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什么叫新疆低氮燃燒?

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什么叫新疆低氮燃燒?

發布日期:2018-04-27 作者: 點擊:

新疆低氮燃燒簡單說是采用通過調整燃料與空氣配比的方式使燃燒產物中氮氧化物大幅度降低燃燒方法。以煤燃燒為例子。煤燃燒過程中產生的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),這二者的統稱為NOx,在煤燃燒過程中氮氧化物的生成量和排放量與煤燃燒方式,特別是燃燒溫度和過量空氣系數等燃燒條件關系密切。煤在燃燒過程中生成NOx的途徑有三個:(1)熱力型NOx,是空氣中氮氣在高溫下氧化生成的NOx,一般在1300℃以上生成,占總量的10~20%;(2)燃料型NOx,是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解之后又氧化而形成的NOx,占總量的75~90%;(3)快速型NOx,是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫原子團反應而形成的NOx,其所占比例很小。     

新疆低氮燃燒基于爐內脫氮的低NOx燃燒技術針對NOx的形成受溫度、氧量的影響極大這一規律,通過改進燃燒方式避開使NOx大量生成的溫度區間,從而實現NOx的減排。低NOx煤粉燃燒系統設計的主要任務是減少揮發分氮轉化成NOx的量。燃料型NOx為煤中的有機氮氧化生成的,生成溫度低于熱力型,但與氧的濃度關系密切,煤粉與空氣的混合過程也對其有顯著影響。正因如此,降低燃料型NOx的主要方法是建立早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術,盡可能地使燃燒過程偏離生成NOx的最佳化學當量比,降低NOx的排放量。

鍋爐設計中,影響NOx排放值的因素主要有三部分組成。首先是爐膛輪廓選型,包括爐膛容積熱負荷、斷面熱負荷、燃燒器區域熱負荷、最上排燃燒器至屏下的距離、下排燃燒器距灰斗的距離等設計參數,合理的爐膛輪廓選型,是控制燃燒溫度和為采取其它必要的低NOx燃燒技術提供所必須的時間和空間的條件,以保證在采取這些措施:一是不會過多地影響燃燒效率;二是整個爐膛的燃燒組織,包括一、二次風速和風率(對于切圓燃燒還有一、二次風正切(CFS-Ⅰ)和反切(CFS-Ⅱ),假想切圓直徑的大小),空氣整體分級(CCOFASOFA),一次風的集中或分段布置等,其目的是實現空氣分級并防止因空氣分級而導致爐膛結渣和燃燒效率降低;三是燃燒器本身的結構,合理的結構有利于實現燃料分級、空氣分級和提前著火。所有這些因素主要根據煤質來決定,在鍋爐設計中已經全部完成。

無論是切向燃燒還是墻式燃燒的低NOx燃燒技術,都是首先從燃燒器本身的空氣分級開始的,進而對全爐膛進行整體空氣分級,以進一步降低NOx排放量,然后實行燃燒器本身的燃料分級。燃料分級送入可在燃燒器區的下游形成一個富集NH3、CmHn、HCN的低氧還原區,燃燒產物通過此區時,已經生成的NOx會部分地被還原為N2。此外,同時采取提前著火強化燃燒的措施:一是可以提前進入還原區,進一步降低NOx的濃度;二是使整個燃燒過程延長,在NOx降低的同時,燃燒效率不致下降太多。例如,對于廣泛應用于電站鍋爐的切向燃燒低NOx空氣分級燃燒器,燃燒器本身空氣分級的同軸燃燒系統CFS-I、CFS-II(concentric firing system-I,concentric firing system-Ⅱ);整體爐膛空氣分級直流燃燒器,如CCOFA(close coupled overfire air)緊湊燃盡風、SOFA(separated overfire air)分離燃盡風、VCCOFA(vaned close coupled overfire air)葉片式緊湊燃盡風,以及種類繁多的改進變異型式,即LNCFSⅠ~Ⅲ(low NOx concentric firing systemⅠ~Ⅲ)、TFS2000R(tangential firing  system 2000R)燃燒系統都是屬于燃燒組織方面的措施。

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