電站鍋爐低氮燃燒技術(shù)與原理概述-在線瀏覽
2024-12-26 02:34本頁面
【正文】 氣系數(shù)一起，共同決定了一級燃燒區(qū)內(nèi) NOx能夠降低的程度。 （ 4）煤種和煤粉細(xì)度的影響：空氣分級燃燒降低 NOx的原理就是盡量減少煤中的揮發(fā)酚 N向 NOx的轉(zhuǎn)化，因此煤種的揮發(fā)分含量越高，對 NOx的降低效果就越明顯，對減少高揮發(fā)分煤種的 NOx排放效果尤為顯著。 結(jié)渣與腐蝕的防止 隨著氧濃度的降低，第一級燃燒區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了還原性氣氛，致使灰熔點(diǎn)下降，易引起爐膛受熱面結(jié)渣與腐蝕，故應(yīng)采取措施防止高溫下還原性煙氣與爐壁的接觸。 煙氣再循環(huán) 技術(shù)簡述 除了空氣分級燃燒以外，煙氣再循環(huán)是目前使用較多的低氮燃燒 技術(shù)。抽取的煙氣可直接送入爐內(nèi)，也可以和一次風(fēng)或二次風(fēng)混合后送入爐內(nèi)。 圖 3 鍋爐煙氣循環(huán)系統(tǒng)示意 煙氣再循環(huán)率 再循環(huán)煙氣量與未循環(huán)時鍋爐煙氣量的比稱為煙氣再循環(huán)率 。故煙氣再循環(huán)率的增加幅度是有限度的，電站鍋爐的再循環(huán)率一般不超過 20%。可用來降低主燃燒器空氣的濃度，在與燃料分級技術(shù)聯(lián)合使用時還可用來輸送二次燃料。 燃料分級燃燒 基本原理與技 術(shù)概述 由 NOx的還原機(jī)理可知，已生成的 NO 在遇到烴根 CHi和未完全燃燒產(chǎn)物 CO、 H C 及 Cn Hm時，吳碧君 等： 電站鍋爐低氮燃燒技術(shù)與原理概述 70 會發(fā)生 NO 的還原反應(yīng)，從而將已生成的 NO 還原成 N2。其余 15%～ 20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區(qū)，在α＜ 1的條件下形成很強(qiáng)的還原性氣氛，使得在一級燃燒區(qū)中生成的 NOx 在二級燃燒區(qū)內(nèi)被還原成氮?dú)夥肿樱?N2）。在再燃區(qū)中不僅 使得已生成的 NOx 得到還原，而且還抑制了新的 NOx 的生成，可使 NOx的排放濃度進(jìn)一步降低。在再燃區(qū)的上部還需布臵“火上風(fēng)”噴口，形成第三級燃燒區(qū)即燃盡區(qū)，以保證在再燃區(qū)中生成的未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。 圖 4 燃料分級燃燒原理示意 二次燃料的選擇 與空氣分級燃燒相比，燃料分級燃燒在爐膛內(nèi)需要有三級燃燒區(qū)，使燃料和煙氣在再燃區(qū)內(nèi)的停留時間相對較短，所以二次燃料宜選用容易著火和燃燒的氣體或液體燃 料，如天然氣，如仍采用煤粉也要選擇高揮發(fā)酚的易燃煤種，并且要磨得更細(xì)。根據(jù)這一原理，選擇二次燃料時應(yīng)采用能在燃燒時產(chǎn)生大量烴根而又不含氮的燃料，如丙烷（ C3 H8）在再燃區(qū)內(nèi)能有效地降低 NOx的濃度。 各種煤種產(chǎn)生 CHi的情況及含氮量的不同，其降低 NOx的效果也不同。有研究表明，與煤和油相比，天然氣是最有效的 二次燃料，并且其中碳原子數(shù)目較多的烴的含量越多，其降低 NOx的效果越明顯。這說明采用了合適的二次燃料、特別是烴類氣體燃料，只要再燃區(qū)內(nèi)有足夠高的溫度和停留時間，就可在再燃區(qū)內(nèi)基本完成了 NOx的還原，而一次燃燒區(qū)內(nèi)的 NOx初始值無關(guān)。圖7 為以煤和天然氣作為二次燃料時，二次燃料的比例對 NOx的濃度以及煙氣 CO 與飛灰含碳量的影響。所以一般二次燃料的比例在10%～ 20%。 圖 7 二次燃料的比例對 NOx濃度、 CO濃度及 飛灰含碳量的影響 再燃區(qū)內(nèi)過?？諝庀禂?shù)與溫度的影響 圖 8 是以甲烷為二次燃料時，試驗爐內(nèi)再燃區(qū)中 NOx的濃度和過?？諝庀禂?shù)的影響。一般對于不同燃燒設(shè)備，再燃區(qū)的過?？諝庀禂?shù)定在～ 之間，其最佳值也需由試驗確定。當(dāng)溫度 1 400℃、α 2 為 時， NOx的濃度從一級區(qū)出口的 1 700 mg/m3（ α1=）降低到約 100 mg/m3（α 2=），再燃區(qū)中 NOx的降低率高達(dá) 94%?？梢姡偃紖^(qū)內(nèi)的溫度升高，可提高對 NOx的降低率。理論上再燃區(qū)內(nèi)的溫度越高、停留時間越長，還原反應(yīng)則越充分 ， NOx的降低率就越高。故一般再燃區(qū)中的溫度為 1 200℃ 時，停留時間在 ～ s 之間，有試驗表明，當(dāng)再燃區(qū)的停留時間低于 s 時， NOx的排放值會顯著增加。
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