電站鍋爐低氮燃燒技術(shù)與原理概述(參考版)
2024-10-27 02:34本頁(yè)面
【正文】 fuelstaged bustion。 lowNOx bustion technology。但筆者認(rèn)為，這一技術(shù)將是當(dāng)今乃至今后一段時(shí)間內(nèi)最有開發(fā)前景的低氮燃燒技術(shù)。該技術(shù)在我國(guó)還處于試驗(yàn)階段。有形容表明，將煙氣再循環(huán)與燃料分級(jí)燃燒技術(shù)聯(lián)合，不僅可以避免單純采用煙氣再循環(huán)技術(shù)循環(huán)率太低，抑制 NOx效果不明顯；太高又影響鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的矛盾，還能產(chǎn)生協(xié)同作用。 4 結(jié)語(yǔ) 在 眾多的低氮燃燒技術(shù)中，空氣分級(jí)燃燒技術(shù)最為成熟，在電站鍋爐中應(yīng)用也最為普遍，既可用于新建電廠，也可方便地用于老機(jī)組改造，其結(jié)構(gòu)型式也最多，且隨著設(shè)備廠家有較大的差異，各大鍋爐制造公司都有自主研制與開發(fā)的低氮燃燒器。所有這些影響因素的最佳值都需由試驗(yàn)確定。而停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也不會(huì)進(jìn)一步降低 NOx的濃度，此外過(guò)長(zhǎng)的再燃區(qū)的停留時(shí)間縮短了燃盡吳碧君 等： 電站鍋爐低氮燃燒技術(shù)與原理概述 72 區(qū)的停 留時(shí)間還會(huì)導(dǎo)致燃燒效率降低，而燃盡區(qū)的停留時(shí)間約在 ～ s 為宜。但實(shí)際上煙氣在再燃區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間是由二次燃料入口和“火上風(fēng)”噴口的位臵所決定，而二次燃料噴口的位臵還影響一級(jí)燃燒區(qū)的停留時(shí)間，如一味地延長(zhǎng)再燃區(qū)的停留時(shí)間而減少了一級(jí)燃燒區(qū)的停留時(shí)間，不僅會(huì)降低燃料的燃盡率，還會(huì)使過(guò)多的過(guò)量氧進(jìn)入再燃區(qū)而減弱了還原氣氛。 圖 8 不同溫度下再燃區(qū)過(guò)?？諝庀禂?shù)與 NOx濃度的關(guān)系 再燃區(qū)內(nèi)停留時(shí)間的影響 再燃區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間取決于鍋爐再燃區(qū)的長(zhǎng)度，即二次燃料噴口距主燃燒器的距離。而當(dāng)溫度為 1000℃時(shí)，降低率為 70%左右。 由圖 8 還可看出，溫度越高，一級(jí)燃燒區(qū)中產(chǎn)生的 NOx 濃度也越高，但隨著再燃區(qū)中α 2 的降低， NOx的濃度 也會(huì)降低。圖 8 表明，在一定的燃燒溫度與停留時(shí)間條件下，存在一個(gè)最佳的過(guò)?？諝庀禂?shù)α 2，此時(shí)的 NOx濃度最低。當(dāng)以煤作二次燃料時(shí)，煙氣中的 CO濃度和飛灰含碳量將隨比例的增加顯著增加，故對(duì)具體的某一個(gè)二次燃料 ，其比例需要由試驗(yàn)確定。 由圖 7 可見(jiàn)在相同的二次燃料比例下，天然氣可達(dá)到更好的 NOx的降低效果，但在其比例達(dá) 20%以上時(shí)，繼續(xù)增加二次燃料的比例降低 NOx 的效果增加不再明顯。 火電廠煙氣脫硫技術(shù)及管理工作研討會(huì)論文集 71 圖 6 甲烷作二次燃料時(shí)不同煤種再燃 區(qū)中 NOx的濃度 二次燃料的比例 為保證再燃區(qū) NOx的還原效果，需要送入足夠的二次燃料，以提供還原 NOx所需的烴根。 圖 5 不同的二次燃料時(shí)α 2對(duì) NOx產(chǎn)生量的影響 當(dāng)以甲烷作二次燃料時(shí)，盡管不同的煤種在過(guò)?？諝庀禂?shù)α 1＞ 1 的一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)所生成的 NOx各不相同，但當(dāng)再燃區(qū)的溫度達(dá) 1300℃、停留時(shí)間達(dá)1s 時(shí)，最終的 NOx濃度值非常接近（見(jiàn)圖 6）。而氫氣（ H2）由于本身不能產(chǎn)生烴根，故效果最差。圖 5 為各種不同燃料的各再燃區(qū)過(guò)?？諝庀禂?shù)（α 2）條件下產(chǎn)生的 NOx的濃度。 從燃料分級(jí)原理可知，再燃區(qū)的還原性氣氛中最有利于 NOx還原的成分是烴（ CHi）。圖 4 為燃料分級(jí)低氮燃燒原理的示意。一般情況下，采用燃料分級(jí)的方法均可使 NOx 的排放濃度降低50%左右。二級(jí)燃燒區(qū)稱為再燃區(qū)，送入二次燃燒區(qū)的燃料稱為二次燃料。 利用這一原理，將 80%～ 85%的燃料送入第一級(jí)燃燒區(qū)，在α＞ 1 的條件下燃燒并生成 NOx，送入一級(jí)區(qū)的燃料稱為一次燃料。 采用煙氣再循環(huán)技術(shù)需要安裝再循環(huán)風(fēng)機(jī)、循環(huán)煙道，這些都需要場(chǎng)地，從而在現(xiàn)有電站進(jìn)行改造時(shí)對(duì)鍋爐附近的場(chǎng)地條件有一定的要求。 適應(yīng)范圍與條件 這一技術(shù)既可在一臺(tái)鍋爐上單獨(dú)使用，也可和其它低氮燃燒技術(shù)配合使用。在采用煙氣再循環(huán)法時(shí)，由于煙氣量增加，將引起燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，從而增加未完全燃燒熱損失。圖 3 為鍋爐煙氣再循環(huán)系統(tǒng)示意，從空氣預(yù)熱器前抽取溫度較低的煙氣，通過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)送
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