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近年來,煤燃燒造成的大氣污染問題備受人們關(guān)注,尤其我國北方供暖期的嚴重霧霾更是影響到了人們的日常生活。如何去除燃燒煙氣中氮氧化物,防止環(huán)境污染,現(xiàn)已作為世界范圍的問題,被尖銳地提了出來。
為防止鍋爐內(nèi)煤燃燒后產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境,應(yīng)對煤進行脫硝處理。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術(shù)在現(xiàn)有LNB技術(shù)和SNCR技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,對鍋爐LNB和SNCR技術(shù)進行大量的試驗研究和工程化研發(fā),研究適應(yīng)于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優(yōu)化技術(shù)裝備的耦合技術(shù)。首先對原有低氮燃燒器進行針對性改造,將燃燒器改造成更適合與SNCR系統(tǒng)耦合,控制燃料燃燒過程中NOx的生成量,其次建立SNCR煙氣脫硝系統(tǒng),進一步降低煙氣中NOx濃度。通過實驗室和實際工程試驗,研究整套系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),包括鍋爐負荷變化對低氮燃燒和SNCR耦合技術(shù)下的氣固兩相流動和混合過程的影響規(guī)律,研究低NOx燃燒和SNCR技術(shù)耦合脫除NOx過程中燃燒區(qū)的溫度場、流場和濃度場分布規(guī)律。優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù),可使系統(tǒng)在運行成本較低的情況下,達到較高的脫硝效率。分割火焰型燃燒器其原理是把一個火焰分成數(shù)個小火焰,由于小火焰散熱面積大,火焰溫度較低,使“熱反應(yīng)NO”有所下降。
隨著當(dāng)前鍋爐排放越來越嚴,越來越多的地方開始對鍋爐進行低氮改造,如京津冀、鄭州、西安等。作為一種清潔能源,能減少近100%和粉塵排放量,60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量,并有助于減少酸雨形成,緩解地球溫室效應(yīng),從根本上提高環(huán)境質(zhì)量。公司鍋爐供能燃料,由于鍋爐安裝較早,鍋爐當(dāng)前氮氧化物排放量為90mg/m3,燃燒器燃燒后的廢氣排放無法滿足國家制定的污染物排放新標(biāo)準——《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用鍋爐排放標(biāo)準為80mg/m3)。為達到此排放要求,公司對燃氣鍋爐燃燒器進行改造。自身再循環(huán)燃燒器一種是利用助燃空氣的壓頭,把部分燃燒煙氣吸回,進入燃燒器,與空氣混合燃燒。
鍋爐的熱效率是衡量鍋爐的一個指標(biāo),影響鍋爐的效率的主要因素有:排煙溫度熱損失、散熱損失、燃料不完全燃燒及鍋爐結(jié)垢等。由于燃燒器進行改造后散熱損失及鍋爐結(jié)垢與改造前的相比較未發(fā)生改變,因此對鍋爐的熱效率并無影響,燃燒器改造前與燃燒器改造后改變的因素主要有兩個,即排煙溫度熱損失與燃料的不完全燃燒程度,因此本文主要研究這兩種因素對鍋爐效率的影響。燃煤型鍋爐的NOx排放和溫度的關(guān)系基于以上NOx的生長機制,低氮燃燒器的控制NOx的技術(shù)也主要著眼于兩個方向:1、降低火焰溫度。
排煙溫度熱損失是燃氣鍋爐熱損失中主要的一項,它主要取決于排煙溫度與過量空氣系數(shù)λ。做為燃氣鍋爐領(lǐng)跑者的知名企業(yè)--,在低氮燃氣鍋爐改造大潮中,敢為人先執(zhí)著創(chuàng)新,憑借2大先進低氮技術(shù),占領(lǐng)市場鼎力推進大氣污染治理。(過量空氣系數(shù)是燃燒1kg燃料實際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量之比,是我國及俄羅斯等國通用的研究可燃混合氣成分指標(biāo),常用符號λ表示),λ與排煙熱損失q1關(guān)系:根據(jù)經(jīng)驗公式:q1=(0.5 3.5λ)(T排煙-T環(huán)境溫度)
在運行中,要盡可能地在保證完全燃燒的條件下降低q1來提高鍋爐的燃燒效率,鍋爐排煙溫度偏高就會導(dǎo)致鍋爐的熱效率降低。排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數(shù)的增大而增大。燃氣鍋爐排煙中含有蒸汽,過熱蒸汽是煙氣中熱量的主要攜帶者。因此,燃氣鍋爐排出的煙氣中除顯熱外,還有大量潛熱,這一部分熱損失的大部分(約70%)可以通過接觸式換熱設(shè)備進行回收。排放和效率對于鍋爐來說是一對矛盾體,為了排放達到國家標(biāo)準,又不降低鍋爐熱效率,研發(fā)隊伍,通過優(yōu)化鍋爐受熱面的設(shè)計,在低氮排放的前提下,確保鍋爐效率不下降。低氮鍋爐改造根據(jù)爐膛尺寸是否達標(biāo)可分為以下兩種方式:
1、更換低氮燃燒器(全預(yù)混、煙氣外循環(huán)、煙氣內(nèi)循環(huán))
2、更換鍋爐(冷凝鍋爐、三回程燃氣鍋爐 低氮燃燒頭)由于冷凝爐更環(huán)保、更低氮,在低氮改造中,選擇更換冷凝鍋爐已然成為一種必然趨勢:1).超率:冷凝鍋爐比普通鍋爐20%至30%,冷凝鍋爐熱效率可達108.9%。
2).冷凝鍋爐排煙溫度低:排煙溫度低至35℃。
3).供水溫度可調(diào)范圍大:冷凝鍋爐自備先進的、質(zhì)量好的水溫控制系統(tǒng)及獨特的結(jié)構(gòu)和燃燒方式。
4).更加環(huán)保:冷凝鍋爐氮氧化物(NOx)排放量只有30ppm,低于歐洲標(biāo)準5級的56ppm。排放量大大低于一般鍋爐排放標(biāo)準。由于燃燒,生成的二氧化碳遠低于普通燃氣鍋爐。運行噪聲小于40分貝。
藎氣管道的大小必須足夠大,且保證充足的紅料壓力以便能夠達到燃燒器的牲能,維持燃燒器的功率完全取決子燃料壓差。
為防止堵窒管道組件或燃燒器氣體端口,必須經(jīng)常清潔燃氣管道。在連接到燃燒器系統(tǒng)前,應(yīng)該對氣體管道中所有的污垢 水垢及管子內(nèi)涂涂料進行吹掃_
主關(guān)斷閥布置在控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)和點火管路的前端,在準備熄火佚閉期間用它來關(guān)斷點火燃料及主管道燃料。控制閥門關(guān)閉不是很緊密,主要系統(tǒng)關(guān)斷應(yīng)由一個手勁燃料開關(guān)閥來完成。
燃氣調(diào)壓閥提供系統(tǒng)所需要的壓力。如果有多個支管路的調(diào)壓閥,那么每一個支營路上的調(diào)壓閥都是獨立控制的。在一定壓力下,所有調(diào)壓閥能滿足整個燃燒器系統(tǒng)的需要,包括管道損失,
管道應(yīng)盡可能安裝在接近燃燒器的位置。
點火支管路應(yīng)安裝在燃氣調(diào)壓閥上游。同時在安全怏關(guān)閥下游,通常包括點火開關(guān),點火調(diào)壓閥和點火電磁閥。建議 可將點火調(diào)壓閥、手動針形閥或調(diào)節(jié)閥安裝在點火氣體進口端附近。
燃料關(guān)斷閥應(yīng)連接到一個安全控制系統(tǒng)??刂齐娐钒l(fā)出危險信號時應(yīng)關(guān)閉燃料供應(yīng)。系統(tǒng)每次啟動(或之后重啟),需要操作員操作手動閥。當(dāng)控制系統(tǒng)正常運行時,電動快關(guān)閥允許自動啟動 ( 或重新啟動) 。
流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)燃氣流暈,控制燃燒器的熱量輸出。它提供一個可調(diào)節(jié)的節(jié)流調(diào)節(jié)范圍,以匹配燃燒器的功能。
大多數(shù)線性燃燒器均提供氣體壓力測試連接,但也有助于提供一個額外的測試連接。即氣體調(diào)壓閥和流暈調(diào)節(jié)閥之間的管道,所有的連接必須接插頭而不能使用一個實際壓力的測裝置(計或壓力計)