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工業(yè)鍋爐上已有廣泛應(yīng)用,由于層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式不同、爐膛結(jié)構(gòu)不同,其原始NOx排放也有較大差異,一般來說,在未特意采用爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)時(shí),循環(huán)流化床NOx原始排放,一般在300mg/m3以下,也有部分項(xiàng)目排放在400mg/m3左右;有很多的企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)的需要會(huì)產(chǎn)生很多的廢油,這些廢油不僅處理起來非常不方便,而且處理不好還會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境。以鏈條爐為代表的層燃爐NOx原始排放一般在300~600mg/Nm3,煤粉工業(yè)鍋爐為室燃鍋爐,NOx原始排放大致在400~600mg/Nm3。
層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐可根據(jù)燃燒方式的不同采用不同的低氮燃燒技術(shù)。針對(duì)層燃鍋爐配風(fēng)較常采用空氣分級(jí)以及煙氣再循環(huán)來實(shí)現(xiàn)低氮燃燒;在煙氣再循環(huán)對(duì)層燃鍋爐典型區(qū)段燃燒的影響下,結(jié)合空氣分級(jí)技術(shù)通過半焦催化還原NO;爐內(nèi)超級(jí)還原脫硝技術(shù)是近年來新興的爐內(nèi)脫硝技術(shù)手段,通過在燃燒火焰區(qū)域的合理位置噴氨,實(shí)現(xiàn)在高溫火焰中直接脫硝。循環(huán)流化床鍋爐低氮燃燒改造主要對(duì)二次風(fēng)口、給煤口的位置及分布進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,或是增加煙氣再循環(huán)系統(tǒng)等;在運(yùn)行方面,主要通過控制爐膛內(nèi)燃燒氧量,提高二次風(fēng)份額,降低給煤粒度,減少料層厚度等來降低氮氧化物的生成。煤粉工業(yè)鍋爐可結(jié)合室燃鍋爐的特點(diǎn),采用濃淡燃燒、空氣分級(jí)、煙氣再循環(huán)等多種手段實(shí)現(xiàn)低氮燃燒;通過在著火初期的構(gòu)建還原性氣氛,抑制燃料型NOx的大量生成;優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù),可使系統(tǒng)在運(yùn)行成本較低的情況下,達(dá)到較高的脫硝效率。通過控制主燃燒區(qū)溫度分布,避免局部熱力型NOx生成量過高。
中心在對(duì)層燃、室燃、循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行了大量試驗(yàn)后,已在工程應(yīng)用上加以驗(yàn)證,以鏈條爐為代表的層燃爐可將NOx排放降低至250~300mg/Nm3;循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐可將NOx排放降低至200mg/Nm3以下,如采用流態(tài)化超低氮燃燒技術(shù),可將初始排放降至100mg/m?3;左右;02經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢近幾年石油價(jià)格波動(dòng)很大,該產(chǎn)品消耗成本低于液化氣10-15%,根據(jù)我們的測試結(jié)果,使用聚能氫油與柴油、液化氣的費(fèi)用比較,至少每噸節(jié)省300-1000元不等。針對(duì)29MW及以上容量的室燃爐,可將NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。
燃燒器的特點(diǎn)
燃油燃燒器
1.燃油燃燒器按霧化方式分為高壓力式霧化、介質(zhì)霧化、轉(zhuǎn)杯霧化。
1)高壓力式霧化是通過高壓油泵將燃料輸送到油嘴霧化后與氧氣混合燃燒,其特點(diǎn)是霧化均勻、工作簡單、機(jī)體成本較低,但對(duì)燃料比較挑剔,燃料成本高,目前大多數(shù)小型用戶選用此種霧化方式的燃燒器。
2)介質(zhì)霧化是通過5~8kg的壓縮空氣或帶壓蒸氣壓至噴嘴內(nèi)和輸送油泵在4-7kg的壓力下將燃料進(jìn)行預(yù)混后燃燒,特點(diǎn)是對(duì)燃料要求不高(如渣油等較差的油品),機(jī)體成本較高,燃料成本低,目前大型燃燒設(shè)備使用此霧化方式的燃燒器。
3)轉(zhuǎn)杯霧化是通過一只高速轉(zhuǎn)杯盤(約6000轉(zhuǎn)/分)將燃料脫出霧化??扇紵^差的油品,如高粘度的渣油等。但機(jī)型價(jià)格昂貴,且轉(zhuǎn)杯盤容易磨損,對(duì)調(diào)試要求很高,本體成本高,配件貴。目前,市場較少使用此種燃燒器。
2.燃燒器按機(jī)器結(jié)構(gòu)可分為一體式機(jī)和分體式機(jī)。
1)一體式機(jī)是將風(fēng)機(jī)電機(jī)、油泵、機(jī)箱及其它控制元件組合于一體,特點(diǎn)是體積小,調(diào)節(jié)比小,一般為1:2.5,多采用高壓電子點(diǎn)火系統(tǒng),成本較低,但對(duì)燃料品質(zhì)和環(huán)境要求較高。
2)分體式機(jī)是將主機(jī)、風(fēng)機(jī)、油泵組、控制元器件分成四個(gè)獨(dú)立機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)是體積大,輸出功率大,多采用氣體點(diǎn)火系統(tǒng),調(diào)節(jié)比較大,一般為1:4~1:6,甚至可達(dá)1:10,噪音低,對(duì)燃料的品質(zhì)及環(huán)境要求不高。但安裝使用面積大。
對(duì)燃燒器的顯著效率影響是空氣和燃料的比例組合?;旧嫌袃煞N類型的空氣/燃料燃燒器:強(qiáng)制通風(fēng)和自然通風(fēng)。強(qiáng)制通風(fēng)燃燒器使用鼓風(fēng)機(jī)來提供加壓空氣來氧化燃料并產(chǎn)生不同的火焰模式。鼓風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行,增加電氣使用,并且需要一種方法來使氣流與燃料流量成比例。相比之下,使用自然通風(fēng)燃燒器,空氣和氣體流動(dòng)是未被強(qiáng)制的,并且遵循由燃燒室和管道的力學(xué)產(chǎn)生的自然對(duì)流模式。鼓風(fēng)機(jī)不用于天然草稿燃燒器。應(yīng)用FGR技術(shù)和全預(yù)混技術(shù)的產(chǎn)品,已經(jīng)鍋檢院現(xiàn)場測試并頒發(fā)報(bào)告,氮氧化物排放遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn),并且經(jīng)過多行業(yè)用戶的實(shí)際應(yīng)用得到了眾多用戶的一致好評(píng)。
通過更緊密地控制空氣/燃料比,可以更好地控制燃燒反應(yīng)及其效率。一種這樣做的方法包括使用固定空氣系統(tǒng)(也稱為僅燃料控制),其中氣流保持恒定,燃燒器輸出通過經(jīng)由控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入的氣體來控制。另一個(gè)選擇是使用變頻驅(qū)動(dòng)器(VFD)控制空氣輸入,通過控制氣體輸入的單個(gè)氣體閥來調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)速度。燃燒中脫氮主要有:一是抑制燃燒中NO的形成,二是還原已形成的NO。
第三個(gè)也是更理想的選擇是使用流量傳感器和控制閥來監(jiān)控和連續(xù)地調(diào)節(jié)空氣和氣體。這種方法通常被稱為質(zhì)量流量空氣/燃料比控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過計(jì)量進(jìn)入的空氣/氣體流量并通過精密執(zhí)行器調(diào)節(jié)流量來控制燃燒器性能。該系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償影響燃燒性能的變化,例如空氣和燃料溫度,供應(yīng)壓力和可變?nèi)紵覊毫Φ淖兓?。質(zhì)量流量空氣/燃料比控制通常應(yīng)用于低排放應(yīng)用。低氮燃燒器改造后,爐內(nèi)溫度場的變化將會(huì)對(duì)爐膛出口煙溫及汽溫特性產(chǎn)生較大影響。
燃燒器選擇許多工業(yè)燃燒器制造商的產(chǎn)品目錄尺寸近一英尺厚。為什么?針對(duì)29MW及以上容量的室燃爐,可將NOx原始排放降至在300mg/Nm3以下。是幾十年的燃?xì)獠膳瘧?yīng)用已經(jīng)證明,具體的燃燒器設(shè)計(jì)可以對(duì)各種設(shè)備的加熱效率產(chǎn)生巨大的影響。一旦上述所有清單項(xiàng)目已經(jīng)耗盡,并且仍然無法達(dá)到所需的性能目標(biāo),可能需要考慮升級(jí)到不同的燃燒器設(shè)計(jì)以獲得期望的結(jié)果。
通過改變諸如排出速度,火焰形狀,火焰輻射度,控制方法和火焰化學(xué)計(jì)量等特征,燃燒器制造商可以將其燃燒器的傳熱特性與工藝或應(yīng)用的具體需要相匹配。