低氮燃燒機(jī)的工作原理
低氮燃燒機(jī),燃燒溫度的降低可以通過(guò)在火焰區(qū)域加入煙氣來(lái)實(shí)現(xiàn),加入的煙氣吸熱從而降低了燃燒溫度。通過(guò)將煙氣的燃燒產(chǎn)物加入到燃燒區(qū)域內(nèi),不僅降低了燃燒溫度,減少了NOx生成;同時(shí)加入的煙氣降低了氧氣的分壓,超低氮燃燒器廠(chǎng)家,這將減弱氧氣與氮?dú)馍蔁崃π蚇Ox的過(guò)程,從而減少NOx的生成。
根據(jù)應(yīng)用原理的不同,煙氣再循環(huán)有兩種應(yīng)用方式,分別為外部煙氣再循環(huán)與內(nèi)部煙氣再循環(huán)。
分級(jí)燃燒原理抑制NOx的生成可采取的措施有:
1.降低鍋爐峰值溫度,將燃燒區(qū)的煤粉量降低。
2.降低氧濃度(即降低過(guò)量空氣系數(shù)),將部分二次風(fēng)管堵住。
3.由于要保證鍋爐的出力,可將部分煤粉和空氣從鍋爐上部投入,這樣就控制了燃燒火焰中心區(qū)域助燃空氣的數(shù)量,縮短燃燒產(chǎn)物在高溫火焰區(qū)的停留時(shí)間,避免了高溫和高氧濃度的同時(shí)存在。
4.在爐膛中設(shè)立再燃區(qū),利用在主燃區(qū)中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm等,將NO的還原成N2。
將80%~85%的燃料送入主燃區(qū),燃料在主燃區(qū)燃燒生成NOx,15%~20%的燃料送入再燃區(qū),再燃區(qū)過(guò)量空氣系數(shù)小于1.0(α1.0),具有很強(qiáng)的還原性氣氛,在主燃區(qū)生成的NOx被還原;再燃區(qū)不僅能夠還原已經(jīng)生成的NOx,而且還抑制了新的NOx生成;在燃盡區(qū)供給一定量的空氣(稱(chēng)為燃盡風(fēng)),保證從再燃區(qū)出來(lái)的未完全燃燒產(chǎn)物燃盡。根據(jù)超細(xì)煤粉再燃低NOx燃燒技術(shù)原理和前期的研究結(jié)果,將整個(gè)爐膛燃燒區(qū)劃分為主燃區(qū)、再燃區(qū)和燃盡區(qū)。各區(qū)域出口過(guò)量空氣系數(shù)目標(biāo)值為:主燃區(qū)出口α=0.9~1.0,再燃區(qū)出口α=0.8~0.9,燃盡區(qū)出口α=1.167。鍋爐主、再燃區(qū)均以鍋爐實(shí)際燃用煤為燃料,主燃區(qū)燃燒80%~90%的濃煤粉,再燃區(qū)噴入10%~20%的超細(xì)化煤粉作為再燃燃料。
超細(xì)煤粉是指粒徑小于43μm的煤粉,根據(jù)有關(guān)研究,這個(gè)尺度的煤粉有與霧化燃油相同的燃燒特性。在工程應(yīng)用中,可以用濃淡分離器從常規(guī)煤粉中分離。
燃燒器正常燃燒階段:
點(diǎn)火正常并穩(wěn)定燃燒幾秒后,伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)門(mén)到大火開(kāi)度狀態(tài),一起,比例式燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥菜的伺服電機(jī)切入,并根據(jù)空氣壓力和爐膛背壓來(lái)調(diào)節(jié)燃?xì)忾y后的燃?xì)鈮毫σ哉{(diào)節(jié)燃?xì)饬?,達(dá)到穩(wěn)定、高效燃燒的目的。此后,燃燒器根據(jù)各個(gè)限制開(kāi)關(guān)的要求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)大小火轉(zhuǎn)換和停機(jī)。此外,整個(gè)燃燒過(guò)程中,電離電極和空氣壓力開(kāi)關(guān)對(duì)燃燒器實(shí)行監(jiān)控。
低氮燃燒器原理
低NOx燃燒機(jī)及低氮氧化物燃燒機(jī),是指燃料燃燒過(guò)程中NOx排放量低的燃燒機(jī),采用低NOx燃燒機(jī)能夠降低燃燒過(guò)程中氮氧化物的排放。
在燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2,通常把這兩種氮的氧化物通稱(chēng)為氮氧化物NOx。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO,平均約占95%,而NO2僅占5%左右。
一般燃料燃燒所生成的NO主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面:一是燃燒所用空氣(助燃空氣)中氮的氧化;二是燃料中所含氮化物在燃燒過(guò)程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中,前者是NO的主要來(lái)源,我們將此類(lèi)NO稱(chēng)為“熱反應(yīng)NO”。燃燒時(shí)所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實(shí)際上除了這些反應(yīng)外,NO還可以與各種含氮化合物生成NO2。
低氮氧化物燃燒器大致分為以下幾類(lèi):
分割火焰型燃燒器
其原理是把一個(gè)火焰分成數(shù)個(gè)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。此外,火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間,對(duì)“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。
混合促進(jìn)型燃燒器
煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間是影響NOx生成量的主要因素之一,改善燃燒與空氣的混合,能夠使火焰面的厚度減薄,在燃燒負(fù)荷不變的情況下,煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時(shí)間縮短,因而使NOx的生成量降低?;旌洗龠M(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計(jì)的。
低NOx預(yù)燃室燃燒器
預(yù)燃室是近10年來(lái)我國(guó)開(kāi)發(fā)研究的一種高效率、低NOx分級(jí)燃燒技術(shù),預(yù)燃室一般由一次風(fēng)(或二次風(fēng))和燃料噴射系統(tǒng)等組成,燃料和一次風(fēng)快速混合,在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料進(jìn)行燃燒,燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分,因此減少了NOx的生成。
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