低氮燃烧器原理

范文一:低氮燃烧的原理

氮氧化物的生成与温度有密切的关系,一般火焰温度越高,氮氧化物的生成越多,反之亦然,这也是流化床炉得以环保的原因之一。 低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股,浓相在内,更靠近火焰中心;淡相在外,贴近水冷壁。浓相在内着火时,火焰温度相对较高,但是氧气比相对较少,故生成的氮氧化物的几率相对减少;淡相在外,氧气比相对较大,但由于距火焰高温区域较远,温度相对较低,故氮氧化物的生成也不会很多。

根据氮氧化合物生成机理,影响氮氧化合物生成量的因素主要有火焰温度、燃烧器区段氧浓度、燃烧产物在高温区停留时间和煤的特性,而降低氮氧化合物生成量的途径主要有两个方面:降低火焰温度,防止局部高温;降低过量空气系数和氧浓度,使煤粉在缺氧的条件下燃烧。

简介: 用改变燃烧条件的方法来降低NOx的排放,统称为低NOx燃烧技术。在各种降低NOx排放的技术中,低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济并且有效。

关键字:燃烧条件 NOx NOx燃烧技术 低NOx燃烧器

用改变燃烧条件的方法来降低NOx的排放,统称为低NOx燃烧技术。在各种降低NOx排放的技术中,低NOx燃烧技术采用最广、相对简单、经济并且有效。

目前主要有以下几种:

1 低过量空气燃烧

使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行,随着烟气中过量氧的减少,可以抑制NOx的生成。这是一种最简单的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放15-20%。但如炉内氧浓度过低(3%以下),会造成浓度急剧增加,增加化学不完全燃烧热损失,引起飞灰含碳量增加,燃烧效率下降。因此在锅炉设计和运行时,应选取最合理的过量空气系数。

2 空气分级燃烧

基本原理是将燃料的燃烧过程分阶段完成。在第一阶段,将从主燃烧器供入炉膛的空气量减少到总燃烧空气量的70-75%(相当于理论空气量的80%),使燃料先在缺氧的富燃料燃烧条件下燃烧。此时第一级燃烧区内过量空气系数α<1,因而降低了燃烧区内的燃烧速度和温度水平。因此,不但延迟了燃烧过程,而且在还原性气氛中降低了生成NOx的反应率,抑制了NOx在这一燃烧中的生成量。为了完成全部燃烧过程,完全燃烧所需的其余空气则通过布置在主燃烧器上方的专门空气喷口OFA(over fire air)――称为"火上风"喷口送入炉膛,与第一级燃烧区在"贫氧燃烧"条件下所产生的烟气混合,在α>1的条件下完成全部燃烧过程。由于整个燃烧过程所需空气是分两级供入炉内,故称为空气分级燃烧法。

这一方法弥补了简单的低过量空气燃烧的缺点。在第一级燃烧区内的过量空气系数越小,抑制NOx的生成效果越好,但不完全燃烧产物越多,导致燃烧效率降低、引起结渣和腐蚀的可能性越大。因此为保证既能减少NOx的排放,又保证锅炉燃烧的经济性和可*性,必须正确组织空气分级燃烧过程。

若用空气分级燃烧方法改造现有煤粉炉,应对前墙或前后墙布置燃烧器的原有炉膛进行改装,将顶层燃烧器改作"火上风"喷口,将原来由顶层燃烧器送入炉膛的煤粉中形成富燃料燃

烧,从而NOx生成。可降低15-30%。新设计的锅炉可在燃烧器上方设"火上风"喷口。

3 燃料分级燃烧

在燃烧中已生成的NO遇到烃根CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CnHm时,会发生NO的还原反应,反应式为:

4NO+CH4 =2N2+CO2+2H2O

2NO+2CnHm+(2n+m/2-1)O2 =N2+2nCO2+mH2O

2NO+2CO =N2+2CO2

2NO+2C =N2+2CO

2NO+2H2 = N2+2H2O

利用这一原理,将80-85%的燃料送入第一级燃烧区,在α>1条件下,燃烧并生成NOx。送入一级燃烧区的燃料称为一次燃料,其余15-20%的燃料则在主燃烧器的上部送入二级燃烧区,在α

一般,采用燃料分级可使Nox的排放浓度降低50%以上。在再燃区的上面还需布置"火上风"喷口,形成第三级燃烧区(燃尽区),以保证再燃区中生成的未完全燃烧产物的燃尽。这种再燃烧法又称为燃料分级燃烧。

燃料分级燃烧时所使用的二次燃料可以是和一次燃料相同的燃料,例如煤粉炉可以利用煤粉作为二次燃料。但目前煤粉炉更多采用碳氢类气体或液体燃料作为二次燃料,这是因为和空气分级燃烧相比,燃料分级燃烧在炉膛内需要有三级燃烧区,这合行燃料和烟气在再燃区内的仪时间相对较短,所以二次燃料宜于选用煤粉作为二次燃料,也要采用高挥发分易燃的煤种,而且要磨得更细。

在采用燃料分级燃烧时,为了有效地降低NOx排放,再燃区是关键。因此需要研究在再燃区中影响Nox浓度值的因素。

4 烟气再循环

目前使用较多的还有烟气再循环法,它是在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接送入炉内,或与一次风或二次风混合后送入炉内,这样不但可降低燃烧温度,而且也降低了氧气浓度,进而降低了NOx的排放浓度,。从空气预热器前抽取温度较低的烟气,通过再循环风机将抽取的烟气送入空气烟气混合器,和空气混合后一起送入炉内,再循环烟气量与不采用烟气再循环时的烟气量之比,称为烟气再循环率。

烟气再循环法降低NOx排放的效果与燃料品种和烟气再循环有关。经验表明,烟气再循环率为15-20%时,煤粉炉的NOx排放浓度可降低25%左右。NOx的降低率随着烟气再循环率的增加而增加。而且与燃料种类和燃烧温度有关。燃烧温度越高,烟气再循环率对NOx降低率的影响越大。

电站锅炉和烟气再循环率一般控制在10-20%。当采用更高的烟气再循环率时,燃烧会不稳定,未完全燃烧热损失会增加。另外采用烟气再循环时需加装再循环风机、烟道,还需要场地,增大了投资,系统复杂。对原有设备进行改装时还会受到场地的限制。

烟气再循环法可在一台锅炉上单独使用,也可和其它低NOx燃烧技术配合使用,可用来降低主燃烧器空气的浓度,也可用来输送二次燃料。需进行技术经济比较。

5 低NOx燃烧器

煤粉燃烧器是锅炉燃烧系统中的关键设备。不但煤粉是通过燃烧器送入炉膛,而且煤粉燃烧所需的空气也是通过燃烧器进入炉膛的。从燃烧的角度看,燃烧器的性能对煤粉燃烧设备的可*性和经济性起着主要作用。从NOx的生成机理看,占NOx绝大部分的燃料型NOx是在煤粉的着火阶段生成的,因此,通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例,可以将前述的空气分级、燃料分级和烟气再循环降低NOx浓度的大批量用于燃烧器,以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制NOx生成的目的,这就是低NOx燃烧器。低NOx燃烧器得到了广泛的开发和应用,世界各国的大锅炉公司,为使其锅炉产品满足日益严格的NOx排放标准,分别开发了不同类型的低NOx燃烧器,可达到NOx降低率一般在30-60%。

6 煤粉炉的低NOx燃烧系统

为更好地降低NOx的排放量和减少飞灰含碳量,很多公司将低NOx燃烧器和炉膛低NOx燃烧(空气分级、燃料分级和烟气再循环)等组合在一起,构成一个低低NOx燃烧系统。

7 液态排渣炉的低NOx燃烧

目前旋风炉、切向燃烧液态炉和U型火焰液态炉仍有大量设备在运行。现代化的大型液态排渣炉主要是采用U型火焰燃烧方式。在不采取降低NOx的措施时,其Nox排放值一般均超过2000mg/Nm3,所以近年电站煤粉炉多倾向于固态排渣沪。其主要降低NOx的措施有:

a) 采用WS型低NOx燃烧器,并采用再循环烟气和一次风或二次风混合以使着火区成为富燃料燃烧区,可使NOx降低25%。

b) 增设三次风。当采用烟气再循环并取三次风份额为20%时,锅炉的NOx排放量可降至1000mg/Nm3以下。

c) 使用细颗粒煤粉

8 层燃炉降低NOx排放的方法

我国使用最普遍的层燃炉是链条炉。链条炉燃料层燃烧过程本身存在着类似于空气分级燃烧的特点,其NOx排放比煤粉炉低得多,在450mg/Nm3以下。可以采用适用于煤粉炉的低NOx燃烧技术。如采用低过量空气系数,可降低20%;如在除尘器后将再循环烟气引入炉膛内,可降低20%;采用燃料分级燃烧时,可降低50%。

PS:

煤的元素分析组成有:碳、氢、氧、氮、硫,其中碳氢硫为可燃质,特别是碳氢更为重要。碳在煤中含量最大为50%—60%,且碳的发热量大为32700kj/kg,氢的含量虽少,一般只有1%—6%,但其发热量最大,为120000kj/kg。硫虽然能燃烧放热,但因其含量少0.5%—3%,发热量又低,仅有9040kj/kg,特别是硫在燃烧后会生成so2,对环境有不理影响。氧和氮都是不可燃质,且氮在燃烧过程中会生成nox,所以氧氮称为煤中的内部废物。 煤的工业分析:碳、氢、氧、氮、硫(挥发分)水分、灰分等组成。

标煤的发热量:29270kj/kg。

煤灰的结焦:影响煤灰熔融性的因素,主要是煤灰的化学组成和煤灰周围高温的环境介质。在运行中只能控制后者来尽量降低结焦。基本上是炉膛温度,炉膛出口温度不要高过煤灰的灰熔点1350度。

褐煤—无烟煤:褐煤差煤,挥发分高,易着火,发热量低。无烟煤好煤,挥发分低,发热量高。

低nox:nox会污染环境,还会促使硫化物的生成。

低nox燃烧器:浓淡分离技术,将燃烧器局部的煤粉浓度提高了相对的就降低了此局部区域的一次风量,则煤粉气流中的含氧量便相对降低,在氧供应不足的情况下,游离的n转化为nox的机会减小

范文二:低氮燃烧器

低氮燃烧器

1.按燃料分为:轻油燃烧器,重油燃烧器,燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气)。

2.按运行和操作方式分为:欧瑞特燃烧器有一级、两级、渐进两级式和带比例调节器的渐进两级式等(后者实行比例调节运行)

3.工业燃烧器系列:均为大功率燃烧器,专为特殊工业应用而设计。 技术及性能特征

● 单段火、两段火、两段火渐进式/比例调节

● 能适应任何类型的燃烧室。

● 空气和燃气在燃烧头混合。

● 通过调节燃烧空气和燃烧头,可以获得最佳的燃烧参数。 ● 无须把燃烧器从锅炉上拆下,就可直接取下混合装置,从而可以方便的进行维修保养。

● 采用伺服电动机来进行第一、二段空气流量调节,并且当 燃烧器停止运行时,风门关闭以减少炉内热量损失。 ● 可以给阀组加一个阀的密封控制装置。

● 采用一个法兰和一个绝缘密封圈与锅炉连接固定;配有一个4孔和7孔联接器。

● 根据要求可提供大于标准长度的鼓风管。

低氮燃烧器分类

燃烧器是工业燃油锅炉、燃气锅炉上面的的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类:

1.阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。

2.自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。

另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

3.浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

4.分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

5.混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

6.低NOx预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。

范文三:低氮燃烧器

沙角B电厂锅炉低氮燃烧器改造技术交流会

会议纪要

编号:ZLZ/KZP/ZHS/21/00

时间:2012年4月19日10:00 ~11:00

4月20日10:00 ~12:00, 13:00~16:20

地点:行政楼二楼会议室

主持人:朱林忠

与会者:集团:李凌阳

电厂:王鼎斐、陈德雄、李新强、匡真平、朱兴根、郑群华、黄忠明、李国洪、周华松 ABT:单杰锋等2人

国电龙高科(哈尔滨工业大学):孙悦、孙绍增、李争起等

中节环立为:熊亚东等

会议纪要:

4月19日在行政楼二楼会议室与国电龙高科(哈工大)工程人员进行技术交流,会议由电厂总工程师朱林忠主持。

龙高科提出在投标前为了更多地了解掌握B厂燃烧器数据,需要对燃烧器着火温度状况进行在线测试,希望临时拆除部分燃烧器中心筒部件。

经讨论,电厂同意临时拆除1号炉RA1、RA3燃烧器油枪,用于着火距离的测量。由效率部协调,机械、运行、策划安排配合。

4月20日在行政楼二楼会议室举行了电厂锅炉低氮燃烧器改造交流会,参与技术交流会的三家低氮燃烧器改造专业公司分别是ABT公司、国电龙高科(哈工大)、中节环立为(武汉)能源技术有限公司,现将会议有关内容纪要如下:

一、 ABT公司

1.1 ABT低NOx燃烧器技术特点:

· 采用剧烈燃烧方式降低污染物、未燃尽碳、CO和结渣;

· 剧烈燃烧,高亮度火焰,近着火点,喉部着火;

· 提高火焰稳定性和低负荷稳燃能力;

· 依靠燃烧器降低NOx,炉膛不深度分级。

1.2采用煤粉平衡器减少燃烧器内部煤粉和空气的不均匀,控制煤粉管道间以及 不同燃烧器

之间煤粉和空气的分布。

1.3 燃尽风可设置可调喷口,可不更换水冷壁管子。

1.4 ABT对利港电厂项目作了介绍。利港电厂#1炉采用ABT提供的燃烧系统,改造后满负荷

下NOx排放由改造前的约1200 mg/Nm3下降至约400 mg/Nm3,对锅炉两侧金属温度偏差降低也有一定作用,飞灰含碳量有所升高。

二、 哈工大--北京国电龙高科环境工程有限公司

2.1哈工大(中心给粉)径向浓淡旋流煤粉燃烧技术特点:

· 径向浓淡分离一次风。在一次风喷口之前管道内,采用经过详细研究和优化煤粉浓缩装置。煤粉与气流惯性分离,形成浓、淡煤粉气流浓度偏析,浓煤粉内层送入高温回流区燃烧。采用多通道双调风二次风布置。

· 浓淡燃烧器具有一次风着火早、火焰稳定性强特点,与燃尽风供入相配合, 对于改造锅炉

将使炉膛火焰燃烧中心适中,主燃烧器区上部采用高位燃尽风喷口,高速气流喷出方式采用中心直流风和外层旋流风组合的方式。调整两种风比例,可有效控制燃尽风和炉内气流混合均匀度,减少炉膛左右侧出口烟温偏差,有效控制出口烟温。

2.2 燃尽风喷口布置原则:煤粉颗粒由主燃区至燃尽区需大于最小停留时间;同时考虑现场布

置条件,确定距离燃烧器最上层燃烧器中心距离。

2.3哈工大技术人员针对我厂的燃煤状况、燃烧器运行状况和NOx排放规律,对锅炉进行了燃

烧调整和下层燃烧器回流区温度测量,并对实验数据进行分析、归纳,得出现燃烧器的运行和NOx排放规律,认为二号炉改造存在超温、飞灰含碳量高的问题主要是燃烧着火延迟,导致火焰上移。

2.4哈工大介绍了改造业绩情况

大唐国际乌沙山发电厂3号 600 MW超临界机组低氮燃烧技术改造项目,NOx排放

号炉(上海锅炉厂联合)。

三、中节环立为(武汉)能源技术有限公司

3.1 采用CEE的低氮前后墙旋流燃烧器技术特点:

· 主燃烧区浓淡分级燃烧——煤粉浓淡分离、外浓内淡、外细内粗——低氮生 成的强着火

稳燃特性(高温、高煤粉浓度、低氧、强混合)。

· 主燃烧器内外二次风射流的分阶段进入,风包粉及流场特性

· 专有及专利的W型燃烧器喷嘴结构,贴壁风技术、强化燃烧换热、保证缺氧燃烧的水冷

壁壁面氧量;对于浓淡分级燃烧、防止高温腐蚀具有特别重要作用

3.2 燃尽风喷口布置:大尺度双向空间分级燃烧,纵向垂直空间的主燃烧区与燃 尽区间隔5米左右 (300MW锅炉)。

3.3介绍了华电新乡发电有限公司660MW机组2#锅炉为适应多劣质煤种混烧的 技术改造项

目。该锅炉以往存在燃烧不稳、NOx生成高,严重结焦和燃尽差等问题。改造后NOx比改造前下降40%,常用劣质煤情况下660MW工况控制在500mg/Nm3以下,330-660MW工况NOx基本能控制在400-650 mg/Nm3工,且NOx控制过低时飞灰机大渣含碳量有所升高。改造后减温水量没有上升,没有出现改造引起金属超温及爆管问题。

会议认为,与各厂家的技术交流对低氮燃烧器的改造和后续完善是必要的,电厂相关专业部门负责提供所需的技术资料和运行数据。对于缺少的数据并需通过试验获取的,相关部门继续予以配合协助。

根据国电龙高科(哈工大)的要求,电厂后来又拆除了2号炉RA2、RA4燃烧器油枪,进行对比测试。通过温度测量,发现两台炉的着火距离存在较大差异:1号炉燃烧器800℃对应距离为0.6米,2号炉燃烧器800℃对应距离为1.1米。这些测试将为燃烧器改造设计提供重要依据。

朱林忠/电厂总工程师

抄报:刘钊/副总经理、金志力/总工程师、张晓清/电厂厂长、李坚隆/生产管理部长 抄送:运行总监、安全环保总监、值班主任、李新诚、与会者

范文四:低氮燃烧器原理及实例分析

L W   C A0R B o N   oWR LD   021 5 ,  5

・ 电源力

低 氮燃 烧 器 原 及理实例 析 分

振魏界  , 王 艳 z

( 1军 .国 新集 电力投利辛有 限司公, 安徽 州毫利 2辛3 7 6 0 ; 02. 阳阜范师院学史文历化旅游与院 ,安 阜徽阳2 3 060 0 )

【摘 要 结合】多年从事 大型燃煤 火电 机组脱 除 N O 实  践验, 和经 家国环部保门对减排 的要 , 本文对求力发 电厂火制 N  控 排放的 工进行 了艺

究 研, 在 旨 为脱 N除 O 提供   优较 工 艺。

键关词 】煤火 电燃机 组; 氧化物 氨 低氮燃烧  【 中图分器号 】 T类K 2 72. 1  文【标识码 献 A】   【文编章 】 2号0 9 5 — 20 6 6 2 0( 1 5 ) l3 - 00 34— 02

1概

随述 我着国社 经 会 的济发展 .可持 续 展 战发 提 略出。 我国  更加 视 重 节能 减排 作工 发 展. 国家发 布 《 煤了电 节 能减排升 级 与 改造行 动 划》 计.文 要中 加 求强新 建 机 组 准入 控 . 中部 制 地区  ( 黑龙 江 吉林、 、山西、安 徽、 北湖、 湖 南 、河南 、江西 等 8 省 )新

机 建 组 则 原上 近接或 达 到燃气 轮 机 组 排放 限值 ( 排 放 限 值

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O  气 体, 种 产这 原生因主 要 在 于燃 本料 的身 比 配上, 般 一

说 来. 料燃的 N O   往 型 是 造 往成 污 染 的 主要因 素  : 速快 N O型  是 燃 过烧程中, 氮 和碳 氢 子离团发 生 反 应 ,  从而 形 成N O , 不 过 种 快这 速 型NO   所 比占 例 最 ,J 、 并 且, 受到温  度制限 ,所 ,以 关 于氮 氧 化 物 成生 理 的机 研 究, 通 过 比我 们 对

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氮燃烧 器低术特技 点

燃 烧 程 过氮中氧 物 的化生成 与温 有 度切密 的关 系 ,一般  火焰 温 度越 高 .氮 氧 物化 的 生 成 多越. 反之 然 亦  改 变 燃用

条烧件 的方 法来 低 降 0 N  的 排放, 称为低 N 统O  燃 烧术技。低   氮 燃烧 器一 般 一把次 分 风 成浓淡 两 ,股 浓在 内相.淡 相在 。外 而

氮氧

化 合 ( N 物 0 ) 是 我国 全 国性 的 大气 污 染物之 一 ,煤的  燃 烧 是N0   污 的 染 主 要 来源 。 空气 中 水 的分 和 氮会 化 物氧产 生 化

学反 应 从 ,而生 成 害物 有质, 人对体造成 大危极 害 ; 除此 之外。 氧 化氮物 也 是产 生酸 雨 的要 主污 染源之 一 .并且 在 一 定

来说 , 浓当 起 相火后 火 ,焰 温度 要 比 淡相高 , 火 势大较 ,燃

件下会 形 成 光化 学 染污 , 对人体及 动物之有作毒用 造: 植成 物 害 损 :破坏 臭 层氧。  我 国煤 炭

消 形 式耗, 为 了 实 可持施续 发 战 展 .略 煤 消炭

耗烧

较 为旺也盛, 这样一 来, 反形而 成氮氧化的物较 ; 当少淡 相

起火后, 由 其于本 身 处 在外 面 有较 为充,足 的氧 气 , 之加 度 温低

. 形成 的氧 化氮 物也 不 多。 由此 们我 难 不看 出 影 响。 氧化

氮 将到受分十 严的控格制 ,以保 护环 境为主 . 未 来五十 内年 .将

生成 的 主 要素在 于 因温度 和 氧气, 如 何 控 制这 两 个 因 素 . 对 于 减少氮 氧 物化排放 来 说. 具 有 重 要 义意 所。以 . 在 进 行煤 炭

现实炭一煤次源消能费重降至 6 2比%之 内. 与此 同. 火时 电机 组的 煤 炭消耗 , 将成主要煤炭 消为耗形式 , 为此 , 要 做好大 型   煤 燃 电火 组机的 氮 氧 物化排放 控 制 迫 眉在睫 。

烧燃程 过中 要, 注意 温 和度氧 量 控制 .确 保 炭煤燃 烧候 的时 温  度 和氧 选择 .量 这对 于 降低 氮氧 化 物排放 和 保 护 环境来 说 意 。义

大。重

2 氮化氧物排放制控工

针艺对 煤 燃产 生的NO   放 排控的制 应 . 追该 溯到 2 0世纪

0年代 , 西方本 资义 主国家率先注意到 这了一 题 问 并. 经

过且几 十年 的 展 , 发取 得了一 定 成 效 。 目前 ,制 大气中 控N O   污 染技的 措 施术 多很 但 总. 的来 说 可 以 分 燃为 烧控 制 和中 燃烧 后

控制 大 类 两 型所 谓燃烧 中控 制 主 是要指 通过 控制 燃 烧  过

煤 燃炭 烧的主 要 备设 就是 锅 炉, 锅而 炉燃烧 系 中 , 最为  统 关 的键 设 则是 燃 烧备器 。 煤炭 燃烧 需要 燃 在烧器 进中 行 控.制  好 燃 器 烧的 温 度 和 氧气 。对 于 氧氮 化 物 成形 来 具 说有重要 影 响 。 通 过 上文所说 的 NO   成机理生来看. 氮氧 化 物 形成 是 在 煤  粉 着 阶段火生 成的, 以,所就 这一 问 题, 何 如降低煤 着 粉 阶 火

程 中

N O  形成 的 因 降 素 N O低  的 生 ,成典型 的 方 案 为采 用低 氮

烧 器燃 ;燃烧 后 控制 主 是要 指 烟 气 脱氮包 含S R C 和SN C R  。

段生 N O成

气体, 这 对 于 降 低氧 氮化 生物成 来 , 具 说 重要 意  有 义因此 。 , 在燃烧 器的选 择 问题上 , 通 常 选用 氮低燃 烧 ,器能 够

在很程大上抑制度 NO 气体 产生, 到起护保境环的用。 作

我国倡导 理使 用合 料 燃与 染 污控 技 制术相 结 合 燃、烧控 制技  术 和 烟脱气 硝技 术 相 合结的 合 防综治 施措 .以减 少燃 煤电厂   氮 氧化 物 排 的 放 燃 。 煤电厂 氮 氧 化 物 制控技 术 的 选择 应地 因制 宜、

因煤 制 宜 、炉制宜 ,因 据技依上术成 、 熟 经 济合上理及 便 于 操作 确来 定。低 氮 燃 技烧术 应 作燃 煤为 厂电 氧氮化 物控制  的首 选 技术 。当采用 低 燃氮烧技 后术 氮, 氧 化物 放 浓排度 不 达  标 或 不满 足 量控总 要制求 .时应 建设烟 气 脱硝 设 施

5 低 氮燃烧 应器用实 例分析

以 马  山鞍某 电 厂 #2机组 低 氮燃烧 改器 造 例为. 分 析燃  烧 改 器 效造果 。 该 组 于 机1 9 69年1 2月投 产 运 行 .机 当 中涉组 及 锅 炉的 型 是号东方锅 炉厂 设 的 循计 环 汽 炉包 这 ,种循 环 汽 包

具 炉有一 次 间再 热中、 四 角 圆燃切 烧等 点特, 于对 低降煤 粉   燃 烧阶段形 成N O  体来说 气 ,具很好的抑有作用。制  该 炉锅原 计设燃 烧 器 四 为布 角置 流直式 燃 烧 器 切.圆 燃  ,烧一 次 风 口喷共四 层 , 均 采 用 型新多功 能 船 形 燃烧器 。 此燃  烧 适 用 器于挥 发分 较 低 的贫 煤 燃 烧具 有,燃 烧 稳 定 性 强优

氮氧3物 化成机生

理N O   是N O N和O   的统 称, 排 放 的在 烟 气当 中, NO   是 则

燃 于 煤 成造 的 ,所以, 煤烧燃是 NO 的 主 要 污染 来源 。 煤  在01 年1 进行 了底 氮低 烧 器燃改造 。采 用 水 平浓 淡分 离燃烧  炭 进行燃 烧过 程 中 . 由于 量促 热进 化学 应反 成造 NO和 N ,O  点 。 依2然 是按照 煤贫 计设. 此次 改造 将 口喷重 布新 置. 增 加OF A   产生 , 从 生而 成NO   气体, 经 由 气烟 排放 时 ,会对 环 境产 十生  器, 重 新 布 置高 速FO A喷口 形。 成 典型 的低NO  燃  烧分 不 利的 影响 。 般 一说 ,来N O  气体 又 分为热 力型 、 快 速 型   和 口喷数量 ,布置 方 案— —较 为 突出的 0 F A喷 组口 实现 空 气 级 燃 分烧   燃和 料 型三种 形式  热 力 型 O   N 生 主要产是 膛 温炉度 造 的成. 只有当炉 膛的  温 度

超 过l 4 o o ℃ 的 候 时 ,才造会热成型力 N 0 产 生;  烟 气循再 。环重 布新 置 后燃 烧的 器 喷口主 高度 要数据 如 下 :  ( 1) 下层 一次 风 中 心线 冷距灰斗 上 距 离 4缘 ;m   ( )2下 层 一 次风 距 上 一 次层 中 风 心距 离 线5 ;m

燃料 型N O  主 要是 燃 料 中 物的 质发 化生学反 应 ,从 而产

能 ・源电力

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9() 二风、 次 气乏风 圆 、切 O AF 圆直切径 保留 原有 尺 寸

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( 11 ) 底风垂屏直前墙布 置,可上 下 偏 转 ±20 。

譬苎  懈     0  00   叩  叩一

图2低 燃烧氯改造前后的器N O  浓度 对 比

不需 要 氨作为 还原 剂 这 一 措。 施 有具 很 的 经好济 效益 综上 所

述 ,我们 不 妨思考 一下, 若 是能够 合理有效利的用 一措这 .施 对 种进煤优行设计 ,化 疑 无将产 生 巨 的 大经 济 效 。 煤炭益 宝是  的能源资源 贵 , 是 若能 够现实 煤炭 资 源 的优化 配 . 置提 升 炭煤 资 源的利 用 效率 ,并 就且 有 物害 质实 有施效 排放 . 达 到保护  环境

的 ,目这对 我 于 国未来能 源 源发 资展 说 来 无 疑 具.有 着 重要

意义 。 同 , 时煤炭 资 源 的 合 理有 效利 用. 也 将 产生更 大 经的  济效益 , 从而促 进 我 国电力 行 业 又 又 好发快

考参文献

— —

【1 ] 家发国 委改 、环 保 、 国部家源能局部三委联合 发文《 煤电 节 能 减 排

升级与造行动改划( 计 0 124 ~ 20 0年 2 )》 .

[ 2 】 环

部保.《 电火厂 氮氧化 物 防 治 技术 政策 》( 环 发[2 01 0 11 0 ) 号.   f3 ] 张强 顾 番,,徐 益 , 谭 谦柱国. 燃 烧废 气 的 氮氧中 物化在 非 平 衡态

等 离子 体分 解中 转 与化 的实 验 研. 究

— —

收稿 期 日 2 :0 15 — — 4 1  2作者 简介: 振界魏 ( 1 983 一 ) , 男 , 理助程工 师 本科,, 从 燃事 煤  火

电机 环组 保 管理 工作 。

王艳军 (19 1 一 8 , 女, )师 , 硕讲研士究生 , 从 事大 学计统学

图 1 改 造后烧器燃 喷布口 置图

工作学

对比 实 施燃 烧 器改造 前 后该机组 运 行 年 一 NO的 浓 度 见

表 1、 图2 。

表 1 N O  浓度 ( 单位 : g m /  m )

份 月1

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4根

公据 :式低氮 燃器改造烧率效  )(= ( 为CN O  浓度 ) ,可

该知电 厂#2 机 低 氮 组 燃烧器 改 造效 率可 达 6 0 7. 8%

种 低 燃 氮烧技 术是 降 燃 低 锅 煤炉N 0  放 浓 度排最 主 要

也是 比较 成 的熟 技措术施

低 燃氮 烧在 抑 制 器有害 气 体排放 方 . 具面 有重 作要 用. 因  此煤在炭烧燃面, 方我们 尽 要可 能地选 用 这种 低 燃氮烧 器. 这

对于保护 环境, 促进 经济 、 社 、 会 环境三 协 调者可 持 续 发 来展 说 , 具有 要 重意 义 与。燃 烧 后 控 制 ( S CR和 NS CR) 技 术相 比.

范文五:低NOx燃烧器原理

低NOx燃烧器

低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。

一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:一是燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”, 后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。

燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。 降低NOx的燃烧技术

NOx是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx,其主要途径如下:

选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料; 降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度; 在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应NO”;

在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。 减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。

一般常用低氮氧化物燃烧器简介

燃烧器是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下几类:

1.阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。

2.自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

3.浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

4.分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

5.混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

6.低NOx预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。

范文六:DSB低氮燃烧器

NOx燃烧器——DSB燃烧器 专利号ZL 02 2 53094.0 燃烧器结构

DSB低氮燃烧器,主要结构如图1所示,包括: 1.中心风通道;

2.一次风弯头、煤粉均匀挡片、煤粉浓缩文丘里、一次风伸缩套筒、一次风旋流叶片、稳焰环;

3.内二次风通道、内二次风旋流叶片; 4.外二次风通道、外二次风旋流叶片。

图1 DSB燃烧器结构 1.技术特点

o具备一般低NOx旋流燃烧器的特点:双调风

o具备创新的核心技术:在燃烧器内部实现一次风稀相向二次风扩散,从而使得一次风速可调,极大地提高了燃烧稳定性和煤种适应性(图2、图3); o多种调节手段,以适应各种炉膛、煤质和燃烧工况(表1): o内外二次风量比例可调节;

o一次风旋流通过旋流叶片进行调节; o一次风量(速)可以通过伸缩套筒调节; o煤粉浓度可以通过伸缩套筒进行调节; o中心风可调风量。

表1 DSB燃烧器控制对象表

图2 一次风伸缩套筒拉杆位置对喷口一次风速的影响

图3 一次风套筒拉杆位置对着火距离的影响

2.NOx控制机理 二次风分级,形成空气分级燃烧方式是DSB燃烧器是成为低氮燃烧器的主要的因素。此外,还如下两方面的原因: 1.空气分级程度被加深

DSB燃烧器一次风可以大幅度减小,促进了初期燃烧,但氧量更加缺乏,使得空气分级程度更深,NOx控制效果更为明显; 2.形成了燃料浓淡分布的燃烧方式 部分煤粉颗粒预先分散到内二次风里,降低了一次风区附近的氧浓度,使得一次风粉远离二次风气流更为明显,进一步强化了空气分级燃烧,同时具有燃料浓淡分布的效果,在一定程度上具有了燃料分级效果。 3.煤种适应性

DSB具备多种调节手段,使得煤种适应性很强: 0.Vdaf >30%的高挥发分烟煤和褐煤

一次风直流,风速>28m/s,内二次风中度旋转, 1.20%

一次风轻度旋转,风速25m/s,内二次风中度旋转, 2.14%

一次风中度旋转,风速20m/s,内二次风高度旋转, 3.Vdaf

一次风中高度旋转,风速

适应不同煤种的火花模拟见(图4——图6)

图4 DSB燃烧器模拟燃烧烟煤的火焰(行程长、刚性大)

图5 DSB燃烧器模拟燃烧贫煤的火焰(成“梨”形)

图6 DSB燃烧器模拟燃烧无烟煤的火焰 (“煤粉”颗粒在出口聚集、翻滚)

4.DSB燃烧器和一般低NOx旋流燃烧器性能比较

表1列出了DSB燃烧器主要的控制对象,由于控制对象较多,故DSB燃烧器是一种调节和模仿能力很强的燃烧器, 它可以通过调节机构调整“转变”不同类型的低NOx旋流燃烧器,实现类似德州电厂的贫煤燃烧器和华能北京电厂烟煤燃烧器的气流组织,并且由于一次风速和煤粉浓度的调节使得它的性能超过了普通低NOx旋流燃烧器。表2列出了DSB燃烧器与南京某电厂蜗壳式燃烧器、北京某电厂和德州电厂低NOx燃烧器在调节性能和燃烧性能上的比较。

5.华能南京电厂1号炉DSB燃烧器实际应用效果 首台DSB燃烧器安装于华能南京电厂2号炉上。华能南京电厂1、2号炉是我国首次引进原苏联生产的ПП-1000-25-545/545КТ型超临界压力、一次中间再热、平衡通风、全钢结构、露天布置、固态排渣直流锅炉,主要设计参数见表3。 表3 锅炉主要设计参数表

锅炉本体露天悬吊布置,采用单炉膛结构,炉顶标高57m,冷灰斗炉底标高4.2m,炉膛宽度19.18m,深度11.46m,水冷壁底部倾角55°,折焰角角度为55°,有效炉膛容积为8190m3。 锅炉于前后墙对冲布置了16只旋流燃烧器,每面墙有上下两排燃烧器,每排四只燃烧器。其中上排燃烧器标高21.4m,距离下排燃烧器4.5m。同排燃烧器中间间距4.05m,侧边间距4.03m,侧边燃烧器与侧墙间距3.34m。当燃用设计煤时,单只燃烧器的最大出力为10t/h。

距上排燃烧器上方2.5m处前后墙对冲布置了8只乏气喷嘴,乏气喷嘴下倾15°。

锅炉配置的是典型的、燃烧低挥发份煤种的双蜗壳旋流燃烧器,由同轴的中心冷却风管、一次风粉管、二次风管和一、二次风蜗壳组成,其简单结构见图11。燃烧器壳使一次风旋转来源于一次风蜗壳,旋流强度基本不可调节;二次风的旋转由二次风蜗壳内的导流挡板产生,旋流强度由挡板位置调节。同一燃烧器的一、二次风旋转方向一致,与相邻燃烧器的旋转方向相反。

锅炉在甲乙两侧各布置一套中储式热风送粉的制粉系统,单套制粉系统设计最大出力为72.4t/h。

图11 蜗壳式燃烧器结构简图

2007年1号炉大修,全部采用共16只DSB燃烧器,并在燃烧器上方增加8只OFA喷口。实际证明风系统匹配良好,各项指标都较好,改造效果优秀。 1.冷态空气动力场和火花示踪

燃烧器出口空气动力场组织效果好,成理想的“梨”形(图12)。 2.单烧油情况

在单烧油的情况下,DSB燃烧器整体表现较好,点火较蜗壳燃烧器更为容易,燃烧器着火后在初期阶段较老燃烧器火焰明亮,黑烟少,燃烧更充分。单烧油时的火焰形态见图13。 3.油煤混烧

油火焰从煤粉气流中“发”出,形成粉包油的燃烧方式,燃油利用十分充分。

图12 DSB燃烧器冷态火花示踪

图13 DSB燃烧器单烧油时的火焰形状

图14 DSB燃烧器油煤混烧时的火焰形态 4.NOx控制效果

华能南京电厂1号炉改造,OFA配合,锅炉NOx排放量从1300mg/m3降低到平均700mg/m3,降低率46%。

5.煤种适应性和燃烧稳定性

燃烧煤质非常杂,从烟煤到无烟煤均有,燃烧稳定性很好。

锅炉不投油低负荷能力超过原设计,可低至150MW以下(试验值130MW,锅炉带额定负荷320MW)。 6.燃烧经济性

与OFA配合,没有明显损害燃烧经济性,随煤质变化,Cfh=2.5%~8%波动,飞灰可燃物水平与改造前相当。如没有OFA,则飞灰可燃物比原锅炉水平低。

主再汽参数合格、锅炉再热器减温水量为零,炉膛出口烟温和排烟温度均没见明显增长。 7.其它

充分考虑了结构的刚性和强度、调节机构的可靠性、煤粉刷面的防磨和喷口的烧损防止,也考虑了安装和检修的便利。

范文七:LNB低氮燃烧器

 LNB低氮燃烧器 摘要: 低NOx燃烧器是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

脱硝技术可分为燃烧改造和烟气脱硝2种形式。燃烧改造是指改变炉膛内的燃烧工况,通常包括安装低氮燃烧器(lowNOxburner,LNB)、应用燃尽风

(overfireair,OFA)以及应用再燃技术。燃烧改造的优点是改造和运行成本低,所以,被美国国家环境保护局(U.S.EnvironmentalProtectionAgency,EPA)定为最佳改造技术(bestavailableretrofittechnology,BART)之一,中国也将低氮燃烧定为首要改造手段。

低NOx燃烧器是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

传统的燃烧器为富氧燃烧,化学当量比在燃烧器出口约为1.2,即有20%的剩余空气量。炉膛出口氧量为3%~4%,在富氧燃烧的状态下,容易达到稳定和完全燃烧,因而对飞灰未燃碳和CO等可燃物的排放有所控制,但是,富氧燃烧也使煤的氮成分与氧在高温下反应生成NOx。为了降低NOx的生成,LNB延迟煤粉与氧气的充分混合,使得在LNB出口为富燃料燃烧,由于在火焰最高温处缺氧,NOx的生成大大减少。

墙式炉LNB把高旋转的二次风分成低旋转二次风和高旋转三次风。低旋转风可减少煤粉与风的混合量,使得化学当量比在火焰中心低于1。GE能源公司的LNB装有火焰稳定器、空气调节阀和可调空气旋转叶片等,燃烧器设计了燃气和燃油的功能。

四角切向炉的LNB在欧美通常是通过对二次风加偏角并把部分二次风从燃烧器中移到燃烧器上部(即燃烧区下游)以延迟空气和煤粉的混合。中国的低氮燃烧技术多为浓淡分离,即在燃烧器内部将煤粉分为外淡内浓,使炉膛中心为富燃料燃烧,炉膛壁附近为富氧燃烧。

LNB的设计关键为稳定火焰。因为在燃烧器出口空气供应不足,火焰有可能脱离燃烧器或火焰过长,导致燃烧不完全。通常低氮改造的负效应是可燃物排放增加,从而使锅炉效率降低。

范文八:低氮燃烧器分类

低氮燃烧器分类

燃烧器是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下六大类: 第一.阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。

第二.自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。

低氮燃烧器、防磨护瓦、中心筒、风帽 有需要的可联系我 电话:0635-2948222 13863557518 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

第三.浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。 第四.分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

第五.混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

第六.低NOx预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。

以上低氮燃烧器分类由山东九鼎特钢铸造有限公司编辑发布的。禁止转载。

范文九:低NOx燃烧器技术及原理

低NOx燃烧

低NOx燃烧器及低氮氧化物燃烧,是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧技术,采用低NOx燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。

在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO,平均约占95%,而NO2仅占5%左右。一般燃料燃烧所生成的NO主要来自两个方面:一是燃烧所用空气(助燃空气)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是NO的主要来源,我们将此类NO称为“热反应NO”, 后者称之为“燃料NO”,另外还有“瞬发NO”。燃烧时所形成NO可以与含氮原子中间产物反应使NO还原成NO2。实际上除了这些反应外,NO 还可以与各种含氮化合物生成NO2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[NO2]/[NO]比例很小,即NO转变为NO2很少,可以忽略。

降低NOx的燃烧技术

NOx是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对NOx的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低NOx,其主要途径如下:

选用N含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料; 降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度; 在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应NO”;

在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。 减少NOx的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。

一般常用低氮氧化物燃烧器简介

燃烧器是工业炉的重要设备,它保证燃料稳定着火燃烧和燃料的完全燃烧等过程,因此,要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。根据降低NOx的燃烧技术,低氮氧化物燃烧器大致分为以下六类:

A.阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低NOx的生成。

B.自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。 另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

C.浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

D.分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

E.混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

F.低NOx预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低NOx分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。

范文十:低氮燃烧器如何选择

低氮燃烧器如何选择

北京市将在2017年4月1日正式施行最严苛的锅炉氮氧化物排放标准, 要求新建的锅炉氮氧化物排放低于30毫克,在用的锅炉氮氧化物排放低于80毫克. 对于目前市场上大部分的在用燃气锅炉业主来说,意味着必须更换成低氮燃烧器,才能满足排放要求.

NOx氮氧化物的生成机制

对于天然气锅炉来说,Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox,热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系,通常在燃烧温度高于1000摄氏度的时候开始产生,而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。下图反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系,其中热力型Nox的温度关系同样适合于天然气锅炉燃烧器。

基于以上NOx的生长机制,低氮燃烧器的控制NOx的技术也主要着眼于两个方向:  降低火焰温度;

 降低氧含量;

低氮燃烧器和超低氮燃烧器类型

传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃烧器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃烧器。NOx排放在30毫克以下的通常称为超低氮燃烧器。

传统的燃烧器的高NOx排放主要源于下述几个原因:

 为了保证燃烧充分,采用了较大的过量空气;

 燃烧温度通常在1800度左右;

低氮燃烧器通常基于下列技术:

1. 电子比例调节和氧含量控制技术;来精确控制氧含量;

2. FGR烟气再循环技术,来降低火焰温度和氧含量;

3. 全预混的表面燃烧技术来降低火焰温度和实现充分燃烧;

上述技术中1通常是低氮燃烧器的必须配置;基于上述技术,市场的低氮燃烧器主要分为以下类型:

 FGR低氮燃烧器;

 表面燃烧超低氮燃烧器;

 表面燃烧+FGR超低氮燃烧器;

其中FGR低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到65毫克,极限大约在40毫克左右,进一步降低NOx排放可能导致燃烧不稳定,或者牺牲可调比等弊端;

表面燃烧超低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到30毫克以内,其优点是安装简单,不需要FGR烟气再循环管道;其主要缺点是需要过滤空气,加大了维护工作量;同时氧含量在7%左右,降低了部分燃烧效率。

表面燃烧+FGR超低氮燃烧器结合了表面燃烧的NOx控制优点和FGR降氧含量优点,可以实现在全火范围控制NOx到20毫克水平,同时控制氧含量在3%以内,最大化燃烧效率。其主要短处是设备成本提高。

低氮燃烧器选择考虑的主要参数

NOx 排放

必须满足国家和地方的环保排放要求,在满足要求的前提下,从企业的社会责任角度出发,尽量应该选择NOx排放更低的设备;

尾氧含量

为了达到充分燃烧的极限过剩空气系数为大约1.1, 对应的理论尾氧含量为大约2%. 更高的尾氧含量通常意味着燃烧器效率的降低。理想的燃烧器最好尾氧含量可以控制在3%以内;市场上表面燃烧的燃烧器的尾氧含量通常在7%左右,相对于3%的尾氧含量,意味着产生相同的热量,需要多耗费大约6~8%的天然气。对于常年运转或者设备长期在较高负荷运转,天然气消耗量比较大的业主,选择一款尾氧含量低的燃烧器对于降低运行成本至关重要。 可调比

采用了电子比例调节的低氮燃烧器通常应该具备至少5:1以上的高可调比。更低的可调比意味着实际运行过程中更多的ON/Off启停,同时也意味着更多的天然气消耗。除非是负荷常年在一个比较小的稳定区间的锅炉,选择一个高可调比的燃烧器对于降低天然气的消耗,降低运行成本,延长设备的使用寿命非常重要。

其它主要考虑因素

燃烧稳定性是选择低氮燃烧器的主要考虑因素,包括设备本身的可靠性。由于在北京实施低氮标准之前,全世界范围内实施低氮标准的区域主要在美国,所以基本上只有主要销售市场在美国的燃烧器品牌在低氮燃烧器领域具有比较长的应用经验,主要包括美国Powerflame, 美国强生,美国IC,英国利普菲德Limpsfield燃烧器等。同时从燃烧稳定性的角度考虑,对于采用FGR 技术的低氮燃烧器,需要特别关注FGR 烟气再循环比例,过大的比例意味着燃烧极易不稳定,或者对于设备的技术和控制水平有比较苛刻的要求。