降低低NOx燃烧器(qì)中NOX排放的(de)干(gàn)式方法(fǎ)有哪些?燃烧(shāo)器厂(chǎng)家小编下(xià)面就带你(nǐ)去详细了解清楚吧。
1降低氮氧化物排放的(de)必(bì)要性
氮氧化物即NOx,它是由(yóu)多种化合物组成的一(yī)类物质,主要(yào)包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产(chǎn)生的主要(yào)方(fāng)式(shì)之(zhī)一,大部(bù)分燃烧方式中产生的NO约为90%左(zuǒ)右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表(biǎo)明(míng),火力发(fā)电是空气中NOx的主要来源,当(dāng)空气中的(de)NOx溶(róng)于(yú)水之后会生成硝酸(suān)雨,这种雨会对自然(rán)生态环(huán)境(jìng)带来很(hěn)大程度的(de)危害,并且酸(suān)雨还会对建筑物、工(gōng)业设备(bèi)等造成(chéng)严重腐蚀,进(jìn)而引起(qǐ)巨大的经济损失。如(rú)果人们引(yǐn)用了含有酸(suān)性物质的地下水,会对身体健康造成影响。同时,当NOx浓度(dù)超标之后,会与人体(tǐ)血液(yè)中的血色素相结合由此会(huì)导致血液(yè)缺氧,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(tóng)时,对自然生态环(huán)境造成了一定程(chéng)度(dù)的破坏(huài),因NOx排放量超标引起(qǐ)的各种环境问(wèn)题越(yuè)来(lái)越多。为了有效减(jiǎn)轻NOx的(de)危害,需(xū)要逐步降(jiàng)低NOx的排(pái)放量,这已成(chéng)为我国当前(qián)亟待解决的问题之一。
2NOx的生成(chéng)机理及燃气燃烧器(qì)的脱氮(dàn)技术
2.1NOx的生成机理
相关研(yán)究结果表明,NOx主要有以下几(jǐ)种(zhǒng)生成途径:
2.1.1燃料型NOx。具体是指燃(rán)料当中所含有(yǒu)的氮化合(hé)物在(zài)燃(rán)烧过程中发生热分解,进而氧化生成(chéng)NOx。
2.1.2热力型NOx。具体(tǐ)是指空气当中的(de)氮气在高温的(de)条件下经过氧(yǎng)化(huà)后生成NOx。
2.1.3快速型NOx。当燃烧燃烧(shāo)时,空气中的氮与燃料当中的(de)碳氢(qīng)离子团会(huì)发生化学反应,由此会快(kuài)速生成NOx。
在(zài)上述三(sān)种生成途径当中,快速型所占的比例相对较少(shǎo),仅为5%左右;当温度在1600摄(shè)氏度以(yǐ)下时,热(rè)力型的生成率非常低,但当温度(dù)超过(guò)1600摄(shè)氏(shì)度(dù)后,热力(lì)型(xíng)的NOx生成速度会急剧增加,并且两(liǎng)者之间成正(zhèng)比例关系,即温度(dù)越高,NOx的生成率越(yuè)高(gāo)。
2.2燃气燃烧器的脱氮技术
为了有效(xiào)降低(dī)NOx的排(pái)放,经常会采用向燃(rán)烧(shāo)室内注水(shuǐ)火势(shì)蒸汽的方法(fǎ),以此来降低燃烧温度,从而达(dá)到减少NOx的(de)排(pái)放量。实践证明(míng),虽然这种方(fāng)法可以使NOx的排放量有所降低(dī),但(dàn)却会对燃烧的稳定性(xìng)造成一定的影响,所以该方法现(xiàn)已很少使用;有些电厂采(cǎi)用SCR法来降低NOx的排放,SCR即(jí)选择性催化还原(yuán)法,它是在催化剂的作(zuò)用下,将(jiāng)N0和NO2还原(yuán)成为N2,该(gāi)过程中基本不(bú)会发生NH3的氧化反(fǎn)应,显著提(tí)高了N2的选择性,并且还大幅度减少了NH3的消耗。但采(cǎi)用该(gāi)方法时(shí),需(xū)要在燃(rán)气燃烧(shāo)器的排气中,加装专门的(de)SCR脱硝装置,由(yóu)此使得成本增(zēng)大;干式低氮燃烧技术简称DLN,它(tā)的原理是先(xiān)让燃(rán)烧与较多(duō)的(de)空气相混(hún)合,这样做的(de)主要目的是稀释(shì)燃料,然后再进行低温(wēn)度的燃(rán)烧,借此来达到降低(dī)NOx的目的(de)。由于DLN技术(shù)既不会对燃烧的稳定性造成影响,也不会导致(zhì)生产成(chéng)本大幅度增加,所以该(gāi)方法的应用日益增(zēng)多。
3干式燃烧(shāo)法在燃气燃烧器降(jiàng)低氮氧化物(wù)排(pái)放中(zhōng)的应用
3.1低氮燃烧器燃烧(shāo)系统
该系(xì)统是随着(zhe)F级燃气燃烧器(qì)的(de)出(chū)现而出现的,其现已成为(wéi)F级系(xì)列燃(rán)气燃烧(shāo)器的标配。在DLN-2系统的燃烧(shāo)中,可以使(shǐ)用天然气(qì)作(zuò)为燃料(liào),也可以使用清油作为燃料。当以天(tiān)然气(qì)作为燃料时,如果基本负荷(hé)小(xiǎo)于50%,可采用(yòng)扩散燃烧模式(shì),若是(shì)负(fù)荷大于(yú)50%,则可(kě)采(cǎi)用预混(hún)模式。以清油作为燃(rán)料时,可以采用扩展(zhǎn)模式,但(dàn)需要注(zhù)入(rù)一定(dìng)剂量的水或是蒸汽。
3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧室为单级(jí),燃烧的过程中仅(jǐn)有一个燃烧区域,每个燃烧室均配备的5个喷嘴。输入(rù)的天然气有将(jiāng)近90%左右会被注入到预混(hún)器当中(zhōng),空气则(zé)会在喷嘴周围(wéi)的管道内(nèi)与天然气相(xiàng)混合;经充分混合之(zhī)后的(de)气(qì)体(tǐ)会从喷嘴中喷向(xiàng)燃烧(shāo)区域,并进行稀释(shì)低NOx燃烧。在(zài)预(yù)混器内设(shè)计(jì)了涡(wō)流(liú)消除装置和燃烧导流(liú)器(qì),由此能够进一步提升燃烧的稳定性(xìng)。剩余10%左右的天然气,会通过布设在(zài)燃烧筒周围的筒体注入到喷嘴旋流器前的空气流中,这部分(fèn)燃料能够(gòu)起到控制燃烧室内压力动态振(zhèn)动的作用。
3.1.2运行模(mó)式。DLN-2系统的燃烧模式有以下(xià)几种:①一次气。这(zhè)种燃烧模式是(shì)指燃(rán)料仅(jǐn)通向(xiàng)四个喷嘴(zuǐ)的扩(kuò)散通(tōng)道(dào)进行扩(kuò)散燃烧(shāo),常用于燃气燃烧器点火(huǒ)后转速达到81%全转速前的阶段;②L-L。这种燃(rán)烧模式又被称之为贫-贫燃烧,具体是指燃料(liào)通向四个喷嘴的一(yī)次扩散通道和三次预混气(qì)通道。该模式常(cháng)被(bèi)用于从81%全转速到燃(rán)烧温度达到预(yù)设(shè)温(wēn)度阶(jiē)段。③先导预混。若是在燃烧(shāo)过程中,IGV温度控(kòng)制没有投入,或是预混模式被禁止时,便可在该模(mó)式下运(yùn)行(háng)。在先导(dǎo)预混(hún)模式中,一、二、三次(cì)气流量的(de)分配为固定不变。④预混。这(zhè)种(zhǒng)模式通(tōng)常(cháng)在压气(qì)机(jī)进口抽气(qì)加热投入为50%基本负荷的条件下(xià)使(shǐ)用。
3.1.3燃料控制。DLN-2系统的燃(rán)料控制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(liú)量分配进(jìn)行(háng)调节。
3.2DLN-2.6燃烧系(xì)统
该系统(tǒng)的燃烧室(shì)主要是由以下几(jǐ)个部分组成:火焰筒、过(guò)渡段、燃(rán)烧室外壳、端盖、导(dǎo)流(liú)衬套以及(jí)喷嘴等。空气与(yǔ)燃料的混合物经(jīng)由(yóu)预混区后,会从喷嘴流(liú)入到火焰筒(tǒng)当(dāng)中,并被置于(yú)燃烧(shāo)室上的点火器(qì)点燃。整个燃烧过程所生(shēng)成的副(fù)产物(wù)会(huì)经(jīng)由过渡段进入到透平一级喷嘴环。与(yǔ)DLN-2燃(rán)烧系统相比,2.6系(xì)统取消了二次(cì)和三次燃气(qì)的分(fèn)配阀,采用了全预混的燃(rán)烧模式。2.6系统很显著的特点是在燃烧室的中心轴方向上加装(zhuāng)了第六个喷嘴,它的燃料流量与燃空比可独(dú)立(lì)调节,即使将该喷嘴关闭,燃料也(yě)不会产生(shēng)额外一氧化碳的增加。其余的(de)五个喷嘴分成了两组,一组为2个,一组为三个。此外,2.6系统(tǒng)的全(quán)预混模式可(kě)分为5种不同的模(mó)式,具体为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃(rán)烧(shāo)以(yǐ)及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧(shāo)。当(dāng)机组(zǔ)点火启(qǐ)动之后,直至达到满负荷运行过程中,各个模式之间可(kě)以互相切换。由(yóu)于2.6系统采用(yòng)了全预混模式,从而使得(dé)燃烧(shāo)室的(de)结构获得了简(jiǎn)化,并且(qiě)整个系统有单一(yī)的控制阀进行调节,喷嘴的控(kòng)制方式也得以简化。换(huàn)言之,2.6系(xì)统是DLN-2系(xì)统的改进升级版,虽(suī)然该系统在(zài)各方(fāng)面的性能上(shàng)都(dōu)得到(dào)了(le)优化,但具体应用中,还应(yīng)当结合(hé)燃气燃烧器的(de)机型进行选择。这是(shì)因为所(suǒ)选的系统与机型匹(pǐ)配性越高,降低氮氧化物的效果就越好。
结论:
综(zōng)上所述,在燃(rán)气燃烧器运(yùn)行(háng)的过程中,不可避(bì)免地会产(chǎn)生出氮氧化物,它的大量排放会对人体和(hé)自然(rán)生态环境造成严重危害,为此应(yīng)当在确保燃(rán)气燃烧器正常稳定运行的前提下,尽可能降低氮氧化物的排放(fàng)量。
本文就燃气燃烧器降低(dī)氮(dàn)氧化物的干式燃烧方法(fǎ)进行(háng)论述,针对不同(tóng)的机型可以选用(yòng)相应的DLN燃烧系统。实践证明,干式燃烧方法能够显著燃气燃烧器的氮氧化物排放(fàng)量,由(yóu)此可见,该方(fāng)法具有一定的推广(guǎng)使用价值。