降低(dī)低(dī)NOx燃烧器中NOX排放的(de)干式方法有哪些?燃烧器厂家(jiā)小编(biān)下面就带你(nǐ)去详细了解清楚吧。
1降低氮氧化物(wù)排放(fàng)的必(bì)要性
氮氧(yǎng)化物即(jí)NOx,它(tā)是由多种化合物(wù)组成的一类物(wù)质,主要包括N2O、NO、NO2、N2O3等等(děng)。燃烧是NOx产生的主要方式之一,大部分(fèn)燃烧方式中产(chǎn)生的NO约为90%左右,剩余的10%则以NO2为主。相关研究结果表明,火(huǒ)力发电是空气中(zhōng)NOx的主(zhǔ)要来(lái)源(yuán),当空气中的NOx溶于水之后会(huì)生成硝酸雨,这(zhè)种(zhǒng)雨会对自(zì)然生态(tài)环境(jìng)带来很(hěn)大程度的(de)危害,并(bìng)且酸雨还会对建筑(zhù)物、工(gōng)业设备等(děng)造成(chéng)严重腐蚀,进而(ér)引起巨大的经(jīng)济损失。如果人们引用了含有(yǒu)酸(suān)性物质的(de)地下水,会对身体健康(kāng)造成影响。同时,当NOx浓(nóng)度超标之后,会与人体血液(yè)中的血色(sè)素(sù)相结合由此会导致血液缺氧,进而进(jìn)气中枢神经麻痹。近年来,我国在(zài)大力发展经济的同(tóng)时,对自然生态(tài)环境造成了一定程度的破坏,因(yīn)NOx排放量超标引起的各种环境问题越(yuè)来越(yuè)多。为(wéi)了有效减轻NOx的危害,需要逐步降低NOx的(de)排放量,这已成为我国当前亟待解决的问题之一。
2NOx的生成机理(lǐ)及燃气(qì)燃烧器的脱氮技(jì)术
2.1NOx的生成机理
相(xiàng)关研究结果表明(míng),NOx主要有以下(xià)几种生成途径(jìng):
2.1.1燃料型NOx。具体是指燃料当中所含(hán)有的氮化合(hé)物(wù)在燃烧过程中发生热分解(jiě),进(jìn)而氧化生成NOx。
2.1.2热(rè)力(lì)型NOx。具体是(shì)指(zhǐ)空气当中的氮气在高温的(de)条件(jiàn)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(dàn)与燃料当中的碳氢离(lí)子团会发生化学反应,由此会(huì)快速生成NOx。
在上述三种生成途径当(dāng)中(zhōng),快速型所占的比例相对(duì)较少(shǎo),仅为5%左(zuǒ)右;当温(wēn)度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率(lǜ)非常低,但当温(wēn)度超过1600摄氏(shì)度后,热力(lì)型的NOx生成速度会急剧增加,并且两者之间成正(zhèng)比例关系,即温度越高,NOx的生成率越高。
2.2燃气燃烧器的(de)脱氮技术
为了有效降低(dī)NOx的排放,经常会采用(yòng)向燃(rán)烧室内注水火(huǒ)势蒸汽(qì)的(de)方法,以(yǐ)此(cǐ)来降低燃烧温度,从而达到(dào)减少(shǎo)NOx的排放量。实践证(zhèng)明,虽(suī)然这种方法可以(yǐ)使NOx的排放量有所降低,但(dàn)却(què)会对燃烧的稳定性造成一定的影响,所以该方法现(xiàn)已很少(shǎo)使用;有(yǒu)些电(diàn)厂采用SCR法来(lái)降低(dī)NOx的排放,SCR即选择性催化还原法,它(tā)是在(zài)催(cuī)化剂的作(zuò)用(yòng)下,将N0和NO2还原成为N2,该(gāi)过程中基本不(bú)会发(fā)生NH3的氧化反应,显著(zhe)提高了N2的选(xuǎn)择性,并且还大幅度(dù)减少了NH3的消耗。但采用该方法(fǎ)时,需要在燃气燃烧(shāo)器的排气中(zhōng),加装专(zhuān)门的SCR脱硝装置,由此使(shǐ)得(dé)成(chéng)本增大;干式低(dī)氮燃烧技术简称DLN,它的原理(lǐ)是先(xiān)让燃(rán)烧与较多的空气相混合,这样(yàng)做(zuò)的主(zhǔ)要目的是稀释燃料,然后再(zài)进行低(dī)温度的燃(rán)烧,借此来达到降(jiàng)低NOx的目(mù)的。由于DLN技术(shù)既不会对燃烧的稳定(dìng)性造成影响,也(yě)不会导致生产成本大幅度增加,所以该方(fāng)法的(de)应用日益增多。
3干式燃烧法在燃气燃烧器降(jiàng)低氮氧化物排放中的应用
3.1低氮(dàn)燃(rán)烧器(qì)燃烧系(xì)统
该系统是随着F级(jí)燃气(qì)燃烧器(qì)的出(chū)现而出现的,其现已成为F级系列(liè)燃气燃烧器的(de)标(biāo)配(pèi)。在DLN-2系统的燃烧中,可以使(shǐ)用天然气作为燃料,也可(kě)以使用(yòng)清油作(zuò)为燃料。当以天然气作为燃料时,如果基本负荷小于50%,可采用扩(kuò)散燃烧模式(shì),若(ruò)是(shì)负荷大于50%,则可采用预混模式。以清油作为燃料时,可以采用扩展模式,但需要注(zhù)入一定剂量的水(shuǐ)或是蒸汽。
3.1.1燃烧(shāo)室。DLN-2的燃(rán)烧室为单(dān)级,燃烧(shāo)的过程中(zhōng)仅有一个燃烧区域,每个(gè)燃烧室均配备的5个喷嘴。输入的天然气有将近(jìn)90%左右会(huì)被注入到(dào)预混器当中,空气则会在(zài)喷嘴(zuǐ)周围的管道(dào)内与天(tiān)然气相混(hún)合;经(jīng)充分混合(hé)之后的气(qì)体会从(cóng)喷嘴中(zhōng)喷向燃烧区域,并进行(háng)稀释低(dī)NOx燃烧。在(zài)预(yù)混器内设计了涡流消除(chú)装置(zhì)和(hé)燃(rán)烧导流(liú)器,由此(cǐ)能(néng)够进一(yī)步提升燃烧的稳定性。剩余10%左右的(de)天然气,会通过(guò)布设在燃烧筒(tǒng)周(zhōu)围的筒(tǒng)体注(zhù)入到(dào)喷嘴旋流(liú)器前的空(kōng)气流中,这部分燃料能够起到控(kòng)制燃烧室内压力动态(tài)振动的作用。
3.1.2运行模式。DLN-2系统的燃烧模(mó)式有以(yǐ)下(xià)几种:①一次气。这种(zhǒng)燃烧模式(shì)是指燃料仅通(tōng)向四个喷嘴的(de)扩散(sàn)通道进(jìn)行扩散燃烧,常用于燃气(qì)燃烧器点(diǎn)火(huǒ)后转(zhuǎn)速达到81%全转速前(qián)的阶段;②L-L。这种(zhǒng)燃烧模式(shì)又被称(chēng)之为贫(pín)-贫(pín)燃烧,具体是(shì)指燃料通向四个喷嘴的(de)一次扩(kuò)散通道和三次预混气通(tōng)道。该模(mó)式常被用于从81%全转(zhuǎn)速(sù)到燃烧温度(dù)达到预设温度阶(jiē)段。③先导预混(hún)。若是在燃烧过(guò)程中,IGV温度控(kòng)制没有投(tóu)入,或是预(yù)混模式被禁止时(shí),便可在该模式下运行。在先导预混模式中,一(yī)、二、三(sān)次(cì)气流量的分配(pèi)为固(gù)定不(bú)变(biàn)。④预混。这(zhè)种模(mó)式通常在(zài)压气机进口抽气加热(rè)投(tóu)入(rù)为50%基本负荷的条件(jiàn)下使用。
3.1.3燃(rán)料控制。DLN-2系统(tǒng)的燃料控(kòng)制主要是按照燃(rán)烧温度及IGV运(yùn)行控(kòng)制(zhì)方式对一、二、三、四次气的流量分配进行(háng)调节。
3.2DLN-2.6燃烧系统(tǒng)
该系统的燃烧室主要是由以下几个部分组成:火焰(yàn)筒、过(guò)渡段、燃烧室外(wài)壳、端(duān)盖、导(dǎo)流(liú)衬套以及喷嘴等。空气(qì)与燃料(liào)的(de)混(hún)合物(wù)经由预混(hún)区后,会从喷嘴流(liú)入到火(huǒ)焰筒当中,并被置于(yú)燃烧室(shì)上的点火器点燃。整个(gè)燃(rán)烧过程(chéng)所生(shēng)成(chéng)的副产物会经由过渡段进入到透平一级喷嘴环。与DLN-2燃烧系统相比,2.6系统(tǒng)取消了(le)二次和三次燃气的(de)分配阀,采(cǎi)用了全预混的燃烧模式。2.6系统很显著的特(tè)点是在燃(rán)烧室的中心轴方向上(shàng)加装(zhuāng)了第六个喷嘴(zuǐ),它的燃料流量与(yǔ)燃空比(bǐ)可独立调节,即使将该(gāi)喷(pēn)嘴关闭,燃料(liào)也不会产生额外一氧化碳的(de)增加(jiā)。其余的五个(gè)喷嘴(zuǐ)分成了两组,一组为2个(gè),一组为三个。此外,2.6系统的全(quán)预混模(mó)式可分为(wéi)5种(zhǒng)不同的模式(shì),具体(tǐ)为PM1燃烧、PM2燃烧、PM1+PM2燃烧、PM1+PM2+PM3燃烧以及PM1+PM2+PM3+QUAT燃烧。当机(jī)组(zǔ)点火启动之后,直至达(dá)到满负荷运(yùn)行过程中,各个模式之(zhī)间可(kě)以互相切换。由(yóu)于(yú)2.6系统采用了全预混模式,从而(ér)使得燃(rán)烧室的(de)结构获得了简(jiǎn)化,并且(qiě)整个系统有单一的控制(zhì)阀进行调节(jiē),喷(pēn)嘴(zuǐ)的(de)控(kòng)制方式也得以简化。换言之(zhī),2.6系统是DLN-2系统的改进升级版,虽然该系统在各方面(miàn)的性(xìng)能上都(dōu)得到了优化(huà),但具体应用中,还应当(dāng)结合燃气燃烧器的机(jī)型进行选择。这是因为所选的系统与机型匹配性越高(gāo),降低氮氧化物的效果就越好。
结论:
综上所述,在燃气燃烧器运行(háng)的过程中,不可避免地会产生出(chū)氮氧化物,它的大(dà)量排放会(huì)对(duì)人(rén)体和自然生态环境(jìng)造成严重危害,为此(cǐ)应当在确(què)保燃气燃烧(shāo)器正(zhèng)常稳定运行的前提下,尽可能降(jiàng)低(dī)氮氧化物的排放量。
本文就(jiù)燃气燃(rán)烧器降低(dī)氮氧化物(wù)的干(gàn)式(shì)燃(rán)烧方法进行论述,针对不同(tóng)的机型可以选(xuǎn)用相应的DLN燃烧(shāo)系统(tǒng)。实(shí)践证明,干式燃(rán)烧方法能够显著燃气(qì)燃(rán)烧器(qì)的氮(dàn)氧化物(wù)排放量,由此可见(jiàn),该方法具有一定的推广使用价值。