燃烧器点火器
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降低燃气燃烧器NOX排放的干式方法

2019-05-22 11:40:18

降低低NOx燃烧器中NOX排放的干式方法有哪些?燃烧器厂家小编下面就带你去详细了解清楚吧。


1降低氮氧化物排放的必要性


  氮氧化物即NOx,它是由多种化合物组成的一类物质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生的主要方式之一,大部分燃烧方式中产生的NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明,火力发电是空气中NOx的主要来源,当空气中的NOx溶于水之后会生成硝酸雨,这种雨会对自然生态环境带来极大程度的危害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严重腐蚀,进而引起巨大的经济损失。如果人们引用了含有酸性物质的地下水,会对身体健康造成影响。同时,当NOx浓度超标之后,会与人体血液中的血色素相结合由此会导致血液缺氧,进而进气中枢神经麻痹。近年来,我国在大力发展经济的同时,对自然生态环境造成了一定程度的破坏,因NOx排放量超标引起的各种环境问题越来越多。为了有效减轻NOx的危害,必须逐步降低NOx的排放量,这已成为我国当前亟待解决的问题之一。


  2NOx的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术


  2.1NOx的生成机理


  相关研究结果表明,NOx主要有以下几种生成途径:


  2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃烧过程中发生热分解,进而氧化生成NOx。


  2.1.2热力型NOx。具体是指空气当中的氮气在高温的条件下经过氧化后生成NOx。


  2.1.3快速型NOx。当燃烧燃烧时,空气中的氮与燃料当中的碳氢离子团会发生化学反应,由此会快速生成NOx。


  在上述三种生成途径当中,快速型所占的比例相对较少,仅为5%左右;当温度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率非常低,但当温度超过1600摄氏度后,热力型的NOx生成速度会急剧增加,并且两者之间成正比例关系,即温度越高,NOx的生成率越高。


  2.2燃气燃烧器的脱氮技术


  为了有效降低NOx的排放,经常会采用向燃烧室内注水火势蒸汽的方法,以此来降低燃烧温度,从而达到减少NOx的排放量。实践证明,虽然这种方法可以使NOx的排放量有所降低,但却会对燃烧的稳定性造成一定的影响,所以该方法现已很少使用;有些电厂采用SCR法来降低NOx的排放,SCR即选择性催化还原法,它是在催化剂的作用下,将N0和NO2还原成为N2,该过程中基本不会发生NH3的氧化反应,显著提高了N2的选择性,并且还大幅度减少了NH3的消耗。但采用该方法时,需要在燃气燃烧器的排气中,加装专门的SCR脱硝装置,由此使得成本增大;干式低氮燃烧技术简称DLN,它的原理是先让燃烧与较多的空气相混合,这样做的主要目的是稀释燃料,然后再进行低温度的燃烧,借此来达到降低NOx的目的。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定性造成影响,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干式燃烧法在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的应用


  3.1低氮燃烧器燃烧系统


  该系统是随着F级燃气燃烧器的出现而出现的,其现已成为F级系列燃气燃烧器的标配。在DLN-2系统的燃烧中,可以使用天然气作为燃料,也可以使用清油作为燃料。当以天然气作为燃料时,如果基本负荷小于50%,可采用扩散燃烧模式,若是负荷大于50%,则可采用预混模式。以清油作为燃料时,可以采用扩展模式,但必须注入一定剂量的水或是蒸汽。


  3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧室为单级,燃烧的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%左右会被注入到预混器当中,空气则会在喷嘴周围的管道内与天然气相混合;经充分混合之后的气体会从喷嘴中喷向燃烧区域,并进行稀释低NOx燃烧。在预混器内设计了涡流消除装置和燃烧导流器,由此能够进一步提升燃烧的稳定性。剩余10%左右的天然气,会通过布设在燃烧筒周围的筒体注入到喷嘴旋流器前的空气流中,这部分燃料能够起到控制燃烧室内压力动态振动的作用。


  3.1.2运行模式。DLN-2系统的燃烧模式有以下几种:①一次气。这种燃烧模式是指燃料仅通向四个喷嘴的扩散通道进行扩散燃烧,常用于燃气燃烧器点火后转速达到81%全转速前的阶段;②L-L。这种燃烧模式又被称之为贫-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预混气通道。该模式常被用于从81%全转速到燃烧温度达到预设温度阶段。③先导预混。若是在燃烧过程中,IGV温度控制没有投入,或是预混模式被禁止时,便可在该模式下运行。在先导预混模式中,一、二、三次气流量的分配为固定不变。④预混。这种模式通常在压气机进口抽气加热投入为50%基本负荷的条件下使用。


  3.1.3燃料控制。DLN-2系统的燃料控制主要是按照燃烧温度及IGV运行控制方式对一、二、三、四次气的流量分配进行调节。


  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:火焰筒、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,会从喷嘴流入到火焰筒当中,并被置于燃烧室上的点火器点燃。整个燃烧过程所生成的副产物会经由过渡段进入到透平一级喷嘴环。与DLN-2燃烧系统相比,2.6系统取消了二次和三次燃气的分配阀,采用了全预混的燃烧模式。2.6系统最为显著的特点是在燃烧室的中心轴方向上加装了第六个喷嘴,它的燃料流量与燃空比可独立调节,即使将该喷嘴关闭,燃料也不会产生额外一氧化碳的增加。其余的五个喷嘴分成了两组,一组为2个,一组为三个。此外,2.6系统的全预混模式可分为5种不同的模式,具体为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点火启动之后,直至达到满负荷运行过程中,各个模式之间可以互相切换。由于2.6系统采用了全预混模式,从而使得燃烧室的结构获得了简化,并且整个系统有单一的控制阀进行调节,喷嘴的控制方式也得以简化。换言之,2.6系统是DLN-2系统的改进升级版,虽然该系统在各方面的性能上都得到了优化,但具体应用中,还应当结合燃气燃烧器的机型进行选择。这是因为所选的系统与机型匹配性越高,降低氮氧化物的效果就越好。


  结论:


综上所述,在燃气燃烧器运行的过程中,不可避免地会产生出氮氧化物,它的大量排放会对人体和自然生态环境造成严重危害,为此应当在确保燃气燃烧器正常稳定运行的前提下,尽可能降低氮氧化物的排放量。


本文就燃气燃烧器降低氮氧化物的干式燃烧方法进行论述,针对不同的机型可以选用相应的DLN燃烧系统。实践证明,干式燃烧方法能够显著燃气燃烧器的氮氧化物排放量,由此可见,该方法具有一定的推广使用价值。

低NOx燃烧器.jpg

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