降低低NOx燃烧器中NOX排(pái)放的干式方法有哪(nǎ)些?燃(rán)烧器(qì)厂家小编(biān)下(xià)面就带你去(qù)详细了解清楚(chǔ)吧。
1降低氮(dàn)氧(yǎng)化(huà)物排放的必要(yào)性
氮氧化物即NOx,它是由多种化合物组成的一类物质(zhì),主(zhǔ)要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生(shēng)的主要方式之一,大部分燃烧方式中产生的(de)NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明,火力发电是空气中(zhōng)NOx的主(zhǔ)要来源(yuán),当空(kōng)气中的NOx溶于水之后会生成硝酸雨,这种雨会对自然生态环境带来(lái)很大程度的危害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等(děng)造成(chéng)严(yán)重腐蚀,进(jìn)而引起巨大的经济损失。如果(guǒ)人们引(yǐn)用了含有(yǒu)酸性物质(zhì)的地(dì)下水,会对身体健康(kāng)造成影响。同时,当NOx浓度超标之后,会与人体血(xuè)液中的血色素(sù)相结合由此会导致血液缺(quē)氧,进而进(jìn)气中枢神(shén)经麻痹。近年来,我国在大(dà)力发展经(jīng)济的同时,对(duì)自然生态环境造成了一定程度的(de)破坏,因NOx排(pái)放(fàng)量(liàng)超标引(yǐn)起的各(gè)种环(huán)境问(wèn)题(tí)越来越多。为了有效减轻NOx的(de)危害,需要(yào)逐步降低NOx的排放量,这(zhè)已成为我国当(dāng)前(qián)亟待解决的问题之(zhī)一。
2NOx的生成机理及燃气燃烧(shāo)器的脱氮技术(shù)
2.1NOx的生成机理
相关研(yán)究结(jié)果表明,NOx主(zhǔ)要有以下几种(zhǒng)生成途径:
2.1.1燃料(liào)型NOx。具体是指(zhǐ)燃料当中所含有的氮化合(hé)物在燃烧过程中发生热分解,进而(ér)氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具(jù)体是(shì)指(zhǐ)空气当中的氮气在高温(wēn)的条件下经过氧化后生成NOx。
2.1.3快速型NOx。当燃烧燃烧时,空气中的氮与燃料当中的碳(tàn)氢离子团会(huì)发(fā)生化学反应,由此会快速生成(chéng)NOx。
在上述三种(zhǒng)生成(chéng)途径当中,快速(sù)型所占的(de)比(bǐ)例相对较少,仅为5%左(zuǒ)右;当温度在(zài)1600摄氏度以(yǐ)下时,热力型的(de)生成率非常低,但当温度超过1600摄(shè)氏(shì)度后,热力型的(de)NOx生成速(sù)度(dù)会急(jí)剧增(zēng)加(jiā),并且两者之间成(chéng)正比例关系,即温度越(yuè)高,NOx的生(shēng)成率越高。
2.2燃(rán)气燃烧器的脱(tuō)氮技术(shù)
为了(le)有效降低NOx的排(pái)放,经常会采用(yòng)向燃烧室内(nèi)注水(shuǐ)火势蒸汽的方法,以此来降低燃烧温(wēn)度,从而达到减少NOx的排放量。实践证明,虽然这种方(fāng)法可以使NOx的排放量有所(suǒ)降低,但却会对燃烧的稳定性(xìng)造成一定的(de)影(yǐng)响,所以该(gāi)方法(fǎ)现已很少使用;有些电厂采用SCR法来降低NOx的排放,SCR即选择性催(cuī)化还(hái)原法,它是在催化剂的作用下,将(jiāng)N0和NO2还(hái)原成为(wéi)N2,该过程中基本不会发生NH3的氧化反应,显著提高了N2的选择性,并且还大幅度减少(shǎo)了NH3的消耗。但采用(yòng)该方法时(shí),需要(yào)在(zài)燃气(qì)燃烧器的排气中,加装专门的SCR脱硝(xiāo)装置,由此使得成本增大(dà);干式低氮燃烧技术简称DLN,它的(de)原理是先让燃烧与较多的空气相混合,这(zhè)样做(zuò)的主要目的是稀(xī)释燃料,然(rán)后再进行低(dī)温度的燃烧,借此来达到降低NOx的目的。由于DLN技(jì)术(shù)既不(bú)会对燃烧的稳定性造成影响,也不会(huì)导致生产成本大幅度增加,所以(yǐ)该方法的(de)应(yīng)用日(rì)益增(zēng)多(duō)。
3干式(shì)燃烧法(fǎ)在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的(de)应用
3.1低氮燃烧(shāo)器燃烧系统
该系统是随着F级燃气(qì)燃(rán)烧器的出现而(ér)出(chū)现的,其现已成为F级系列燃气燃烧器(qì)的标配。在(zài)DLN-2系统的燃烧中(zhōng),可(kě)以使用天然气(qì)作为燃(rán)料,也可以使用清(qīng)油作为(wéi)燃料。当以天然气(qì)作为燃料时,如果基本负(fù)荷小于50%,可采用扩散燃烧(shāo)模式,若是负荷大(dà)于50%,则可采用预混模(mó)式。以清油(yóu)作为燃料时,可以采用扩展模式,但需要注(zhù)入一定剂量的水(shuǐ)或(huò)是蒸(zhēng)汽(qì)。
3.1.1燃烧室。DLN-2的燃烧室(shì)为(wéi)单级,燃(rán)烧(shāo)的过程(chéng)中仅有一个(gè)燃烧区域,每个燃烧(shāo)室均配(pèi)备的5个喷嘴(zuǐ)。输入的天然气有将近90%左右会被(bèi)注入(rù)到预混器(qì)当中,空气则会在(zài)喷嘴周围的管道内(nèi)与天然(rán)气(qì)相混合;经充分混合之后的(de)气体会从喷嘴(zuǐ)中(zhōng)喷向(xiàng)燃烧区域(yù),并(bìng)进行稀释低NOx燃烧。在预混器内设计了涡(wō)流(liú)消除装置和燃烧导流器,由此能(néng)够进(jìn)一步提升燃烧的稳定性。剩余10%左右的天然气,会通过布设在燃(rán)烧筒周围(wéi)的筒体注(zhù)入到(dào)喷嘴旋流器前的空气流中(zhōng),这(zhè)部分燃料能够(gòu)起到控制燃烧室(shì)内压力动态(tài)振(zhèn)动(dòng)的作用。
3.1.2运行模式。DLN-2系统的燃烧模式有以(yǐ)下几种:①一(yī)次气。这种燃(rán)烧模式是指燃料(liào)仅通向(xiàng)四个喷嘴的扩散通道进行扩(kuò)散燃烧,常用于燃气燃(rán)烧(shāo)器点火后转速达(dá)到81%全转速(sù)前的阶段;②L-L。这种燃烧模式又被称(chēng)之为贫(pín)-贫燃(rán)烧(shāo),具体是指燃料通向(xiàng)四个喷嘴的一次(cì)扩(kuò)散(sàn)通道和三次预混气通道。该模式常(cháng)被用于从81%全(quán)转速到燃烧温(wēn)度达到预设温度阶(jiē)段。③先导预(yù)混(hún)。若(ruò)是在燃(rán)烧(shāo)过程(chéng)中,IGV温度控制(zhì)没有投(tóu)入,或是预混(hún)模式被禁止时,便可在(zài)该模式下运(yùn)行。在(zài)先导预混模式中,一、二、三次气(qì)流量(liàng)的分配(pèi)为固定(dìng)不变。④预混。这种模式通常(cháng)在压气机进口抽气加(jiā)热投入为50%基本(běn)负荷的条(tiáo)件下使用。
3.1.3燃料控制。DLN-2系统的燃(rán)料控制主要是按照(zhào)燃(rán)烧(shāo)温度及IGV运行控制(zhì)方式对一、二、三、四次气(qì)的流量(liàng)分(fèn)配进行调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统(tǒng)
该系统的燃烧室(shì)主要是由(yóu)以下(xià)几个部分组成:火焰筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流(liú)衬套以及喷嘴等(děng)。空气与燃料的混合物经由预混区后,会从喷嘴流入到火焰筒当中,并被置于燃烧室上的(de)点火器点(diǎn)燃。整个燃(rán)烧过程所生成的副产物(wù)会经由过渡段(duàn)进入(rù)到透平(píng)一级喷嘴环。与DLN-2燃烧系统相比(bǐ),2.6系(xì)统(tǒng)取消了二次和三次燃气的分配(pèi)阀,采用了(le)全预混的燃烧模式。2.6系(xì)统很显著的特点是在燃烧室的中心轴方向上加装了(le)第六个喷嘴,它的燃(rán)料流量与燃空比可(kě)独立调节,即使(shǐ)将该喷嘴(zuǐ)关闭,燃料(liào)也不会产生额外一(yī)氧化(huà)碳的增(zēng)加。其余的五个(gè)喷嘴分成了两组,一组(zǔ)为2个,一组为三个。此外,2.6系统的全预混模式可分为(wéi)5种不同的模式,具体为PM1燃(rán)烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃(rán)烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点(diǎn)火启动之(zhī)后,直至达到满负荷运行过程中,各(gè)个模(mó)式之间可以(yǐ)互相(xiàng)切换。由于2.6系统(tǒng)采用了全(quán)预混模式(shì),从(cóng)而使得燃烧室(shì)的结(jié)构获得了简(jiǎn)化,并且整个系统有单一的控制阀进行调节(jiē),喷(pēn)嘴的控制方式也得以简化(huà)。换言之,2.6系统是DLN-2系统(tǒng)的改进(jìn)升(shēng)级版,虽然该系统(tǒng)在(zài)各方(fāng)面的(de)性(xìng)能上都(dōu)得到了优化,但具体(tǐ)应(yīng)用中,还应当(dāng)结合燃气(qì)燃烧器的(de)机型进行选择。这是因为所(suǒ)选(xuǎn)的系统与(yǔ)机型匹配性越(yuè)高,降低(dī)氮氧化物的效果就(jiù)越好。
结论:
综(zōng)上所述,在燃气燃烧(shāo)器运(yùn)行的过程中,不可避免地会产生出氮氧化(huà)物,它(tā)的大量排放会对人体和自然生态环境造成(chéng)严重危害,为此应当在确保燃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量。
本文就燃气燃(rán)烧器(qì)降低氮(dàn)氧化物的干式燃(rán)烧方法进(jìn)行(háng)论述(shù),针对不同(tóng)的机型可以选用相应的DLN燃烧系(xì)统。实践证明,干(gàn)式燃烧方法能够(gòu)显著燃气燃烧器的氮氧化物排放(fàng)量,由此可见(jiàn),该方法具有一(yī)定的推广(guǎng)使用(yòng)价(jià)值。