降低低NOx燃烧(shāo)器中NOX排(pái)放的(de)干式方法(fǎ)有哪些?燃烧器厂家小编下面就(jiù)带你去(qù)详细了解清(qīng)楚吧。
1降低氮氧化(huà)物排放的必要性
氮氧化物即NOx,它是(shì)由多种化合物组成(chéng)的一类物质(zhì),主(zhǔ)要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产(chǎn)生的主要方式之(zhī)一,大部分燃(rán)烧方(fāng)式中(zhōng)产生的NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结(jié)果(guǒ)表明,火(huǒ)力发电是空气(qì)中NOx的主要来源,当空气(qì)中的NOx溶于水之后(hòu)会生成硝酸雨,这(zhè)种雨会对自然生态环境带来很大程度的(de)危(wēi)害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成严重腐(fǔ)蚀,进而引起(qǐ)巨大的经济损失。如果人们引用了含有酸性物质的地下(xià)水,会对身体健(jiàn)康造(zào)成影响。同时,当NOx浓度超标之后,会与人体(tǐ)血液中(zhōng)的血色素相结合由(yóu)此会导致血液缺氧,进而进气中枢神经麻痹。近年(nián)来,我国在大力发展经(jīng)济的同时,对自然生态(tài)环境造成了一定(dìng)程度的(de)破坏(huài),因NOx排放量超标引起的各(gè)种环(huán)境问题(tí)越来越多。为(wéi)了(le)有(yǒu)效减(jiǎn)轻(qīng)NOx的(de)危害,需要逐(zhú)步降低NOx的排放(fàng)量,这已成为(wéi)我国当前亟(jí)待解(jiě)决的问题之(zhī)一。
2NOx的生成(chéng)机理及燃气燃烧器的(de)脱氮技术
2.1NOx的生成(chéng)机理
相关(guān)研究(jiū)结果表明,NOx主要有以下几种生成途径:
2.1.1燃料型(xíng)NOx。具体(tǐ)是(shì)指燃料当中(zhōng)所含有的(de)氮化合物在燃烧过程中发生热分解,进(jìn)而(ér)氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体是指空(kōng)气当中的氮气(qì)在高温的条件下经过氧化(huà)后生成(chéng)NOx。
2.1.3快速(sù)型NOx。当燃烧燃烧时(shí),空气中的(de)氮(dàn)与燃料当中的碳氢离子团会发生(shēng)化学反应(yīng),由此(cǐ)会(huì)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(duì)较少,仅为5%左右;当温(wēn)度(dù)在1600摄氏度(dù)以下时(shí),热力(lì)型的生成率非常低,但当温度超过1600摄氏度后,热(rè)力型的(de)NOx生成速度会急剧增加,并且两(liǎng)者之间成正比例关系,即温度越高(gāo),NOx的生成率越高(gāo)。
2.2燃(rán)气燃烧器的脱(tuō)氮技(jì)术
为了有效降低NOx的(de)排放,经常会采用(yòng)向燃烧(shāo)室内注水火势蒸(zhēng)汽的方法,以此来(lái)降低燃烧温度(dù),从而达(dá)到(dào)减少NOx的(de)排(pái)放量。实践证明,虽然(rán)这(zhè)种方法可以使NOx的排(pái)放(fàng)量有所降低,但却会(huì)对(duì)燃烧的稳定性造成一定的(de)影响,所(suǒ)以(yǐ)该(gāi)方法现已(yǐ)很少使用;有(yǒu)些(xiē)电厂采用SCR法来(lái)降低(dī)NOx的排放,SCR即选择(zé)性催化还原法,它是在催化剂的作用下,将(jiāng)N0和NO2还原成为N2,该过程中基本不会发生NH3的氧(yǎng)化(huà)反应,显著提高了N2的选择性,并且还大幅度(dù)减少了(le)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(zēng)大;干(gàn)式低氮燃烧(shāo)技术简称(chēng)DLN,它的原理是(shì)先让燃(rán)烧与较(jiào)多的空气(qì)相混合,这样做(zuò)的主要目(mù)的是稀(xī)释燃料,然后再进行(háng)低温度(dù)的(de)燃烧,借(jiè)此来达到降低(dī)NOx的目的(de)。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定(dìng)性造成(chéng)影响,也(yě)不会导致生产成(chéng)本大(dà)幅(fú)度增加,所以该方法的应用日益(yì)增多(duō)。
3干式燃烧法在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的(de)应(yīng)用
3.1低氮燃烧器(qì)燃(rán)烧系统
该(gāi)系统是随着F级燃气燃烧器(qì)的出(chū)现而出现的,其现已成为F级系(xì)列燃气燃烧器(qì)的(de)标(biāo)配。在DLN-2系统的(de)燃烧中,可以使用天然气(qì)作为燃料,也可以使(shǐ)用清(qīng)油作为燃料。当以天然气作为燃料时,如(rú)果基本(běn)负荷小于50%,可(kě)采用扩散燃烧模式,若是负荷大于50%,则可采(cǎi)用预混模式(shì)。以(yǐ)清油作为燃料时,可(kě)以采用扩展模式,但需(xū)要(yào)注入一定剂量的水(shuǐ)或是蒸汽。
3.1.1燃烧室(shì)。DLN-2的燃烧室为单级,燃烧的过程中仅(jǐn)有一个燃(rán)烧(shāo)区(qū)域,每个(gè)燃烧室均配备(bèi)的(de)5个喷嘴。输入的天然气有将近90%左右会被(bèi)注入到预混器当中,空气(qì)则会(huì)在(zài)喷嘴周围的管道内与天然气(qì)相混合(hé);经充分(fèn)混合之后(hòu)的(de)气体会从喷嘴中喷向燃烧区域,并(bìng)进行稀释低NOx燃烧(shāo)。在预(yù)混器内设计了涡流(liú)消除装置和燃烧导(dǎo)流(liú)器,由此能够进一步提升燃烧的(de)稳定性。剩余10%左右的(de)天然气,会通过布设在(zài)燃烧(shāo)筒周围的(de)筒体注(zhù)入(rù)到喷嘴旋流器前(qián)的空气流中,这部分燃料能(néng)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(rán)烧模式(shì)有以下几种(zhǒng):①一(yī)次气。这种燃烧模式是指(zhǐ)燃料仅通向四个喷嘴的扩散通道进行(háng)扩散燃烧,常用于燃(rán)气燃(rán)烧器点火后(hòu)转速达到81%全转速前的(de)阶段(duàn);②L-L。这种(zhǒng)燃烧(shāo)模式又被(bèi)称之为贫-贫燃烧,具体是指燃料通(tōng)向(xiàng)四个(gè)喷嘴的一(yī)次(cì)扩散通道和三(sān)次预(yù)混气通道。该模式常被用于从81%全(quán)转速到燃烧温度达到预(yù)设温度(dù)阶段(duàn)。③先导预(yù)混。若是在燃烧(shāo)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(zài)该模式下运行。在先(xiān)导预混模式中,一、二、三次气流量的分配为固(gù)定(dìng)不变。④预混。这种(zhǒng)模式通常在压(yā)气机进口抽气加热(rè)投入为50%基本负荷(hé)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(yùn)行(háng)控制(zhì)方式对(duì)一(yī)、二、三、四次气的流量(liàng)分配进行调(diào)节。
3.2DLN-2.6燃烧系统
该系(xì)统的燃烧室主(zhǔ)要是由以(yǐ)下几个部分(fèn)组成:火焰筒(tǒng)、过渡段(duàn)、燃烧室外壳、端盖(gài)、导流衬套以(yǐ)及(jí)喷嘴(zuǐ)等。空气与燃料的混合物(wù)经由预混区后,会从喷嘴流入到火焰(yàn)筒当中(zhōng),并(bìng)被置(zhì)于(yú)燃烧室上(shàng)的点火器点燃。整个燃烧(shāo)过程所生(shēng)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(le)全预混的燃烧(shāo)模(mó)式。2.6系(xì)统很(hěn)显著的特点是在燃烧室的中心(xīn)轴方向上(shàng)加装了(le)第(dì)六个喷嘴(zuǐ),它的燃(rán)料流量与燃空比可独立调节(jiē),即使将该喷(pēn)嘴关闭,燃(rán)料也不会产生(shēng)额外一氧化碳的(de)增加。其余的五个(gè)喷嘴分成了两组,一组为2个,一组为三(sān)个(gè)。此外,2.6系统(tǒng)的全预混(hún)模式可分为5种(zhǒng)不同(tóng)的模(mó)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(rán)烧。当机组点火启(qǐ)动之(zhī)后,直至(zhì)达到满负荷运行(háng)过程中,各个模式之间可(kě)以互(hù)相切换。由于2.6系统(tǒng)采用了全预混模(mó)式,从而使得燃烧室的结构获得了简化,并且整个系统(tǒng)有(yǒu)单一的控制阀进行(háng)调节,喷嘴的控制方式也得以简化。换言之,2.6系统是DLN-2系统的改进升(shēng)级版,虽然该(gāi)系统在各方面的性能上都得到(dào)了优化,但具体应用中(zhōng),还应当结合燃气燃烧器的机型进行(háng)选(xuǎn)择。这是因(yīn)为所(suǒ)选的系(xì)统与机型匹配性越高,降低氮(dàn)氧化物的效(xiào)果就越好。
结论:
综上所述,在燃气燃烧器运行的过程中(zhōng),不(bú)可避免地会产生出氮氧化物(wù),它的(de)大量排放会对人(rén)体和(hé)自然生态环(huán)境(jìng)造成严重危害,为(wéi)此应当在确保燃(rán)气燃烧器(qì)正常稳(wěn)定运行的前提下,尽可能降低氮氧化物的(de)排放量。
本文就燃气燃烧器降(jiàng)低氮(dàn)氧化物的干式燃烧方法进行论述(shù),针对(duì)不同的机型可(kě)以选用相应的DLN燃烧系统。实(shí)践证明,干式燃(rán)烧方法能够显著燃气燃烧器的(de)氮氧化物排放量,由此可见,该方法具有一定的推广(guǎng)使(shǐ)用(yòng)价值。