降(jiàng)低低NOx燃烧(shāo)器中NOX排放的干式方(fāng)法(fǎ)有(yǒu)哪(nǎ)些?燃烧器厂家小编下面就带你去详细了解清(qīng)楚吧。
1降低氮氧化物排放(fàng)的(de)必(bì)要性(xìng)
氮氧化物即NOx,它是(shì)由多种(zhǒng)化合物组成的一类物质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等。燃(rán)烧是NOx产生的主要方式之一(yī),大部分燃烧方式中产生的NO约为90%左右,剩余的10%则(zé)以NO2为主。相(xiàng)关研究结果表明,火力发电是空气中NOx的(de)主要来源(yuán),当空气中的NOx溶(róng)于(yú)水之后会生成(chéng)硝酸雨,这(zhè)种雨会(huì)对自然生态环境带来很大程度的危害(hài),并(bìng)且酸雨(yǔ)还会对建筑物、工业设备等造成严重(chóng)腐蚀(shí),进(jìn)而引(yǐn)起巨大的经济(jì)损失。如(rú)果人们引用了(le)含有酸性物质(zhì)的地下水,会对身体健康(kāng)造成影响。同时,当NOx浓度超(chāo)标之(zhī)后,会与人体血液中的血(xuè)色素相结合由此会导致血液缺氧,进而(ér)进(jìn)气(qì)中枢神经(jīng)麻痹。近(jìn)年来,我国(guó)在大力发展经济的同时,对自(zì)然生态环境造(zào)成了一定程度的破坏,因NOx排放量超标引起(qǐ)的各种环(huán)境(jìng)问题越来越多。为了有(yǒu)效减轻NOx的危害(hài),需要逐步降低NOx的排放量,这已(yǐ)成为我国当前亟待(dài)解(jiě)决(jué)的问(wèn)题(tí)之一。
2NOx的生成机理及燃气(qì)燃烧器的脱氮技术
2.1NOx的(de)生(shēng)成机理
相关研究(jiū)结果(guǒ)表明,NOx主要有以下几(jǐ)种生成途径:
2.1.1燃(rán)料型NOx。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在(zài)燃烧过(guò)程中发生热分解(jiě),进而氧化生成NOx。
2.1.2热力型NOx。具体是指(zhǐ)空气当(dāng)中的氮气在(zài)高温的条件下(xià)经过氧化后生成NOx。
2.1.3快速(sù)型NOx。当燃烧燃烧时,空气中(zhōng)的氮与(yǔ)燃料当中的碳(tàn)氢(qīng)离子团会发生化学反应,由此会快速生成NOx。
在上述三种(zhǒng)生成途径(jìng)当中(zhōng),快速(sù)型所占的比(bǐ)例相对较(jiào)少,仅为5%左右;当温度(dù)在1600摄(shè)氏度以下时(shí),热力型的生成率非常(cháng)低,但当温度超过(guò)1600摄氏度后,热(rè)力型的NOx生成速度(dù)会(huì)急剧增加,并(bìng)且两(liǎng)者(zhě)之(zhī)间成正比(bǐ)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(dàn)技术(shù)
为了有效降低(dī)NOx的排放,经(jīng)常(cháng)会采用向(xiàng)燃(rán)烧室内注水火势(shì)蒸(zhēng)汽(qì)的方法,以(yǐ)此来降低(dī)燃烧温度,从而达到减少NOx的排放量。实践证明,虽然(rán)这(zhè)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造成一定(dìng)的影响,所以该方法现已很少使(shǐ)用;有些电厂采用SCR法来降低NOx的排放,SCR即选择性催化还原法,它是在(zài)催化剂(jì)的(de)作用下,将(jiāng)N0和NO2还(hái)原成为N2,该过程中基本不会发生NH3的氧(yǎng)化(huà)反应,显著(zhe)提高了N2的选择性,并且(qiě)还大幅度减少了NH3的消耗。但(dàn)采(cǎi)用该方(fāng)法时,需要(yào)在燃(rán)气燃烧器的(de)排气中,加装专门的SCR脱硝装置,由此使得成本增大;干式低(dī)氮燃烧(shāo)技术(shù)简称(chēng)DLN,它的原理(lǐ)是先让燃烧与较(jiào)多的空气相混合,这(zhè)样做的主要目的是稀(xī)释燃料(liào),然后(hòu)再进行低温度的(de)燃烧,借此(cǐ)来(lái)达到降低NOx的目的。由于DLN技术既不会(huì)对燃烧(shāo)的稳定性造成影响,也不会导致生产成(chéng)本大(dà)幅度增加,所以该方法(fǎ)的应用(yòng)日益增(zēng)多(duō)。
3干式燃烧法在燃(rán)气燃烧器降低氮氧化物排放中(zhōng)的应用
3.1低氮燃烧器燃烧系统
该(gāi)系(xì)统是随着(zhe)F级(jí)燃气燃烧器(qì)的出(chū)现而(ér)出现的,其现已成为F级系列燃气燃烧(shāo)器(qì)的标(biāo)配。在DLN-2系统的燃烧中,可以使(shǐ)用天然气作为燃(rán)料,也可(kě)以使用清油(yóu)作为(wéi)燃料。当以天然(rán)气作为(wéi)燃料(liào)时,如果基本负荷(hé)小于50%,可采用(yòng)扩散燃烧模式,若(ruò)是(shì)负荷大于50%,则可(kě)采用预混模(mó)式。以清油作为燃料时,可(kě)以采用扩展模(mó)式,但需要注入(rù)一定剂量的水或是(shì)蒸汽。
3.1.1燃烧室(shì)。DLN-2的燃烧(shāo)室为单(dān)级(jí),燃烧的(de)过程中仅有(yǒu)一个燃烧区域,每(měi)个燃烧(shāo)室均配(pèi)备的5个喷(pēn)嘴。输入的天然气有将近90%左右会(huì)被注入到(dào)预混器当中,空气则会(huì)在喷嘴周围的管道内(nèi)与天然气相混合(hé);经充分混合之后(hòu)的(de)气体会从(cóng)喷嘴中喷向燃烧区域,并(bìng)进(jìn)行稀释低NOx燃烧。在预混器内设计了涡流(liú)消除装置和(hé)燃烧导流器(qì),由此能(néng)够进一步提升燃烧(shāo)的稳定(dìng)性(xìng)。剩(shèng)余10%左右的天然气(qì),会(huì)通过(guò)布(bù)设在燃烧筒(tǒng)周围的(de)筒体(tǐ)注入(rù)到喷嘴旋流(liú)器前的(de)空气流中,这部分燃料(liào)能够起到控制燃烧室内压(yā)力动(dòng)态(tài)振(zhèn)动的(de)作用。
3.1.2运(yùn)行模(mó)式(shì)。DLN-2系统的(de)燃烧模(mó)式有以下几(jǐ)种:①一次气。这种燃烧模式是指燃料仅通(tōng)向四个(gè)喷嘴的扩散通道进行扩散燃(rán)烧,常用(yòng)于燃气燃烧器点(diǎn)火后转(zhuǎn)速达到81%全(quán)转(zhuǎn)速(sù)前的(de)阶段;②L-L。这(zhè)种(zhǒng)燃烧模式又(yòu)被称之(zhī)为贫-贫燃烧,具体是指燃料通向四(sì)个喷嘴(zuǐ)的一(yī)次扩散通道和三次(cì)预混气(qì)通(tōng)道。该模式常被(bèi)用(yòng)于从81%全(quán)转速到燃烧温(wēn)度达(dá)到预设温度阶段。③先导预混。若是(shì)在燃(rán)烧过程中,IGV温度控制没有(yǒu)投入(rù),或是预(yù)混模(mó)式被禁止时,便可在该模式下运行(háng)。在先(xiān)导预混模式中(zhōng),一、二、三次气(qì)流量的(de)分(fèn)配为固定不变。④预混。这种模(mó)式通常在(zài)压(yā)气机进口抽气加热投(tóu)入为50%基本负荷的条件下使用。
3.1.3燃料(liào)控(kòng)制。DLN-2系统(tǒng)的(de)燃料控制主(zhǔ)要是按照燃烧(shāo)温度及IGV运行(háng)控(kòng)制方式对一、二、三(sān)、四次气的流量分配进(jìn)行调节。
3.2DLN-2.6燃(rán)烧系统
该系统的燃烧室主要(yào)是由以下几个部分组成:火焰筒、过渡段、燃烧(shāo)室外壳、端(duān)盖(gài)、导流衬套以(yǐ)及喷嘴(zuǐ)等。空气与燃料的混合物(wù)经由(yóu)预混区(qū)后(hòu),会从喷嘴(zuǐ)流入到(dào)火焰(yàn)筒当中,并被置于燃烧(shāo)室上的点火器点燃(rán)。整个燃烧过程(chéng)所生(shēng)成的副(fù)产物会(huì)经由过渡段进入到透平(píng)一级(jí)喷嘴环。与DLN-2燃烧系统(tǒng)相比(bǐ),2.6系统取消了二次和三次燃气的分(fèn)配阀,采用了全预混的燃烧模式。2.6系统很显著的特点是在(zài)燃烧室的中心轴方(fāng)向上加装了第六个喷嘴,它的燃(rán)料流量与燃空(kōng)比可独立调节,即(jí)使(shǐ)将该喷嘴关闭(bì),燃料(liào)也不会产生额外(wài)一氧化碳的(de)增加(jiā)。其余的五个喷嘴(zuǐ)分成了两组,一组为2个,一组为三个(gè)。此外,2.6系统的(de)全预混模式可分为5种不同(tóng)的模式,具体为(wéi)PM1燃烧、PM2燃(rán)烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机组点火(huǒ)启(qǐ)动之(zhī)后,直(zhí)至达(dá)到满负荷运(yùn)行过(guò)程中,各个模式(shì)之(zhī)间可以互相切换。由(yóu)于(yú)2.6系统采用了全预混模式,从而使(shǐ)得燃(rán)烧(shāo)室的结构(gòu)获得了简化,并且整(zhěng)个系统有(yǒu)单一的(de)控(kòng)制(zhì)阀进行(háng)调节(jiē),喷嘴的控制方式也得以简化。换言之,2.6系统(tǒng)是DLN-2系统的改进升级(jí)版,虽然该系统在各方面的性(xìng)能上都得(dé)到(dào)了优(yōu)化,但具(jù)体(tǐ)应用中,还应当结合燃气燃烧器的机型进行选择。这是因为所选的系统与机型匹配(pèi)性越高,降低氮氧化(huà)物的效果就越好。
结论:
综上所(suǒ)述,在燃气(qì)燃烧器运行的过程中,不可避免地会产生出氮氧化物,它的大量排放会对人体和自然生态环境造(zào)成严(yán)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(xià),尽可(kě)能降低(dī)氮氧化物(wù)的排放量(liàng)。
本文就燃气燃烧器降低氮氧化(huà)物的干式燃烧(shāo)方(fāng)法进行论述,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(shāo)方法能够显著燃气燃烧器的氮氧化物(wù)排放量,由此可见,该方法具有一定的推广(guǎng)使用价值。