低氮燃烧技术性能特征及其燃烧器的分类一、低氮燃烧技术及性能特征
1、单段火、两段火、两段火渐进式/比例调节
2、能适应任何类型的燃烧室。
3、空气和燃气在燃烧头混合。
4、通过调节燃烧空气和燃烧头,可以获得的燃烧参数。
5、无须把燃烧器从锅炉上拆下,就可直接取下混合装置,从而可以方便的进行维修保养。
6、采用伺服电动机来进行一、二段空气流量调节,并且当燃烧器停止运行时,风门关闭以减少炉内热量损失。
7、可以给阀组加一个阀的密封控制装置。
8、采用一个法兰和一个绝缘密封圈与锅炉连接固定;配有一个4孔和7孔联接器。
9、根据要求可提供大于标准长度的鼓风管。
二、低氮燃烧器分类
1、按燃料分为重油燃烧器,燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气);
2.按运行和操作方式分为:燃烧器有一级、两级、渐进两级式和带比例调节器的渐进两级式等(后者实行比例调节运行);
3.工业燃烧器系列:均为大功率燃烧器,专为特殊工业应用而设计。低氮燃烧器的工作原理 低氮燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中氮排放量低的燃烧器,采用低氮燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。
氮是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对氮的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低氮,其主要途径如下:
选用n含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料;
降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度;
在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应no”;
在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。
减少氮的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。低氮燃烧器的分级燃烧及浓淡燃烧技术 由于热力型nox的排放量受燃烧温度、氧气浓度跟停顿时光的影响:当燃烧温度低于1500℃时,-监测不到nox的生成,当燃烧温度高于1500℃时,nox的生成速度按指-敏捷增加;氧气浓度越高,燃烧温度越高,nox的生成量越年夜;燃烧时光愈长,nox生成量越大。04市场前景优势市场-,如工业、商业、民用的供热系统、北方地区的冬季供暖、车船用、炉灶用、锅炉用、窑炉用、各种动力机械用、发电用液体燃料。
低氮燃烧器采用分级燃烧及浓淡燃烧技巧:助燃风由低氮燃烧器助燃风入口进入,在燃烧器喷嘴处设置有差别的助燃风通道,针对低热值的兰炭尾气,该类低氮燃烧器设置有中央助燃风一级配风、浓燃烧旋流风第二级配风及氮燃烧旋流风第三级配风地区,分别与对应的三级燃气地区停止混杂,实现浓淡及分级燃烧,到达平衡炉膛温度场、降低热力型氮氧化物的目的。煤粉工业锅炉可结合室燃锅炉的特点,采用浓淡燃烧、空气分级、烟气再循环等多种手段实现低氮燃烧。
根据系统燃用燃料及功率请求,每台锅炉配4台燃烧器。燃烧器分前墙双层支配,高低各2台。韩国与日本一样,缺乏能源和,价格比较昂贵,所以他们设计的燃烧器不仅要求低氮,更要求节能,-,减少燃气能源依赖和消耗类似日韩的发动机一样省油,水国燃烧器-节能省燃气。低氮燃烧器是基于轴向动力学特征跟燃料分段补给道理,运用涡旋与非流线形体联合感化的后果,使燃料及助燃气氛散布平均,同时实现燃料与气氛的-混杂,从而使火焰温度平均,降低热力型nox的发生。
除燃烧器本体及喷嘴外,该系统还包括有燃气管路部分、助燃风部分以及控制部分。
燃气管路由主管路及支管路造成,主管路部分包括手动关断阀、压力表等。燃气支管路部分由手动阀、压力表等造成;燃烧系统助燃风,需与现场现实情形贴合,并在主风道上设置有风门实行器,用于负荷变更时实现助燃风量的自动调节。低氮燃烧器中一体机与多体机低氮燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中氮排放量低的燃烧器,采用低氮燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。燃烧热通过辐射和对流换热的方式快速散发,从而有效控制燃烧室的温度分布,避免了燃烧室内的局部高温,使出口处nox排放大幅度下降,达到同时降低nox、co的排放水平。在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为no和no2,通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物nox。大量实验结果表明,燃烧装置排放的氮氧化物主要为no,平均约占95%,而no2仅占5%左右。
一般燃料燃烧所生成的no主要来自两个方面:一是燃烧所用空气助燃空气中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在大多数燃烧装置中,前者是no的主要来源,我们将此类no称为“热反应no”, 后者称之为“燃料no”,另外还有“瞬发no”。5%增长到2013年的14%,每年替代燃煤900多万吨,减少煤渣近百万吨,减少排放量0。燃烧时所形成no可以与含氮原子中间产物反应使no还原成no2。实际上除了这些反应外,no 还可以与各种含氮化合物生成no2。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[no2]/[no]比例很小,即no转变为no2很少,可以忽略。降低氮的燃烧技术nox是由燃烧产生的,而燃烧方法和燃烧条件对nox的生成有较大影响,因此可以通过改进燃烧技术来降低nox,其主要途径如下:选用n含量较低的燃料,包括燃料脱氮和转变成低氮燃料;降低空气过剩系数,组织过浓燃烧,来降低燃料周围氧的浓度;在过剩空气少的情况下,降低温度峰值以减少“热反应no”;在氧浓度较低情况下,增加可燃物在火焰前峰和反应区中停留的时间。减少nox的形成和排放通常运用的具体方法为:分级燃烧、再燃烧法、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧和烟气再循环等。
据统计,目前全北京市燃气锅炉保有量超过1万台,随着“煤改气”工程的继续推进,燃气锅炉保有量仍将增加。二、低氮燃烧器分类1、按燃料分为重油燃烧器,燃气燃烧器以及双燃料燃烧器(轻油/燃气或重油/燃气)。北京市-使用始于1998年陕京-投产,数据显示,陕京线已累计向北京市输送超过750亿立方米。截止到2014年12月22日,当年北京市已用掉106.88亿立方米,与2004年的35亿立方米相比增长了2倍,在一次能源结构中所占的比例,从1997年的0.5%增长到2013年的14%,每年替代燃煤900多万吨,减少煤渣近百万吨,减少排放量0.8万吨。
低氮燃烧器是何物?这个很多市民都没有听说过的名词,其实正是北京华盛经纬科技发展有限公司引进的一项新技术,已初步试验成功,燃气锅炉氮氧化物排放浓度可以降低到30毫克/立方米以下。
-,随着北京锅炉排放新标准的实施,低氮燃烧器会在未来3到5年内派上大用场,用来提升大批小区供热燃气锅炉的排放清洁度。
据介绍,新标准拟分为两个阶段实施:实施之日起至2017年3月31日,新建的燃气工业锅炉氮氧化物排放必须低于80毫克/立方米,在用的(2007年9月1日前通过环评审批,下同)燃气锅炉必须低于150毫克/立方米;第二阶段是自2017年4月1日起,新建锅炉排放氮氧化物必须低于30毫克/立方米,在用的燃气锅炉必须低于80毫克/立方米。敢为人先-fgr低氮技术“的成分主要是,其中既没有氧也没有氮。
现在北京燃气锅炉氮氧化物的排放浓度,大致在120毫克/立方米至200毫克/立方米之间,如果要限期达到-的要求,整合引进的低氮燃烧器未来两年将会有很大的需求。
“很多人都误认为只有可吸入颗粒物才是-的-,其实,另一个成因——氮氧化物也不容忽视。在实际燃烧装置中反应达到化学平衡时,[no2]/[no]比例很小,即no转变为no2很少,可以忽略。” 在日前举行的北京地区燃气锅炉低氮燃烧研讨会上,北京交通大学贾力表示,在北京供热锅炉-完成“煤改气”后,大量燃气锅炉所产生的氮氧化物污染物也应引起足够的重视。目前,北京专门针对燃气锅炉研发的全预混低氮燃烧技术成功试点,氮氧化物排放浓度可降至20毫克/立方米左右,比普通燃气锅炉减少约九成。
1降低氮氧化物排放的-性
氮氧化物即nox,它是由多种化合物组成的一类物质,主要包括n2o、no、no2、n2o3等等。通过实验室和实际工程-试验,研究整套系统关键技术参数,包括锅炉负荷变化对低氮燃烧和sncr耦合技术下的气固两相流动和混合过程的影响规律,研究低nox燃烧和sncr技术耦合脱除nox过程中燃烧区的温度场、流场和浓度场分布规律。燃烧是nox产生的主要方式之一,大部分燃烧方式中产生的no约为90%左右,剩余的10%则以no2为主。相关研究结果表明,火力发电是空气中nox的主要来源,当空气中的nox溶于水之后会生成,这种雨会对自然生态环境带来-程度的危害,并且酸雨还会对建筑物、工业设备等造成-腐蚀,进而引起-的-。如果人们引用了含有酸性物质的地下水,会对-造成影响。同时,当nox浓度超标之后,会与人体-中的血色素相结合由此会导致-缺氧,进而进气。近年来,我国在大力发展经济的同时,对自然生态环境造成了一定程度的破坏,因nox排放量超标引起的各种环境问题越来越多。为了有效减轻nox的危害,必须逐步降低nox的排放量,这已成为我国当前亟待解决的问题之一。
2nox的生成机理及燃气燃烧器的脱氮技术
2.1nox的生成机理
相关研究结果表明,nox主要有以下几种生成途径:
2.1.1燃料型nox。具体是指燃料当中所含有的氮化合物在燃烧过程中发生热分解,进而氧化生成nox。
2.1.2热力型nox。具体是指空气当中的氮气在高温的条件下经-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氢离子团会发生化学反应,由此会快速生成nox。
在上述三种生成途径当中,快速型所占的比例相对较少,仅为5%左右;当温度在1600摄氏度以下时,热力型的生成率非常低,但当温度超过1600摄氏度后,热力型的nox生成速度会急剧增加,并且两者之间成正比例关系,即温度越高,nox的生成率越高。“很多人都误认为只有可吸入颗粒物才是-的-,其实,另一个成因——氮氧化物也不容忽视。
2.2燃气燃烧器的脱氮技术
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,以此来降低燃烧温度,从而达到减少nox的排放量。2优化热工的自动控制利用低氮技术改造后,锅炉内的燃料燃烧时间变长,因此要优化调整热工的控制系统和控制曲线。实践证明,虽然这种方法可以使nox的排放量有所降低,但却会对燃烧的稳定性造成一定的影响,所以该方法现已很少使用;有些电厂采用scr法来降低nox的排放,scr即选择性催化还原法,它是在催化剂的作用下,将n0和no2还原成为n2,该过程中基本不会发生nh3的氧化反应,-提高了n2的选择性,并且还大幅度减少了nh3的消耗。但采用该方法时,需要在燃气燃烧器的排气中,加装专门的scr脱硝装置,由此使得成本增大;干式低氮燃烧技术简称dln,它的原理是先让燃烧与较多的空气相混合,这样做的主要目的是稀释燃料,然后再进行低温度的燃烧,借此来达到降低nox的目的。由于dln技术既不会对燃烧的稳定性造成影响,也不会导致生产成本大幅度增加,所以该方法的应用日益增多。
3干式燃烧法在燃气燃烧器降低氮氧化物排放中的应用
3.1低氮燃烧器燃烧系统
该系统是随着f级燃气燃烧器的出现而出现的,其现已成为f级系列燃气燃烧器的标配。可当它燃烧温度到1500k以上时,空气中的氮气被氧气氧化,于是产生了氮氧化物。在dln-2系统的燃烧中,可以使用作为燃料,也可以使用清油作为燃料。当以作为燃料时,如果基本负荷小于50%,可采用扩散燃烧模式,若是负荷大于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,但必须注入一定剂量的水或是蒸汽。
3.1.1燃烧室。低氮燃烧器的工作原理低氮燃烧器及低氮氧化物燃烧器,是指燃料燃烧过程中氮排放量低的燃烧器,采用低氮燃烧器能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放。dln-2的燃烧室为单级,燃烧的过程中仅有一个燃烧区域,每个燃烧室均配备的5个喷嘴。输入的有将近90%左右会被注入到预混器当中,空气则会在喷嘴周围的管道内与相混合;经充分混合之后的气体会从喷嘴中喷向燃烧区域,并进行稀释低nox燃烧。在预混器内设计了涡流消除装置和燃烧导流器,由此能够进一步提升燃烧的稳定性。剩余10%左右,会通过布设在燃烧筒周围的筒体注入到喷嘴旋流器前的空气流中,这部分燃料能够起到控制燃烧室内压力动态振动的作用。
3.1.2运行模式。dln-2系统的燃烧模式有以下几种:一次气。同时,当nox浓度超标之后,会与人体-中的血色素相结合由此会导致-缺氧,进而进气。这种燃烧模式是指燃料仅通向四个喷嘴的扩散通道进行扩散燃烧,常用于燃气燃烧器点火后转速达到81%全转速前的阶段;l-l。这种燃烧模式又被称之为贫-贫燃烧,具体是指燃料通向四个喷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%全转速到燃烧温度达到预设温度阶段。先导预混。若是在燃烧过程中,igv温度控制没有投入,或是预混模式被禁止时,便可在该模式下运行。在先导预混模式中,一、二、三次气流量的分配为固定不变。预混。这种模式通常在压气机进口抽气加热投入为50%基本负荷的条件下使用。
3.1.3燃料控制。dln-2系统的燃料控制主要是按照燃烧温度及igv运行控制方式对一、二、三、四次气的流量分配进行调节。
3.2dln-2.6燃烧系统
该系统的燃烧室主要是由以下几个部分组成:火焰筒、过渡段、燃烧室外壳、端盖、导流衬套以及喷嘴等。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点火器点燃。由于要-锅炉的出力,可将部分煤粉和空气从锅炉上部投入,这样就控制了燃烧火焰中心区域助燃空气的数量,缩短燃烧产物在高温火焰区的停留时间,避免了高温和高氧浓度的同时存在。整个燃烧过程所生成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系统取消了二次和三次燃气的分配阀,采用了全预混的燃烧模式。2.6系统为-的特点是在燃烧室的中心轴方向上加装了第六个喷嘴,它的燃料流量与燃空比可独立调节,即使将该喷嘴关闭,燃料也不会产生额外的增加。其余的五个喷嘴分成了两组,一组为2个,一组为三个。此外,2.6系统的全预混模式可分为5种不同的模式,具体为pm1燃烧、pm2燃烧、pm1+pm2燃烧、pm1+pm2+pm3燃烧以及pm1+pm2+pm3-uat燃烧。当机组点火启动之后,直至达到满负荷运行过程中,各个模式之间可以互相切换。由于2.6系统采用了全预混模式,从而使得燃烧室的结构获得了简化,并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化。换言之,2.6系统是dln-2系统的改进升级版,虽然该系统在各方面的性能上都得到了优化,但具体应用中,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性越高,降低氮氧化物的效果就越好。
为了满足加工行业的需求,高负荷燃烧器被开发出来,以满足在负荷摆动期间仍然在线的燃烧器,并且可以快速改变燃烧率以满足新的负荷要求。水冷壁的沾污结渣情况会有很大-,炉内水冷壁吸热增强,炉膛出口烟温下降,锅炉的过热汽温、再热汽温下降。通常情况下,在低负荷时,燃烧器会自行关闭,容器中的蒸汽量将处理小的蒸汽需求量。当主蒸汽负载回来时,低氮燃烧器会启动并调节到一个较高的速率来处理新的负载。问题是需要花费大约2分钟的时间才能完成安全启动程序,然后达到高速蒸汽,到那时蒸汽压力可能下降到这个过程不能正常工作的程度。htd燃烧器在这些低负载下不能循环,但仍然在运行,随着负载的增加,它会立即调整到更高的速率以匹配负载并保持蒸汽压力。这-蒸汽压力保持恒定并支持工艺要求。
对于过程工业而言,这是首要的考虑因素,因为保护过程的成本远-过蒸汽产生的成本。对于其他应用程序,还有一些好处可以使这个刻录机非常有吸引力。他们报告说,减少过量空气与微调锅炉可以达到多达39%的nox排放。常见的项目是简单的成本-,通过减少开关循环。每次燃烧器启动时,必须清除炉子作为安全措施,清除可能从泄漏的气体阀门进入的任何燃料气体约90秒,其中迫使大量空气通过容器清理可能在炉内的燃料气体。当这种冷空气通过容器时,它被锅炉加热到与蒸汽或热水的温度大致相同的温度,然后这个吹扫空气被排出堆放到环境中。加热这种吹扫空气的能量消失了,当低氮燃烧器重新启动时,它将需要弥补这个损失的能量加上负载所需的能量。这种开关循环可以每小时发生20次,并且可能成为应用程序的主要能量损失来源。使用高对比燃烧器可以大大减少或消除开关循环和相关的能量损失。燃烧器厂家应该很明白这一点!
除频繁开关循环造成的能量损失外,频繁的开关循环也会造成元件磨损,从而增加了维护成本,降低了设备的-性。随着氧含量的降低,燃烧可能变得不完整,灰分中未燃碳的量可能增加。每次由于开关量大而导致组件失效时,燃烧器将不允许运行,并且必须在设备启动之前进行修理。如果该过程依赖于锅炉低氮燃烧器组件,则可以关闭设施。如果机组保持开启状态,则安全控制阀,燃烧风扇电机和其他部件不会快速循环。在所有这些项目中,来自开关循环的磨损将快速缩短部件寿命,而正常操作不会缩短部件寿命。
频繁的开关循环也可能导致炉子高温区域组件的更快。正常的火焰温度在2500°f左右,靠近火焰的成分也会处于相对较高的温度。基于上述技术,市场的低氮燃烧器主要分为以下类型:四、各低氮燃烧器优缺点介绍1、fgr低氮燃烧器fgr低氮燃烧器通常能够将nox在全火范围内控制到65毫克,-大约在40毫克左右,进一步降低nox排放可能导致燃烧不稳定,或者-可调比等弊端。这些部件通常是钢,不锈钢和耐火材料可以-期地忍受这些高温,没有问题,但是频繁的加热和冷却会由于热冲击或应力而导致过早失效。当材料在短时间内经历非常大的温度变化时,会发生热冲击或应力。每当燃烧器循环开启和关闭时,都会发生这种情况,在一瞬间暴露在2500℉的火焰温度下,瞬间被吹扫循环中的冷空气击中。在启动时,在材料通过延长的预吹扫过程冷却的情况下发生相反的情况,然后立即用2500度的火焰击中。例如,不锈钢扩散器不能以均匀的方式加热,因此外表面首先变热,并在受热时膨胀。内部材料仍然是冷的,并没有扩大,所以这两个膨胀率的差异导致材料内部的高应力水平,导致疲劳开裂并终导致材料失效。较小的单位可以处理更频繁的开关循环,只是因为他们的小尺寸提供有限的扩张和收缩。大型单位不应该频繁的开关机。除了热应力外,较大的电机不能容忍频繁的开关循环。
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