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(dàn)氧化物(wù)排放的必要(yào)性
氮氧化(huà)物(wù)即NOx,它(tā)是由多种化合物组成的(de)一(yī)类物(wù)质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等(děng)等。燃烧是(shì)NOx产生的主要方(fāng)式(shì)之一,大部分燃烧方式中产生(shēng)的NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关(guān)研(yán)究(jiū)结果表明,火力(lì)发电(diàn)是空气中NOx的主要来源(yuán),当空气中的NOx溶于水之(zhī)后会(huì)生成硝酸(suān)雨,这种雨会对自然生态环境(jìng)带来(lái)很大程度的危(wēi)害,并(bìng)且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严(yán)重腐蚀,进而引(yǐn)起巨(jù)大的(de)经(jīng)济(jì)损失。如果人们引用了含有酸性物质的(de)地下水(shuǐ),会(huì)对身体健康(kāng)造(zào)成影响。同时(shí),当NOx浓度超标之后,会与人体血液中的血色素相结合由(yóu)此会导致血液缺氧(yǎng),进而进气中枢神经麻(má)痹。近年来,我国在大力(lì)发展经济的同时,对(duì)自(zì)然生态环境造成了一定程度的破坏,因NOx排放量超(chāo)标引(yǐn)起的各种环境问题越(yuè)来越(yuè)多(duō)。为(wéi)了有效减轻NOx的(de)危害,需(xū)要逐步降(jiàng)低NOx的排放(fàng)量,这已(yǐ)成为我国当(dāng)前亟(jí)待(dài)解决的问题(tí)之一。
2NOx的生成机理(lǐ)及燃气燃烧(shāo)器的脱(tuō)氮(dàn)技术
2.1NOx的生成机理(lǐ)
相关研究结(jié)果表(biǎo)明(míng),NOx主要(yào)有以下几种生成(chéng)途径(jìng):
2.1.1燃料型(xíng)NOx。具体(tǐ)是指燃料当中所含(hán)有的氮化合物在燃烧过程中发生热分(fèn)解(jiě),进而氧化生成NOx。
2.1.2热力(lì)型NOx。具体是指空气当中的(de)氮气在(zài)高(gāo)温的(de)条件下经过(guò)氧(yǎng)化后生(shēng)成(chéng)NOx。
2.1.3快速型(xíng)NOx。当燃烧燃烧时,空气中(zhōng)的(de)氮与燃(rán)料当中的碳氢离(lí)子团会发生化学反(fǎn)应,由(yóu)此会(huì)快速生成(chéng)NOx。
在上述三种(zhǒng)生成途(tú)径当中,快速型所占的比(bǐ)例(lì)相对较(jiào)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(cháng)低,但当温度(dù)超(chāo)过1600摄氏度后(hòu),热力型的NOx生成速度(dù)会急剧增(zēng)加,并且(qiě)两者之(zhī)间成正比例关系,即温度越高,NOx的生(shēng)成率越高(gāo)。
2.2燃气燃烧器的脱氮(dàn)技术
为了(le)有效降(jiàng)低(dī)NOx的排放,经常会采用向(xiàng)燃(rán)烧(shāo)室内注水火势蒸汽(qì)的方法,以此(cǐ)来降低燃烧温度,从而达到减少NOx的(de)排(pái)放量。实践证明(míng),虽然这种方法可以使NOx的(de)排(pái)放量有所降低,但却(què)会对燃烧的稳定(dìng)性造成一定的影响,所(suǒ)以该方法现已(yǐ)很少使用(yòng);有些电厂采用SCR法来降低NOx的排(pái)放(fàng),SCR即选择性催化还原法,它是在催化剂的作用(yòng)下,将(jiāng)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(gāo)了N2的选择性,并且还大幅度减少了NH3的消耗。但采(cǎi)用该方法时,需要在(zài)燃气燃烧(shāo)器的排气中(zhōng),加装专(zhuān)门的(de)SCR脱硝装置,由此(cǐ)使得成本增大;干式低氮燃(rán)烧技术简称DLN,它的原理是先让燃烧与较(jiào)多的空气相混合,这样做的主要目的是稀(xī)释(shì)燃料(liào),然后(hòu)再进(jìn)行低温度(dù)的燃烧,借此(cǐ)来达到降低NOx的目(mù)的。由(yóu)于(yú)DLN技(jì)术既不会对燃烧的稳定性造(zào)成影响(xiǎng),也不(bú)会(huì)导致生(shēng)产成(chéng)本大幅度增加,所(suǒ)以该方(fāng)法的应用日益(yì)增多。
3干(gàn)式燃烧法在(zài)燃气燃烧(shāo)器降低(dī)氮氧化物排放中的应用
3.1低氮燃烧器燃烧系(xì)统
该系统是随着F级燃气燃烧器(qì)的出现而出现的,其现已成为F级系列燃气燃(rán)烧器的标配。在DLN-2系统的(de)燃烧中,可以(yǐ)使用天然气(qì)作为燃料,也可(kě)以使用(yòng)清(qīng)油作为燃料。当以天然气作为燃料时(shí),如(rú)果基本(běn)负荷(hé)小于50%,可采用扩散燃烧模式(shì),若是负荷大于50%,则可采用预混(hún)模式(shì)。以清油(yóu)作为燃料时(shí),可以采用扩展模式,但需(xū)要注入一定剂量的水或是蒸汽。
3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧(shāo)室为单(dān)级,燃烧的过程中仅有(yǒu)一个燃烧区域,每个(gè)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(qì)当中,空气则会在喷嘴周围的管道(dào)内(nèi)与天然气相(xiàng)混合;经(jīng)充分混合(hé)之后的气体会从喷嘴中喷向(xiàng)燃烧(shāo)区域,并进行稀释低NOx燃烧(shāo)。在预混器内(nèi)设计(jì)了(le)涡流消(xiāo)除(chú)装(zhuāng)置和燃烧导流器,由此能够进一步提升(shēng)燃烧的(de)稳定(dìng)性。剩余10%左右的(de)天(tiān)然气,会通过布设在燃烧筒周围的筒体注入(rù)到喷(pēn)嘴旋流器前的空气(qì)流中(zhōng),这(zhè)部分燃料(liào)能(néng)够起到控制燃烧室内压力动态振(zhèn)动的作用。
3.1.2运(yùn)行模式。DLN-2系统的燃烧模式有以下几种:①一(yī)次(cì)气(qì)。这种燃(rán)烧模式是指燃料仅通向四(sì)个(gè)喷嘴的扩(kuò)散(sàn)通道进行扩散燃烧,常用于燃气燃烧器点火后(hòu)转(zhuǎn)速达到(dào)81%全转(zhuǎn)速前的(de)阶段;②L-L。这种燃烧模(mó)式又(yòu)被称之为(wéi)贫-贫燃烧,具(jù)体(tǐ)是(shì)指燃料通向四个喷嘴的(de)一次扩散通道和三次预(yù)混气通道。该模式常(cháng)被用于从81%全转速到燃烧温度达到预设温度阶段(duàn)。③先(xiān)导预混(hún)。若是在燃烧过程中,IGV温(wēn)度控制没有(yǒu)投入(rù),或是预混模式被禁止时,便可(kě)在(zài)该模(mó)式下运行。在先导预混模式(shì)中,一、二、三(sān)次(cì)气流量的(de)分配(pèi)为固定不变。④预混。这(zhè)种模式(shì)通常在压气机进口抽气加(jiā)热投入为50%基(jī)本负荷(hé)的条件下使用。
3.1.3燃(rán)料控制。DLN-2系统的燃料控制(zhì)主要是按照燃烧温度及IGV运行控制方式对一、二、三、四次(cì)气的流量分配(pèi)进(jìn)行调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统
该系统(tǒng)的燃烧室主要是由以下几个(gè)部分组(zǔ)成(chéng):火(huǒ)焰筒(tǒng)、过渡(dù)段、燃烧室外(wài)壳、端(duān)盖、导(dǎo)流(liú)衬套以及(jí)喷(pēn)嘴等。空气与燃料的(de)混合物经由预混(hún)区后,会(huì)从喷嘴流入到火焰筒(tǒng)当中,并被置于燃烧室上的点火器点燃。整个燃烧过程所生(shēng)成的副产(chǎn)物会经由过渡(dù)段进入到透平一级喷嘴环(huán)。与DLN-2燃烧系统相比,2.6系统取消(xiāo)了二次和三次(cì)燃气的分配阀,采用了全预混的燃烧模式。2.6系(xì)统很显著的(de)特点是(shì)在燃烧室的中心轴方向上加装了第(dì)六个喷嘴,它的燃料流量与燃(rán)空比可独立调节(jiē),即使将(jiāng)该喷嘴关闭(bì),燃料也不会产(chǎn)生额外一氧化(huà)碳(tàn)的增加。其余的五个喷(pēn)嘴分成了(le)两(liǎng)组,一组为2个,一组(zǔ)为(wéi)三个(gè)。此(cǐ)外,2.6系统的全预混(hún)模式可分为5种不同的模式,具体为PM1燃烧、PM2燃(rán)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(zhì)达到满负荷运行(háng)过程中,各(gè)个(gè)模式之间可以互相切换。由于(yú)2.6系(xì)统采用了全(quán)预混(hún)模式,从而使得燃烧室的结构获得了简化,并且(qiě)整个系统有单一(yī)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(xì)统是DLN-2系统的改(gǎi)进升级版,虽然(rán)该(gāi)系统在(zài)各方面的性能上都得到了优化,但具体应用中,还应当结(jié)合燃气燃烧(shāo)器的机型进(jìn)行选择(zé)。这是因为(wéi)所选的系统与机型匹(pǐ)配性越(yuè)高,降低氮氧化(huà)物的效果就(jiù)越好。
结论(lùn):
综上所述,在燃(rán)气燃烧器(qì)运行(háng)的过程中,不可避免地会产生(shēng)出氮(dàn)氧化物,它的大量排放会对人(rén)体和自(zì)然生(shēng)态环境造成严重危害,为此应当在确保燃(rán)气燃烧器(qì)正(zhèng)常稳定运行的前提下,尽可(kě)能降低氮氧(yǎng)化物的排放量。
本文就燃气燃烧(shāo)器(qì)降低(dī)氮氧化(huà)物的干式燃烧方法进(jìn)行论述,针对不同(tóng)的机型可以选用相(xiàng)应的(de)DLN燃烧(shāo)系统。实践证明,干式(shì)燃烧方法能够显著燃气燃烧器的氮氧化(huà)物排放(fàng)量,由此可见,该方法具有一定的推广使用(yòng)价值。