近年来,有燃烧器厂家使用,炉膛下部缺氧燃烧,上部燃尽风补氧的方式。通过对该燃烧器的使用,有几点结论与大家分享一下:优点:1、低负荷燃烧平稳。因为减少了下部风量,使燃料在低浓度燃烧时,也非常平稳。甚至可以做到40%负荷稳定燃烧。2、低负荷时,炉膛火焰充满度较好。水冷壁吸热均匀。3、由于拉伸了燃烧区域,减弱了部分燃烧强度,在一定时间内,抑制了NOx的形成。缺点:1、由于减弱了下部炉膛的进风量,使下二次风的托扶能力减弱,排渣量增加,排渣含碳量增加。尤其是高负荷时。2、由于减弱了下部炉膛的进风,使风的刚性减弱,燃烧区域扩大,高负荷时,容易出现水冷壁结焦。3、由于炉膛下部缺氧燃烧,产生大量还原性气体,使灰熔点降低,甚至造成冷渣斗都有结焦的现象。4、由于燃烧区域的拉伸,在高负荷时期,会造成过热器**温,减温水量不足的现象。严重时,甚至造成屏过结焦。5、由于大量还原性气体和燃烧区域的扩大,使水冷壁中下部结焦严重,因脱焦造成的灭火、爆燃、损坏捞渣机现象都有发生。6、由于高负荷时的结焦影响了水冷壁吸热,使炉膛下部温度上升,而燃尽风由于位置只能对炉膛上部的烟气进行冷却,而对下部炉膛温度毫无影响,因此炉膛下部NOx的产生随着结焦而增加,高负荷持续时间越长,减少NOx的效果就越小,甚至**出原有NOx量。7、炉膛下部燃烧挥发分,上部燃烧焦炭的理论,和煤粉燃烧“挥发份析出→挥发份燃烧→焦炭燃烧→表壳灰分剥离,挥发分随着表壳灰分的剥离不断析出”的理论不相符。因此,高负荷时,大量煤粉的燃烧时间拉长,未完全燃烧的煤粉被带入烟道。造成飞灰含碳量增加。8、由于燃尽风位置,使大量的送风在离开炉膛都未参加燃烧,而这部分热风也是从空预器吸收了大量热量的,因此会造成排烟温度过低的现象。尤其是在低负荷时。
对于天然气锅炉来说,Nox的产生主要来自空气中的氮气和过量氧气产生的热力型Nox,热力型NOx的产生和燃烧的温度呈指数型关系,通常在燃烧温度**1000摄氏度的时候开始产生,而在1400度以上NOx的生成速度会急剧增加。反映的是燃煤型锅炉的NOx排放和温度的关系,其中热力型Nox的温度关系同样适合于天然气锅炉燃烧器。
基于以上NOx的生长机制,低氮燃烧器的控制NOx的技术也主要着眼于两个方向:
● 降低火焰温度;
● 降低氧含量;
低氮燃烧器和**低氮燃烧器类型
传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150毫克左右。低氮燃烧器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃烧器。NOx排放在30毫克以下的通常称为**低氮燃烧器。
传统的燃烧器的高NOx排放主要源于下述几个原因:
● 为了保证燃烧充分,采用了较大的过量空气;
● 燃烧温度通常在1800度左右;
低氮燃烧器通常基于下列技术:
1. 电子比例调节和氧含量控制技术;来精确控制氧含量;
2. FGR烟气再循环技术,来降低火焰温度和氧含量;
3. 全预混的表面燃烧技术来降低火焰温度和实现充分燃烧;
上述技术中1通常是低氮燃烧器的必须配置;基于上述技术,市场的低氮燃烧器主要分为以下类型:
● FGR低氮燃烧器;
● 表面燃烧**低氮燃烧器;
● 表面燃烧+FGR**低氮燃烧器;
其中FGR低氮燃烧器通常能够将NOx在全火范围内控制到65毫克,极限大约在40毫克左右,进一步降低NOx排放可能导致燃烧不稳定,或者牺牲可调比等弊端;
烟气再循环法是在锅炉的空气预热器前抽取一部分低温烟气直接送入炉膛,或渗入一次或二次风中,降低氧浓度、火焰温度,使NOx的生成受到抑制,降低NOx的排放。
将部分低温烟气直接送入炉内或与空气(一次风或与二次风)混合后送入炉内,因烟气的吸热和对氧浓度的稀释作用,会降低燃烧速度和炉内温度,因而减少了热力型NOx
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