降低低NOx燃(rán)烧器(qì)中NOX排放的干式方(fāng)法有哪些?燃烧(shāo)器厂家小(xiǎo)编下面就带你去详(xiáng)细了解清楚吧(ba)。
1降(jiàng)低氮氧化物排放的必要性
氮氧化(huà)物(wù)即NOx,它是由多种化合物组成的一类物质(zhì),主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃(rán)烧是NOx产生(shēng)的主(zhǔ)要方式之(zhī)一,大(dà)部(bù)分燃烧方式中(zhōng)产生(shēng)的NO约为90%左右,剩余(yú)的10%则以NO2为主。相关研究结(jié)果表明,火(huǒ)力发电是空气中(zhōng)NOx的(de)主要来源,当空气(qì)中(zhōng)的(de)NOx溶于水(shuǐ)之后会生成(chéng)硝酸(suān)雨,这(zhè)种(zhǒng)雨(yǔ)会对自然生态环境带(dài)来很大程度的危害,并(bìng)且酸雨还会对建筑物、工(gōng)业设备等(děng)造成严(yán)重腐蚀(shí),进而引起(qǐ)巨大(dà)的经济损(sǔn)失。如果人(rén)们引(yǐn)用了含有酸性物质(zhì)的地下水,会(huì)对身体健康造成影响。同时,当NOx浓度(dù)超标之后,会(huì)与(yǔ)人(rén)体血液中的血色素相结合由此(cǐ)会导(dǎo)致血液缺氧,进而进气(qì)中(zhōng)枢神经麻痹(bì)。近(jìn)年来,我(wǒ)国在(zài)大力发(fā)展经济的同(tóng)时,对自然生态(tài)环境造成了一定程度的破坏,因(yīn)NOx排放量超(chāo)标引起的各(gè)种环境问题(tí)越来越多(duō)。为了有效(xiào)减轻NOx的危(wēi)害,需要逐步降低NOx的排放量,这(zhè)已成为我国(guó)当前亟待解决的问题之一。
2NOx的(de)生成机(jī)理及燃(rán)气(qì)燃烧(shāo)器的(de)脱(tuō)氮技术(shù)
2.1NOx的生成机理
相关研究结(jié)果表明,NOx主要有以下(xià)几种生成途径:
2.1.1燃料型NOx。具(jù)体是指燃料当中所(suǒ)含有的氮化合物(wù)在燃烧过程中发生热分(fèn)解,进而氧化(huà)生成NOx。
2.1.2热力(lì)型NOx。具体是(shì)指空气当中(zhōng)的(de)氮(dàn)气在(zài)高温(wēn)的条件下(xià)经(jīng)过氧化后生成NOx。
2.1.3快速型NOx。当燃烧燃烧时,空气(qì)中的氮与燃料当中的碳氢离子团会发生化学(xué)反(fǎn)应(yīng),由(yóu)此会快速生(shēng)成NOx。
在(zài)上述三种生成途径当中,快速型所(suǒ)占的比例相对(duì)较少,仅为5%左右(yòu);当温度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率(lǜ)非常低,但当温(wēn)度(dù)超过1600摄氏度后,热力型(xíng)的NOx生成(chéng)速度会急剧增加,并且两者之间成(chéng)正比例关(guān)系,即温度越高,NOx的(de)生(shēng)成率越高。
2.2燃(rán)气(qì)燃烧器的脱(tuō)氮技术
为(wéi)了有效降低(dī)NOx的排放,经常会采(cǎi)用(yòng)向燃烧室内注水(shuǐ)火势(shì)蒸汽的方法,以此来(lái)降(jiàng)低燃(rán)烧温(wēn)度(dù),从而达到减少NOx的排放量。实践证明(míng),虽然这种方法可以使NOx的(de)排放量有(yǒu)所降低,但却会对燃烧的稳定性(xìng)造成一定的(de)影(yǐng)响,所(suǒ)以该方(fāng)法现已(yǐ)很少使(shǐ)用;有些电厂采用(yòng)SCR法来降低(dī)NOx的排放,SCR即选择性催化(huà)还原法,它是在催化剂的作用(yòng)下,将N0和NO2还原成为N2,该(gāi)过程中基本(běn)不会(huì)发生NH3的氧化反应,显著提高了N2的(de)选择(zé)性,并且还大幅度减(jiǎn)少了NH3的(de)消耗。但采用该方法时,需要在燃(rán)气燃烧器的排气(qì)中(zhōng),加装专门(mén)的SCR脱硝装置,由此使得成本增(zēng)大;干式(shì)低氮燃烧技术简称DLN,它(tā)的(de)原理是先(xiān)让燃(rán)烧与较多的(de)空气相混合,这样(yàng)做(zuò)的主要目的(de)是稀释(shì)燃料,然后再进行(háng)低温度的燃烧,借(jiè)此来达到降低NOx的(de)目的。由于DLN技术(shù)既不会对燃烧的稳(wěn)定性造成(chéng)影响,也(yě)不会导致(zhì)生产成(chéng)本大幅(fú)度增加(jiā),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(yǎng)化物排放中(zhōng)的应用
3.1低(dī)氮燃烧(shāo)器燃烧系统(tǒng)
该系统是随着F级燃(rán)气燃烧(shāo)器的出现而(ér)出现(xiàn)的,其现已成为F级系列(liè)燃气(qì)燃烧器(qì)的标配。在DLN-2系(xì)统的(de)燃烧中,可(kě)以使用(yòng)天然气作(zuò)为燃料,也可以使用清油作为燃料。当以天然气作为燃料时(shí),如果基本负荷小(xiǎo)于50%,可采用扩散燃烧(shāo)模式,若是(shì)负荷大于50%,则可采用预混模式(shì)。以清油作(zuò)为燃(rán)料时,可以采用扩展模(mó)式,但需(xū)要(yào)注入一定(dìng)剂量的水(shuǐ)或是蒸汽。
3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧室为单(dān)级,燃烧的过程(chéng)中仅有一个燃烧区域(yù),每个燃烧室均配备的5个(gè)喷嘴。输(shū)入的(de)天然气有将近90%左(zuǒ)右会被(bèi)注入到预混器当(dāng)中,空气(qì)则会在(zài)喷嘴(zuǐ)周围的管(guǎn)道内(nèi)与天然(rán)气(qì)相混合;经充分混合(hé)之后的气(qì)体会从喷嘴中(zhōng)喷(pēn)向燃烧(shāo)区域,并(bìng)进(jìn)行稀释低NOx燃(rán)烧。在(zài)预混器内(nèi)设计了涡流消除(chú)装置和燃烧导流器,由此能够进一(yī)步提升燃烧(shāo)的稳定性。剩余10%左(zuǒ)右的天然(rán)气(qì),会通过(guò)布(bù)设在燃烧筒周围(wéi)的筒体注入到喷嘴旋(xuán)流器前(qián)的空气流(liú)中,这部分燃料能够起到控制燃(rán)烧室内压力动态振动的作用。
3.1.2运(yùn)行(háng)模式。DLN-2系(xì)统的燃烧模式有(yǒu)以下几种:①一次气。这种(zhǒng)燃烧模式是指燃料仅通向四个喷嘴的(de)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(zhè)种燃烧模式又被(bèi)称(chēng)之(zhī)为(wéi)贫-贫(pín)燃(rán)烧,具体是(shì)指燃料(liào)通向四个(gè)喷嘴的(de)一次扩散通(tōng)道和三次(cì)预混气通道。该模式常被用于(yú)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(zài)燃烧过程中,IGV温(wēn)度(dù)控制没有投入(rù),或是预混模式(shì)被(bèi)禁(jìn)止时,便(biàn)可在该模(mó)式(shì)下(xià)运(yùn)行。在先导(dǎo)预(yù)混模式中,一、二(èr)、三次(cì)气流量的分配(pèi)为固定不变。④预混(hún)。这种模(mó)式通常在压(yā)气机进口抽(chōu)气加(jiā)热投入为50%基本负荷的条件(jiàn)下(xià)使用。
3.1.3燃料控制。DLN-2系统的燃料控制主(zhǔ)要(yào)是(shì)按照燃烧温度及IGV运行控制方式对一、二(èr)、三、四次气的流量分配进(jìn)行(háng)调节。
3.2DLN-2.6燃烧系(xì)统
该(gāi)系统(tǒng)的燃烧室主要是由以下几个部分组成:火焰(yàn)筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流衬套以及喷嘴等(děng)。空气与(yǔ)燃料的(de)混合物经由预(yù)混区后,会从喷嘴流(liú)入到火焰筒当中,并被置于燃烧室上的(de)点火器(qì)点燃。整个燃烧过程所生成的副(fù)产物会经由(yóu)过渡(dù)段(duàn)进入(rù)到透平(píng)一级喷嘴环。与DLN-2燃烧系统相比,2.6系统取消了二次和(hé)三次燃气(qì)的分配阀,采用(yòng)了全预混的燃烧(shāo)模式(shì)。2.6系统(tǒng)很(hěn)显著的特点是在燃烧(shāo)室的中心轴方向上加装了第六个(gè)喷嘴,它的燃(rán)料流量与燃空比可独立调节,即使将该喷嘴关闭,燃料也不(bú)会产生额外(wài)一氧化碳的增加。其余的五个喷(pēn)嘴分成(chéng)了两组,一组为2个,一组为(wéi)三个。此(cǐ)外,2.6系统(tǒng)的全(quán)预(yù)混模式可分为5种不同的模(mó)式,具体为PM1燃(rán)烧、PM2燃烧(shāo)、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机(jī)组点火启(qǐ)动之后,直至达(dá)到满负荷(hé)运(yùn)行过程中,各个模式之(zhī)间可(kě)以互相切(qiē)换。由于(yú)2.6系统采用了全预混模式,从(cóng)而使得燃烧室(shì)的结构(gòu)获得了简化,并且整个系(xì)统有单一的控制阀进行(háng)调节,喷嘴的控制方式也得以简化。换言(yán)之,2.6系统是DLN-2系统的改进升级版(bǎn),虽(suī)然该(gāi)系统在各方(fāng)面的性能上都(dōu)得到了优化(huà),但具(jù)体(tǐ)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(yǔ)机型匹配性越高,降低氮氧化物(wù)的效果就越好。
结论:
综上所述,在燃(rán)气燃烧器运行的(de)过(guò)程中,不可避(bì)免地会(huì)产生出氮氧化物,它的大(dà)量排放(fàng)会对人体和自然(rán)生(shēng)态环境造成严重危害,为此应当在(zài)确保燃气燃烧器正常稳(wěn)定(dìng)运行(háng)的前提下,尽(jìn)可能降低氮氧化物的排放量。
本文就燃气燃(rán)烧器降低氮氧化物的干式燃烧(shāo)方法进行论述,针对不同的机型(xíng)可以选(xuǎn)用(yòng)相应(yīng)的DLN燃烧系统(tǒng)。实(shí)践证明(míng),干式燃烧(shāo)方(fāng)法(fǎ)能够显著燃(rán)气燃烧(shāo)器的氮氧化物排放(fàng)量(liàng),由此可见,该方法具(jù)有(yǒu)一定的(de)推广使用价值。