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低氮燃烧器的原理是什么?

北极星环保网来源:火电技术2018/1/4 10:01:04我要投稿

北极星环保网讯:从NOx的产生机理来看,燃油/气锅炉控制NOx的技术也主要着眼于两个方向:降低燃烧火焰温度和降低氧含量。因此,抑制NOx的生成的一个重要措施就是从燃烧器入手。那么什么是低氮燃烧器?它的原理是什么呢?

低氮燃烧器

低氮燃烧器是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器。传统的天然气锅炉燃烧器通常的NOx排放在120~150mg/m³左右。而低氮燃烧器通常的NOx排放在30~80mg/m³的左右。NOx排放在30mg/m³以下的通常称为超低氮燃烧器。目前低氮燃烧器按原理大致可分为以下几类:

1)阶段燃烧器

根据分级燃烧原理设计的阶段燃烧器,使燃料与空气分段混合燃烧,由于燃烧偏离理论当量比,故可降低氮的生成。

2)自身再循环燃烧器

一种是利用助燃空气的压头,把部分燃烧烟气吸回,进入燃烧器,与空气混合燃烧。由于烟气再循环,燃烧烟气的热容量大,燃烧温度降低,NOx减少。

另一种自身再循环燃烧器是把部分烟气直接在燃烧器内进入再循环,并加入燃烧过程,此种燃烧器有抑制氧化氮和节能双重效果。

3)浓淡型燃烧器

其原理是使一部分燃料作过浓燃烧,另一部分燃料作过淡燃烧,但整体上空气量保持不变。由于两部分都在偏离化学当量比下燃烧,因而NOx都很低,这种燃烧又称为偏离燃烧或非化学当量燃烧。

4)分割火焰型燃烧器

其原理是把一个火焰分成数个小火焰,由于小火焰散热面积大,火焰温度较低,使“热反应NO”有所下降。此外,火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间,对“热反应NO”和“燃料NO”都有明显的抑制作用。

5)混合促进型燃烧器

烟气在高温区停留时间是影响NOx生成量的主要因素之一,改善燃烧与空气的混合,能够使火焰面的厚度减薄,在燃烧负荷不变的情况下,烟气在火焰面即高温区内停留时间缩短,因而使NOx的生成量降低。混合促进型燃烧器就是按照这种原理设计的。

6)低氮预燃室燃烧器

预燃室是近10年来我国开发研究的一种高效率、低氮分级燃烧技术,预燃室一般由一次风(或二次风)和燃料喷射系统等组成,燃料和一次风快速混合,在预燃室内一次燃烧区形成富燃料混合物,由于缺氧,只是部分燃料进行燃烧,燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分,因此减少了NOx的生成。

任何一种低氮燃烧技术实质都是对燃烧过程进行管控的技术。根据欧美国家低氮燃烧器20年的使用经验,工业锅炉要实现真正持续可靠的低氮燃烧,仅仅更换或改造燃烧器是不够的,还需要对燃烧管控装置进行升级,如加装“及时控”燃烧管控装置。

延伸阅读:

低氮燃烧器的应用及燃烧调整研究

安阳电厂燃煤锅炉低氮燃烧器改造浅谈

低氮燃烧器改造后出现的问题分析及治理对策

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