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降低低NOx燃烧器(qì)中NOX排放的干式方法(fǎ)有哪些?燃烧器厂家小编下面(miàn)就带你去详细(xì)了解清楚吧。
1降低氮氧(yǎng)化(huà)物排(pái)放的必(bì)要性
氮氧化(huà)物即(jí)NOx,它(tā)是由(yóu)多种化(huà)合物组成的(de)一(yī)类(lèi)物质,主(zhǔ)要包括(kuò)N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生的主(zhǔ)要方式(shì)之(zhī)一,大部分(fèn)燃烧方式(shì)中产生(shēng)的NO约(yuē)为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明,火力发(fā)电是空气中NOx的主要来源,当空气中的NOx溶于水之后(hòu)会(huì)生成硝酸(suān)雨,这种雨会(huì)对(duì)自(zì)然生态环(huán)境带(dài)来很大程度的危(wēi)害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等(děng)造成(chéng)严重腐蚀(shí),进(jìn)而(ér)引起(qǐ)巨(jù)大的经(jīng)济损失。如果人们引用了含有(yǒu)酸性(xìng)物质的(de)地下(xià)水,会对身(shēn)体(tǐ)健康造成(chéng)影响。同时,当NOx浓度(dù)超标之后,会与人体(tǐ)血液中(zhōng)的血色素(sù)相结合由此会导致血(xuè)液缺氧,进而进气中枢神经麻(má)痹。近(jìn)年(nián)来(lái),我国在大力发展经(jīng)济的同时,对自然生态(tài)环境(jìng)造成了一定程度(dù)的破坏,因(yīn)NOx排(pái)放量超标引起(qǐ)的各种环境问题越来越多。为了有效(xiào)减轻NOx的(de)危害,需要逐步降低NOx的排(pái)放量,这已成为(wéi)我(wǒ)国当前亟待解决(jué)的问题(tí)之一。
2NOx的生成机理及(jí)燃气燃(rán)烧器的(de)脱(tuō)氮技术
2.1NOx的生成机(jī)理(lǐ)
相关研究结果表明,NOx主要有以下几种生成途径(jìng):
2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料当中(zhōng)所含有的氮(dàn)化合物在燃烧(shāo)过程中(zhōng)发生热分解,进而氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具(jù)体是指空(kōng)气当(dāng)中的氮气在高温的条件下经过氧化(huà)后生成NOx。
2.1.3快速型NOx。当燃(rán)烧燃烧时,空气中的氮与燃料(liào)当中的碳氢离子(zǐ)团会发生化学反应,由(yóu)此会快(kuài)速生(shēng)成NOx。
在上述三种生成途径当中,快速型所占(zhàn)的比例(lì)相对(duì)较少,仅为(wéi)5%左右;当温度在(zài)1600摄氏度(dù)以下时,热力型的生成率非常低,但当温度超过1600摄氏度后(hòu),热力型(xíng)的NOx生成(chéng)速度会急(jí)剧(jù)增加,并(bìng)且两者之(zhī)间成正比例(lì)关系,即温(wēn)度越高(gāo),NOx的生(shēng)成(chéng)率越高。
2.2燃(rán)气燃烧器的脱氮技术
为了有效降低NOx的排放,经(jīng)常(cháng)会(huì)采用(yòng)向燃烧室内(nèi)注水火势蒸汽的方法,以此来降低燃烧温度(dù),从而达到减少(shǎo)NOx的排放量。实践证明,虽然(rán)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(xìng)造(zào)成一(yī)定的(de)影响,所以该方(fāng)法现已(yǐ)很少使用;有(yǒu)些(xiē)电厂采用SCR法来降低NOx的排放,SCR即(jí)选择性(xìng)催(cuī)化还(hái)原法,它是(shì)在催化剂(jì)的作用下,将N0和(hé)NO2还(hái)原成为N2,该过程(chéng)中基(jī)本不会发生NH3的氧(yǎng)化(huà)反(fǎn)应,显著提高了(le)N2的选择性,并且(qiě)还大幅度减少了NH3的消耗。但采用该方法(fǎ)时,需要在燃气(qì)燃烧(shāo)器(qì)的排气中,加装专门的(de)SCR脱硝(xiāo)装置,由此使(shǐ)得成(chéng)本增大;干式低氮燃烧技(jì)术(shù)简称DLN,它的原(yuán)理是先让燃烧与较多的空气(qì)相混合,这样做的主要(yào)目的是稀释燃料,然后再(zài)进行低温度(dù)的燃(rán)烧(shāo),借(jiè)此来(lái)达到降(jiàng)低(dī)NOx的目的(de)。由于DLN技术既不会对燃烧的稳定性造成影响,也(yě)不会导致生产成本大幅度增加,所以该方法(fǎ)的应(yīng)用日益增多(duō)。
3干式燃烧法在燃(rán)气(qì)燃烧(shāo)器降低氮(dàn)氧化物(wù)排放中的应用
3.1低氮(dàn)燃烧器燃(rán)烧系统
该系统是随着F级燃气燃(rán)烧器(qì)的出现而出现(xiàn)的,其现已成为(wéi)F级系列燃气燃烧器的标配(pèi)。在DLN-2系(xì)统的燃烧中,可以使用天然气作为燃(rán)料,也(yě)可(kě)以使用(yòng)清油作为燃料。当以天然气作(zuò)为燃料时,如果基本(běn)负(fù)荷小于(yú)50%,可采用扩散燃烧模式,若是(shì)负荷(hé)大于50%,则可采用预混模式(shì)。以清油作为燃料时,可以采用(yòng)扩(kuò)展模(mó)式,但需要(yào)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(wéi)单级,燃烧(shāo)的过程中(zhōng)仅有一个燃(rán)烧区域(yù),每个燃烧室均配备的5个喷嘴。输(shū)入的天然气有将近90%左(zuǒ)右会被注入(rù)到预混器当中,空气则会在喷(pēn)嘴周围的管道内与天(tiān)然气相混合;经充分混合之后的气体会从喷嘴中喷向燃(rán)烧区域,并进行稀释低NOx燃烧。在预混(hún)器内设计(jì)了涡流消除(chú)装置和燃烧(shāo)导流器,由(yóu)此能够进一步提升燃烧(shāo)的稳定性。剩余10%左右的天然气,会通(tōng)过布设在(zài)燃(rán)烧(shāo)筒周围的筒体注入到喷(pēn)嘴旋(xuán)流器前的空(kōng)气(qì)流中,这(zhè)部(bù)分燃料能够起(qǐ)到(dào)控制(zhì)燃烧室(shì)内压力动态振动的作用。
3.1.2运(yùn)行模(mó)式(shì)。DLN-2系统的燃烧模式有(yǒu)以下几种:①一次气。这种燃烧模式(shì)是指燃料仅(jǐn)通向四个喷(pēn)嘴的扩散(sàn)通道进行扩(kuò)散燃烧,常用于燃气燃烧器点火后转速达到81%全转速前的(de)阶段;②L-L。这种燃烧模式(shì)又被称(chēng)之为贫-贫燃烧,具体是指燃料通(tōng)向四(sì)个(gè)喷嘴的一次扩散通(tōng)道和三次(cì)预混气通道。该模式(shì)常被用于从81%全(quán)转速到燃烧温度达(dá)到预设温度(dù)阶段。③先导预混。若是在(zài)燃烧过程中,IGV温度控制没有投入,或是预混(hún)模式被禁(jìn)止(zhǐ)时,便(biàn)可在该模式下(xià)运行。在先导预混模式中(zhōng),一、二、三次气流量的分配为固定不(bú)变。④预混。这种模式通常在压气(qì)机进口抽(chōu)气加热投入为50%基本(běn)负荷的条件下使用。
3.1.3燃(rán)料(liào)控制。DLN-2系(xì)统的燃料控制主要是按照(zhào)燃烧温度及IGV运(yùn)行控制方式对一、二、三、四(sì)次(cì)气的(de)流量分配进(jìn)行(háng)调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统
该(gāi)系统(tǒng)的燃烧室主(zhǔ)要是由以下几个部分(fèn)组成:火焰筒、过(guò)渡段、燃(rán)烧室外壳(ké)、端盖、导(dǎo)流衬(chèn)套以及喷嘴等。空气与燃料的混合物经由预混(hún)区后,会从喷嘴流入(rù)到火焰筒(tǒng)当中(zhōng),并被置于燃烧室上的点火器点燃。整个(gè)燃(rán)烧过程所生成的副产物会经由过渡段进入到(dào)透平一级喷嘴环(huán)。与DLN-2燃(rán)烧系(xì)统(tǒng)相比,2.6系(xì)统取消了二次和三次燃(rán)气(qì)的分配阀,采用了全预混(hún)的燃烧(shāo)模式。2.6系统(tǒng)很显著的(de)特点是在燃(rán)烧室的中心轴方向上(shàng)加装了(le)第六个喷嘴(zuǐ),它的(de)燃料流量与燃空比可独立(lì)调节,即使将该(gāi)喷(pēn)嘴(zuǐ)关闭,燃料也(yě)不会产生额(é)外一氧(yǎng)化(huà)碳的增加。其余的五个喷(pēn)嘴分(fèn)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(zhǒng)不同的模式(shì),具体为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃(rán)烧、PM1+PM2+PM3燃(rán)烧(shāo)以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点火启动之后,直至达(dá)到满负荷运行(háng)过程(chéng)中,各个模式(shì)之间(jiān)可以互相切换。由于2.6系(xì)统(tǒng)采用(yòng)了全(quán)预混(hún)模式,从而使(shǐ)得燃烧室(shì)的结构(gòu)获得了简化,并且(qiě)整个系(xì)统有单一的(de)控(kòng)制阀(fá)进行调节,喷嘴的控(kòng)制方式也得(dé)以简化。换言之,2.6系统是(shì)DLN-2系统(tǒng)的改进(jìn)升级(jí)版,虽然该(gāi)系统在各(gè)方面的性能上都得到了优化,但具(jù)体应用中(zhōng),还应当结合燃气燃烧器的机型进行选择。这是因为所选(xuǎn)的系(xì)统与机(jī)型(xíng)匹配性越(yuè)高,降低氮氧化物的效果就越(yuè)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(huì)产生(shēng)出氮(dàn)氧化物,它(tā)的大量排放会对人体和自然生态环境造成严重危(wēi)害(hài),为此应当在确保燃气燃(rán)烧器正常稳定(dìng)运行(háng)的前(qián)提下,尽可能降低(dī)氮(dàn)氧化物的排放量。
本文就燃气燃烧器降低氮氧化物(wù)的干式燃(rán)烧方法(fǎ)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(xiǎn)著(zhe)燃气燃烧器的氮氧化物排放量,由此可(kě)见,该(gāi)方法具(jù)有一定的推广使用价值。