降(jiàng)低低NOx燃烧器(qì)中NOX排放的(de)干式方(fāng)法(fǎ)有(yǒu)哪(nǎ)些?燃烧(shāo)器厂家小编下面就带你(nǐ)去详(xiáng)细了解清楚吧。
1降(jiàng)低氮氧化物排放的必要(yào)性
氮氧(yǎng)化(huà)物(wù)即NOx,它是(shì)由多种化合物组(zǔ)成的(de)一类物质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃烧是NOx产生的主要方式之一,大部(bù)分(fèn)燃(rán)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(guān)研究结果表明,火力发电是空气中NOx的(de)主(zhǔ)要来(lái)源,当空气(qì)中的NOx溶于水之后会(huì)生成硝酸雨,这种雨会对自然(rán)生态环境(jìng)带来很大程(chéng)度(dù)的危(wēi)害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备(bèi)等造成严重腐(fǔ)蚀,进而引(yǐn)起巨大的(de)经济损(sǔn)失。如果人们引用了含有(yǒu)酸(suān)性(xìng)物质的地下水,会对身体健康(kāng)造成影响。同时,当NOx浓(nóng)度(dù)超标之(zhī)后,会与人体血液中的血(xuè)色素(sù)相(xiàng)结合(hé)由此会导致血液缺(quē)氧(yǎng),进而(ér)进气中枢神经麻痹。近年来,我国在大力发(fā)展(zhǎn)经济的同(tóng)时,对自然生态(tài)环境(jìng)造成了(le)一(yī)定程度的破坏,因NOx排放量超标引(yǐn)起的各种环境问题越来越(yuè)多。为(wéi)了(le)有效减轻NOx的危害,需要逐步降低NOx的排放量,这已成(chéng)为我国当前亟待解决的问题(tí)之(zhī)一。
2NOx的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术(shù)
2.1NOx的生成机(jī)理
相(xiàng)关研究结(jié)果表明(míng),NOx主要有以(yǐ)下几(jǐ)种生成途径:
2.1.1燃(rán)料型NOx。具体是指燃料当中(zhōng)所含有的氮化合物在燃(rán)烧过程中发生热分解,进(jìn)而氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体是指空气(qì)当(dāng)中的氮气在高温的(de)条件下经过氧化(huà)后生成NOx。
2.1.3快速型NOx。当燃烧(shāo)燃烧时,空(kōng)气中的氮(dàn)与燃料当中的碳氢离(lí)子团会发生化学反应,由此会快速(sù)生成(chéng)NOx。
在(zài)上述三种生成(chéng)途径(jìng)当(dāng)中,快(kuài)速型所占的比例相(xiàng)对较少,仅为5%左右(yòu);当温度在1600摄氏度以(yǐ)下时,热力(lì)型的生成(chéng)率(lǜ)非常低,但当(dāng)温度超(chāo)过(guò)1600摄氏度后,热力型的NOx生成(chéng)速度会急(jí)剧(jù)增加(jiā),并且两(liǎng)者之(zhī)间成(chéng)正(zhèng)比例关系(xì),即(jí)温度越高,NOx的生成率越(yuè)高。
2.2燃气燃烧器的(de)脱氮技术
为了有效降低NOx的排放,经常会采用向燃烧室内注水火势蒸汽的方法,以此(cǐ)来降(jiàng)低燃(rán)烧温度(dù),从而(ér)达到减(jiǎn)少NOx的排放量。实践(jiàn)证(zhèng)明,虽然(rán)这种方法可以使NOx的排(pái)放量有所降低(dī),但却会(huì)对燃烧的稳定性造成(chéng)一定的影响,所以该方(fāng)法现(xiàn)已很少使用;有些电厂采用SCR法来降低NOx的排(pái)放,SCR即选择性催化(huà)还原法,它是在催化剂的(de)作用下,将N0和NO2还原成为N2,该(gāi)过程(chéng)中(zhōng)基本不会(huì)发(fā)生(shēng)NH3的(de)氧化(huà)反应,显著(zhe)提高了N2的选择性,并且还(hái)大幅度减少了NH3的(de)消耗。但采用该方法时,需要(yào)在燃(rán)气燃烧器的排气中,加装专门(mén)的SCR脱硝装置,由此(cǐ)使得成本增大;干式低氮燃烧技术简称DLN,它(tā)的原(yuán)理是(shì)先让燃烧与较多的(de)空气相混(hún)合(hé),这样(yàng)做的主要目的是稀释(shì)燃(rán)料,然后(hòu)再进行低温度(dù)的燃烧,借此来达到降低NOx的目的。由于(yú)DLN技(jì)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(zēng)加,所以该方法的应用日(rì)益增多。
3干式燃烧法在燃气(qì)燃(rán)烧器(qì)降低氮氧化物排放中的应用
3.1低氮燃烧器燃烧系统
该(gāi)系统是随着F级燃气燃烧器的(de)出现而出现(xiàn)的,其现已(yǐ)成为(wéi)F级系列燃气燃(rán)烧器(qì)的标配。在(zài)DLN-2系统的(de)燃烧中,可以使用天然气作为燃料(liào),也(yě)可以使用清油作(zuò)为燃料(liào)。当以天(tiān)然气作为燃料时,如果基本负荷小于50%,可采(cǎi)用扩散燃烧模式,若是负荷大于50%,则可采用预(yù)混模(mó)式。以清(qīng)油作为(wéi)燃料时,可(kě)以采用(yòng)扩展模式,但需要注入一定剂量的(de)水或是蒸汽。
3.1.1燃烧(shāo)室。DLN-2的燃烧(shāo)室为单(dān)级,燃烧的过程中仅有一个燃烧区域,每个燃(rán)烧(shāo)室均配备的5个喷嘴。输入的天然(rán)气有将近90%左右会被注入(rù)到预混器当中,空气则会在喷嘴(zuǐ)周围的管道(dào)内与天然气相混合;经充分混合之后的(de)气体会从喷嘴中喷向燃烧区域(yù),并进行稀释低(dī)NOx燃(rán)烧(shāo)。在预混器(qì)内设计(jì)了涡流消除装置和燃烧导流器(qì),由(yóu)此能够进一步提(tí)升(shēng)燃(rán)烧的稳定(dìng)性。剩(shèng)余10%左右的(de)天然(rán)气,会通过布设在燃烧筒周(zhōu)围的筒体注入到喷嘴旋流器(qì)前(qián)的空气流中,这部分燃料能够起(qǐ)到(dào)控(kòng)制燃烧室内压(yā)力动态振(zhèn)动的作用(yòng)。
3.1.2运行模式。DLN-2系统(tǒng)的(de)燃烧(shāo)模式有以下几种:①一(yī)次气。这种燃(rán)烧模式(shì)是指燃料仅通向四个喷嘴的扩(kuò)散通道(dào)进行扩散燃烧,常用于燃气燃烧(shāo)器点火后(hòu)转速(sù)达到(dào)81%全转(zhuǎn)速前的阶段(duàn);②L-L。这种燃烧模式又被(bèi)称之(zhī)为贫(pín)-贫燃烧(shāo),具(jù)体是指燃料通向四个喷(pēn)嘴的一次扩散通道和三次预混气通道。该模式常被用于从81%全(quán)转速(sù)到燃烧温度达(dá)到(dào)预设温(wēn)度阶段(duàn)。③先导预混。若是在燃烧过程中,IGV温度(dù)控制没有投入,或(huò)是预混模式被禁止时,便可在该模式下运行。在先导(dǎo)预(yù)混模(mó)式中,一、二(èr)、三次气(qì)流量的(de)分配为(wéi)固定不变。④预(yù)混。这种模(mó)式(shì)通常在(zài)压气机进口(kǒu)抽气加热投入为50%基本负荷(hé)的条(tiáo)件下使用。
3.1.3燃(rán)料控制。DLN-2系统的燃料控制主要是按照(zhào)燃烧温度及IGV运行控制(zhì)方式对(duì)一、二、三、四次气的流量(liàng)分配进行调节。
3.2DLN-2.6燃(rán)烧系统
该系统的燃烧室主(zhǔ)要是(shì)由以下几(jǐ)个部分(fèn)组成:火(huǒ)焰筒、过渡段、燃烧室外壳(ké)、端盖、导流衬套以及喷嘴等。空气与燃料的混(hún)合物经(jīng)由预混区后(hòu),会(huì)从喷(pēn)嘴流入(rù)到火(huǒ)焰筒当中,并被置于燃烧(shāo)室上(shàng)的点火器点燃。整个燃烧(shāo)过程所生成(chéng)的副产物会(huì)经由过渡(dù)段进入(rù)到透平一级(jí)喷嘴环。与DLN-2燃烧系统(tǒng)相比,2.6系统取消(xiāo)了二次和三次燃气(qì)的分配阀(fá),采(cǎi)用了全(quán)预混(hún)的(de)燃烧模式。2.6系统很(hěn)显(xiǎn)著的特点是在(zài)燃烧(shāo)室的中心轴方(fāng)向上加(jiā)装了第六个喷嘴,它的燃(rán)料流量与燃空比可独立调节,即(jí)使将该喷嘴关闭,燃料也不会产生额外(wài)一氧化碳的增加。其余的五个喷(pēn)嘴分成了两组(zǔ),一(yī)组为2个,一组为三个(gè)。此外,2.6系统的全预(yù)混模(mó)式可分为5种不同的模式,具体为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃(rán)烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点火(huǒ)启动之后,直至(zhì)达到满负(fù)荷运行过程中,各个模式(shì)之间可以互相切换。由于2.6系(xì)统(tǒng)采用了全预混模式(shì),从(cóng)而使得燃烧室的结构获得了简化,并(bìng)且整个系统有单一的控制阀进行调节,喷嘴的控制方式也得以简(jiǎn)化。换言之(zhī),2.6系统是DLN-2系(xì)统的改(gǎi)进升级版,虽然(rán)该系(xì)统在各方面的性能(néng)上(shàng)都得到了优(yōu)化,但(dàn)具(jù)体(tǐ)应用中,还(hái)应当结(jié)合燃气燃烧(shāo)器的机型进行选(xuǎn)择。这是因为所选的(de)系统与机型匹配性越高,降低氮氧化物的效果就越好。
结论:
综上(shàng)所述,在燃气(qì)燃(rán)烧器运行的过程中,不(bú)可避免地(dì)会产生出(chū)氮氧化物,它的大量(liàng)排(pái)放会对人体(tǐ)和自然生态环境造成严重危害,为此应(yīng)当(dāng)在(zài)确保燃(rán)气燃(rán)烧(shāo)器正常稳定运行的(de)前(qián)提下,尽可能降低氮(dàn)氧化物的(de)排放量(liàng)。
本文就燃气燃(rán)烧器降低氮氧化(huà)物的(de)干式燃烧方法进行论述(shù),针(zhēn)对不同(tóng)的(de)机型(xíng)可以选用相(xiàng)应(yīng)的DLN燃烧系(xì)统。实践证明,干式(shì)燃烧(shāo)方法能够(gòu)显著燃气燃烧器的氮氧化物排(pái)放量,由此可见,该方(fāng)法具有一定的推(tuī)广使用价(jià)值(zhí)。