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低氮燃燒器提高燃燒效率,減少氮氧化物含量,低氮燃燒器改造在降低氮含量的同時極大地提高鍋爐的熱效率,同時也可以讓煙氣中NOx含量小于50mg/Nm3,CO小10mg/Nm3,過量空氣系數α小于1.05,調節(jié)比達到20:1.達到排放標準.煙氣外循環(huán)(FGR)是燃燒器中一種非常有效降低氮氧化物排放的技術,該技術對燃氣燃燒器效果特別顯著.在歐洲,瑞士瑞特力(Rutli)燃燒器煙氣外循環(huán)技術比較成熟,其P系列機型帶煙氣外循環(huán)的燃氣燃燒器氮氧化物排放可以達到60mg/m3.
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(即降低過量空氣系數),將部分二次風管堵住。
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)域助燃空氣的數量,縮短燃燒產物在高溫火焰區(qū)的停留時間,避免了高溫和高氧濃度的同時存在。
4.在爐膛中設立再燃區(qū),利用在主燃區(qū)中燃燒生成的烴根CHi和未完全燃燒產物CO、H2、C和CnHm等,將NO的還原成N2
近年來,煤燃燒造成的大氣污染問題備受人們關注,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,現已作為世界范圍的問題,被尖銳地提了出來。
為防止鍋爐內煤燃燒后產生過多的NOx污染環(huán)境,應對煤進行脫硝處理。鍋爐低氮燃燒和SNCR脫硝技術在現有LNB技術和SNCR技術原理的基礎上,對鍋爐LNB和SNCR技術進行大量的試驗研究和工程化研發(fā),研究適應于煤粉低氮燃燒和SNCR脫硝優(yōu)化技術裝備的耦合技術。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示范試驗,研究整套系統(tǒng)關鍵技術參數,包括鍋爐負荷變化對低氮燃燒和SNCR耦合技術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)化關鍵參數,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。”在日前舉行的北京地區(qū)燃氣鍋爐低氮燃燒研討會上,北京交通大學賈力表示,在北京供熱鍋爐大規(guī)模完成“煤改氣”后,大量燃氣鍋爐所產生的氮氧化物污染物也應引起足夠的重視。
燃燒器發(fā)生故障不點火,控制器自動保護關機。故障燈(紅色)點亮。
關閉電源,檢查燃燒器系統(tǒng)外部狀態(tài)。
1、檢查燃燒器加溫油池溫度設定是否正確。
2、檢查加溫油池內液面高度。(液面不能高過上止點)
3、檢查溢油槽。(保持清潔不能有油)
4、檢查氣源氣壓。檢查油水分離器,放掉其中的水。
5、檢查感光器。(保持清潔)
6、檢查油箱存油。檢查過濾網。
7、取下燃燒器,檢查穩(wěn)焰盤和點火電極的間隙。
第二步:按控制器按鈕復位。(斷電狀態(tài))
第三步:接通電源,啟動燃燒器,觀察設備運行時的狀況。查出故障及時排除。
故障現象故障處理檢查加溫油池是否升溫 ☆ 如果不升溫:1、檢查電源 排除故障
2、加溫油池內液面過高 放掉部分油降低液面加溫油池達到設定溫度后檢查風機、電極、氣路電磁閥的運行狀況 ☆ 風機啟動后不停,燃燒器不點火,控制器故障指示燈不亮控制器故障 更換控制器☆ 風機、點火電極工作正常,電磁閥無動作,燃燒器不點火1、油槽內有油 清除干凈
2、接觸開關故障 更換接觸開關☆ 風機啟動后,電磁閥有動作,但燃燒器不點火1、電極間隙過大或電極有搭鐵現象 調整電極間隙
2、油路堵塞,清洗油管、噴油頭
3、無壓縮空氣,檢查氣源☆ 燃燒器點燃后 火焰不穩(wěn)定、升溫慢、中途熄火1、吸油管內壁結垢 拆下油管清除
2、油中含水太多 油箱放水 同時檢查油浮子是否起作用
3、油嘴O型圈損壞 更換O型圈
4、感光器損壞或過臟、更換、清潔過溫保護 ☆ 燃燒器突然停機 故障燈不亮 再次啟動無反應檢查加溫油池內液面高度 如液面過低加入燃油升至液面標志處 按過溫保護器復位按鈕復位 然后重新啟動燃燒器☆ 排放有煙1、穩(wěn)焰盤結焦 取下燃燒器清洗穩(wěn)焰盤
2、風門開度不正確 調整風門☆ 供油故障1、油泵或馬達故障 及時排除或更換
2、檢查過濾罐和過濾網清除濾網表面積垢
煤在燃燒過程中生成NOx的途徑有三個:(1)熱力型NOx,是空氣中氮氣在高溫下氧化生成的NOx,一般在1300℃以上生成,占總量的10~20%;(2)燃料型NOx,是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解之后又氧化而形成的NOx,占總量的75~90%;(3)快速型NOx,是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫原子團反應而形成的NOx,其所占比例很小?;跔t內脫氮的低NOx燃燒技術針對NOx的形成受溫度、氧量的影響極大這一規(guī)律,通過改進燃燒方式避開使NOx大量生成的溫度區(qū)間,從而實現NOx的減排。低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)設計的主要任務是減少揮發(fā)分氮轉化成NOx的量。燃料型NOx為煤中的有機氮氧化生成的,生成溫度低于熱力型,但與氧的濃度關系密切,煤粉與空氣的混合過程也對其有顯著影響。正因如此,降低燃料型NOx的主要方法是建立早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術,盡可能地使燃燒過程偏離生成NOx的化學當量比,降低NOx的排放量。鍋爐設計中,影響NOx排放值的因素主要有三部分組成。首先是爐膛輪廓選型,包括爐膛容積熱負荷、斷面熱負荷、燃燒器區(qū)域熱負荷、上排燃燒器至屏下的距離、下排燃燒器距灰斗的距離等設計參數,合理的爐膛輪廓選型,是控制燃燒溫度和為采取其它必要的低NOx燃燒技術提供所必須的時間和空間的條件,以保證在采取這些措施:一是不會過多地影響燃燒效率;低氮燃燒器對鍋爐運行的影響從很多電廠低氮燃燒器改造情況來看,普遍存在汽溫(尤其是再熱汽溫)偏低,飛灰可燃物偏大的情況。二是整個爐膛的燃燒組織,包括一、二次風速和風率(對于切圓燃燒還有一、二次風正切(CFS-Ⅰ)和反切(CFS-Ⅱ),假想切圓直徑的大小),空氣整體分級(CCOFASOFA),一次風的集中或分段布置等,其目的是實現空氣分級并防止因空氣分級而導致爐膛結渣和燃燒效率降低;三是燃燒器本身的結構,合理的結構有利于實現燃料分級、空氣分級和提前著火。所有這些因素主要根據煤質來決定,在鍋爐設計中已經全部完成。
無論是切向燃燒還是墻式燃燒的低NOx燃燒技術,都是首先從燃燒器本身的空氣分級開始的,進而對全爐膛進行整體空氣分級,以進一步降低NOx排放量,然后實行燃燒器本身的燃料分級。燃料分級送入可在燃燒器區(qū)的下游形成一個富集NH3、CmHn、HCN的低氧還原區(qū),燃燒產物通過此區(qū)時,已經生成的NOx會部分地被還原為N2。此外,同時采取提前著火強化燃燒的措施:一是可以提前進入還原區(qū),進一步降低NOx的濃度;二是使整個燃燒過程延長,在NOx降低的同時,燃燒效率不致下降太多。例如,對于廣泛應用于電站鍋爐的切向燃燒低NOx空氣分級燃燒器,燃燒器本身空氣分級的同軸燃燒系統(tǒng)CFS-I、CFS-II(concentric firing system-I,concentric firing system-Ⅱ);3鍋爐內部燃燒環(huán)境變壞,配煤、配風、穩(wěn)燃性變低因采用低溫、低氧燃燒,爐膛溫度下降,在低溫缺氧的環(huán)境下煤粉就會推遲著火,而且燃為灰燼的能力也會變弱,鍋爐內的燃燒環(huán)境和改造之前比變差。整體爐膛空氣分級直流燃燒器,如CCOFA(close coupled overfire air)緊湊燃盡風、SOFA(separated overfire air)分離燃盡風、VCCOFA(vaned close coupled overfire air)葉片式緊湊燃盡風,以及種類繁多的改進變異型式,即LNCFSⅠ~Ⅲ(low NOx concentric firing systemⅠ~Ⅲ)、TFS2000R(tangential firing system 2000R)燃燒系統(tǒng)都是屬于燃燒組織方面的措施。
燃燒器本身燃料分級的低NOx燃燒系統(tǒng),如三菱重工公司的PM (polution minimun)或A-PM(advanced-PM)先進的低污染燃燒器,加上整體空氣分級AA風(addition air, 附加風)以后,就成了MACT(mitsubishi advanced combustion techlology)三菱先進的燃燒技術。近年來,為了進一步降低NOx,還發(fā)展了再燃技術,實際上也可視為是一種燃料整體分級低NOx燃燒技術。低氮燃燒器的工作原理低氮燃燒器及低氮氧化物燃燒器,是指燃料燃燒過程中氮排放量低的燃燒器,采用低氮燃燒器能夠降低燃燒過程中氮氧化物的排放。
在燃料的燃燒過程中,氮氧化物的生成是燃燒反應的一部份:燃燒生成的氮氧化物主要是NO和NO2,統(tǒng)稱為NOx。
大氣中的NOx溶于水后會生成為雨,酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害,造成巨大的經濟損失,如:腐蝕建筑物和工業(yè)設備;破壞露天的古跡;損壞植物葉面,導致森林;使湖泊中魚蝦;在鍋爐改造前使用的配煤、配風方式很大程度上不適用,不僅會對鍋爐的各項指標產生影響,還會使鍋爐低負荷穩(wěn)燃的能力變低。破壞土壤成分,使農作物減產甚至;飲用酸化物造成的地下水,對人體有害。 同樣的酸濃度下雨對樹木和農作物的損害是硫酸雨的1倍。NOx還對人的身體健康有直接損害,NOx濃度越大其毒性越強,因為它易于動物血液中的血色素結合,造成血液缺氧而引起。NOx經太陽紫外線照射與汽車尾氣中的碳氫化合物同時存在時,能生成一種淺藍色的有毒物質硝基化合物會形成光化學煙霧。城市光化學煙霧是指含有碳氫化合物和氮氧化物等一次污染物的城市大氣,由于陽光輻射則發(fā)生化學反應所產生的生成物與反應物的特殊混合霧。光化學煙霧對人體有很大的刺激性和作用。它刺激人的眼、鼻、氣管和肺等,產生眼紅流淚、氣喘咳嗽等癥狀,長期慢性危害使肺機能減退、支氣管發(fā)炎,甚至發(fā)展成癌。嚴重時可使人頭暈胸痛,惡心嘔吐,手足抽搐,血壓下降,昏迷致死。光化學煙霧可導致成千上萬人受害或,還可使植物褪掉綠色、改變顏色,造成葉傷、葉落、花落和果落,直到減產或絕收。此外,還可使家畜發(fā)病率高,使橡膠制品龜裂老化、腐蝕金屬、損壞各種器物、材料和建筑物等。由于城市里氮氧化物和烴類排放量較大以及特有的氣候條件,所以容易形成光化學煙霧。