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    低氮燃燒原理

    • 分類:資料下載
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2020-06-08
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    低氮燃燒原理

    【概要描述】

    • 分類:資料下載
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    • 來源:
    • 發布時間:2020-06-08
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    誰為天空再添一抹藍色?

    隨著國民意識的覺醒和國家政策的約束力加強,國家的環保機構檢查力度越來越大。低氮鍋爐設備的日益盛行,極大保證了人們居住環境的有害氣體不超標,有利于企業朝著良性的方向發展。隨著技術的不斷完善,低碳鍋爐還將為人類、社會和環境帶來更深遠的意義。減少NOx排放是改善環境空氣質量的需要,近年來的監測數據表明,典型特征污染物PM2.5出現較大超標比例和區域性長時間嚴重超標情況,改善環境空氣質量面臨巨大挑戰。減少NOx排放是改善空氣環境質量的重要任務之一,因此燃氣鍋爐低氮改造是非常有必要的。數十年來,金沙將節能技術應用于燃燒領域,將節能環保理念貫徹于研發和生產的每個環節。金沙通過數字化燃燒管理,有效的節省能源,減少污染物的排放,為我們的天空越來越藍貢獻一份力量。

     

    一、 傳統的天然氣鍋爐燃燒器通常NOx排放值在120~150mg/m3左右。而普通低氮燃燒器通常NOx排放值在30~80mg/m3左右。超低氮燃燒器通常NOx排放值在30mg/m3以下。   

    傳統燃燒器的高NOx排放主要源于下述幾個原因: 

    1.為了保證燃燒充分,采用了較大的過??諝?; 

    2.燃燒溫度通常在1700度左右; 

    二、NOX生成機理 

    燃氣燃燒生成的煙氣中NOX主要是NO,反應: O2 + N2 = 2NO - 180kJ               

    煙氣中NOX的種類:

    (1)熱力型(溫度型)NOX:空氣及 燃料中N,在高溫下生成;

    (2)快速型NOX:碳氫化合物燃燒 當燃料過濃時在反應區會快速生成NO。

    (3)燃料型NOX:煤中氮化物熱分解和氧反應生成NO。 

    燃氣燃燒生成主要是熱力型NOX,即主要來源于空氣及燃料中N,在高溫下生成的煙氣NOX,造成環境污染。

    三、控制熱力型NO生成的方法 

    1. 降低燃燒溫度水平;

    2. 降低氧氣濃度,在濃燃料下燃燒;

    3. 縮短煙氣在高溫區內停留時間;

    4. 使燃燒在遠離 α=1的條件下進行。

    現有的低氮燃燒技術主要圍繞如何降低燃燒溫度、減少熱力型NOx生成開展的,同時考慮通過初期快速混合以減少快速型NOx生成。其主要技術包括分級燃燒(包括空氣分級、燃料分級)、金屬表面預混燃燒、煙氣再循環(包括煙氣外循環、煙氣內循環)

    四、 根據用戶要求,我公司可提供各種燃氣的低氮燃燒器,包括天然氣、焦爐煤氣、高爐煤氣、液化氣、沼氣、工業尾氣等,且在助燃風溫度<300℃的情況下,仍能實現NOx排放小于80mg/Nm3的指標。

    五、我公司根據配套設備的功率,分為兩類

    1)功率大于4.2MW配套設備的低氮燃燒器采用煙氣再循環技術和分級燃燒技術,可減少70% NOx排放,CO排放未增加,會出現燃燒不穩定,與循環率相關;由于比熱的差異,CO2作為稀釋劑比N2更有效地降低NOx ,在燃料側與空氣側稀釋均能有效降低NOx生成,我公司多個低氮燃燒器現場反饋表明在空氣側稀釋更有效。采用煙氣再循環技術,NOx排放可小于30mg/Nm3。

    隨煙氣再循環率增加,會造成1)輻射換熱量減??;2)對流換熱量增加3)在煙氣無冷凝時(排煙溫度大于120℃),隨煙氣再循環率增加,排煙溫度升高,4)鍋爐效率有一定下降。

    2)對于功率小于4.2MW配套設備的低氮燃燒器采用全預混金屬纖維表面燃燒技術 ,其利用火焰分割降溫原理和較高的空氣過剩系數,降低火焰溫度,通過改變局部流速,精準的控制混風量,使燃氣與空氣完全預混后,再進入燃燒的過程,最大限度的降低了NOX的生成量,逐漸成為低氮燃燒技術的領先路線。 采用全預混金屬纖維表面燃燒技術,NOx排放小于30mg/Nm3;

     

    FGR技術問題: 

    ①降低火焰的燃燒溫度和氧濃度,會產生或多或少量的CO,使得鍋爐的熱效率和燃燒系統整體的穩定性也隨之下降,并導致產生二次污染,易引起鍋爐震動。隨著循環煙氣流量的增加,爐膛或煙道的振蕩易通過燃燒器本體及循環煙氣FGR管道直接影響燃燒系統的穩定性,所以循環煙氣流量并不是越大越好,通常,應小于總煙氣量的25% 。調試時,需根據配套爐型的爐膛直徑、長度、運行壓力及時調整火焰的直徑、長度,并配合調節旋流風、直流風、回配風之間的關系,避免因火焰直徑過大,沖撞爐膛內壁,引起爐膛震動。還需充分結合火焰的燃燒狀況、顏色、爐膛溫度及氧含量分析儀中氧含量、CO含量、NOX含量等參數綜合調節燃燒空燃比、回配煙氣閥K值。 

    ②風機入口處/混風箱處易出現冷凝水,由于濕熱的煙氣與較低溫度的助燃風混合,容易產生冷凝水,可能侵蝕燃燒器的內部元件,并影響燃燒效果。當然這取決于煙氣和助燃風的溫度狀況,若冷凝水較大時,必要情況下可以考慮將FGR管路加保溫、預留冷凝水排放口以及助燃風預熱。

    ③可能會影響系統出力,由于需要另增加摻入約10~30%的循環煙氣到總煙氣量中,并進入到蒸汽鍋爐內部,所以就需要請鍋爐廠提前核對鍋爐本體、預熱器/省煤器、冷凝器及后續設備煙氣程的流通面積是否可以容納該部分煙氣;若煙阻過大,超出最大可容納范圍,將會引起鍋爐整套系統的震動。 

    ④爐膛溫度擬控制在1000℃以下,請鍋爐廠核對爐內換熱面積在該溫度下是否可以滿足設計出力。(由于蒸汽鍋爐最初可能不是按照低氮設計的,受熱面布置的比例可能與低氮形式的爐子有所不同,因此可能會影響蒸汽鍋爐的實際出力)如果原系統日常的大部分時問都工作在滿負荷,則 FGR改造后可能出力不夠,此時不建議做 FGR改造。

    ⑤使用高精準線性關系,位置反饋準確的電動調節閥或配套電動執行器,以保證精準調節K值比例關系,增大低氮調節范圍,實現可靠的自動化比例調節。

    ⑥檢測時需根據爐型確定氧基準:

    對于鍋爐:氧含量<3.5%;對于導熱油爐:氧含量控制在5%以下,最大不能超過6%。

    針對氧含量分析儀的測點位置:盡量靠近爐膛出口,漏風系數偏小處,不選在煙囪上。

    檢測值轉換:

    質量濃度(mg/m3)=(31.6/22.4)*體積濃度(ppm) * (273/273+T煙) * (21-O2基準)/(21-O2實測) 

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    (2)????產品的實用性、美和環境是工業設計研究的主要內容。
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    知道了工業設計的定義,我們還應該知曉工業設計的發展史。
    產品設計真正意義上的、成熟的工業設計,是20世紀初由德意志國家發起的設計運動,因為在那時工業設計才真正發展了自己的設計美學--機器美學。
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    四、工業設計把使用者的利益放在首位
    設計可以協調消費者與企業之間的矛盾,合理的設計不僅繪用戶帶來滿意的產品,而且可以降低產品成本,增強企業利潤。工業設計決不犧牲使用者的利益,現在的工業產物都圍繞在人們所需要的需求生產,工業其實不僅僅只是生產東西,更可以讓人感受到它的所在魅力。這就是工業設計的意義。
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