右的天然气,会(huì)通过布设在燃(rán)烧筒周围(wéi)的筒(tǒng)体注(zhù)入到(dào)喷嘴旋流器前的空气流中(zhōng),这部分燃料能够起到控制燃烧室内压力动(dòng)态振动的作(zuò)用。
3.1.2运行模式。DLN-2系统的燃烧模式有(yǒu)以下几种(zhǒng):①一次气。这(zhè)种燃烧模式是(shì)指燃料仅通向四(sì)个喷嘴的扩(kuò)散通道进行扩散燃烧,常(cháng)用于燃气燃烧器点火后转速达到81%全(quán)转速前的阶段;②L-L。这种燃烧模式又被称(chēng)之为(wéi)贫(pín)-贫燃烧,具体是指燃料通向四个喷嘴的一次扩散通道和三次(cì)预混气通道(dào)。该模式常被用于从81%全转速到(dào)燃烧温度达(dá)到(dào)预(yù)设温度阶(jiē)段。③先导预混。若是在(zài)燃烧过程中,IGV温度控制没有(yǒu)投(tóu)入,或是预混模式被禁(jìn)止时,便可在该模式(shì)下(xià)运行。在(zài)先导(dǎo)预混(hún)模(mó)式(shì)中,一、二、三次气流量(liàng)的分(fèn)配为固定(dìng)不变。④预(yù)混。这种模式通常在压气(qì)机进口抽气(qì)加热投入为50%基本负荷的条件下使用。
3.1.3燃料(liào)控制(zhì)。DLN-2系统的燃(rán)料控制主要是按照(zhào)燃烧温度及IGV运(yùn)行控(kòng)制方式对一(yī)、二、三、四次(cì)气的流量分配(pèi)进行调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统
该系统的燃烧室主要是由以下几个部分组成:火(huǒ)焰(yàn)筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流衬套以及喷嘴等。空气与燃料的混合物经由预混区后,会(huì)从喷嘴流入(rù)到火焰(yàn)筒(tǒng)当(dāng)中,并被置于燃烧室上的(de)点(diǎn)火器点燃。整(zhěng)个燃烧(shāo)过(guò)程所生成的副产物会经(jīng)由(yóu)过渡段进入(rù)到透(tòu)平一级(jí)喷嘴环。与(yǔ)DLN-2燃烧系统相比(bǐ),2.6系统取消了二次和三次燃气(qì)的分配(pèi)阀,采用了全预混的燃烧模式。2.6系统很显著的特点是在燃(rán)烧室的中心轴方向(xiàng)上加装了(le)第六个喷嘴,它的燃料流量(liàng)与(yǔ)燃空比可独立调节,即使(shǐ)将该喷嘴关闭,燃料也不会(huì)产生额(é)外(wài)一(yī)氧(yǎng)化碳(tàn)的增加(jiā)。其余的五个喷嘴分成了两组,一组为(wéi)2个,一(yī)组为(wéi)三(sān)个。此外,2.6系统的全预混模式可分为5种不(bú)同的模式,具体(tǐ)为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当(dāng)机组点火启动之后,直至达到满负荷运行过程中,各(gè)个模式(shì)之间可(kě)以(yǐ)互相(xiàng)切换。由于2.6系统采用了全预混模式,从而使(shǐ)得燃烧室的结构获得(dé)了简化,并(bìng)且整(zhěng)个系统有单一的控制阀进行调节(jiē),喷嘴(zuǐ)的控(kòng)制方式(shì)也得以简化。换言之,2.6系(xì)统(tǒng)是DLN-2系统(tǒng)的改(gǎi)进升级版,虽然该系统(tǒng)在各方面的性能上都得(dé)到了优化,但具体应用中,还应当结(jié)合燃气(qì)燃(rán)烧器的(de)机型(xíng)进行选择(zé)。这是(shì)因为所选的系(xì)统与(yǔ)机型匹(pǐ)配性越高,降低氮氧化物的(de)效(xiào)果就越(yuè)好。
结论:
综上所述,在燃气燃烧器运行(háng)的过程中,不可避(bì)免地会产生出氮氧化物,它的大量排放(fàng)会对人体和自然(rán)生(shēng)态(tài)环境造成严(yán)重危害,为此应当在确(què)保(bǎo)燃气燃(rán)烧器正常稳定运行的前(qián)提下,尽可能降低(dī)氮氧化物的排放(fàng)量。
本文就燃(rán)气燃烧器(qì)降低氮氧化物的干式燃(rán)烧方(fāng)法(fǎ)进行论述,针(zhēn)对不同的机(jī)型可以选用(yòng)相应的DLN燃烧系统。实践证明,干式燃烧方法能够(gòu)显著燃气燃烧(shāo)器的氮氧化物排放量(liàng),由此可(kě)见,该(gāi)方(fāng)法具有一定的(de)推广使用价(jià)值。