燃煤鍋爐低氮燃燒器改造
燃煤鍋爐低氮燃燒器改造
目前,我國仍以煤炭為主的資源組成,生產(chǎn)生活大量依賴傳統(tǒng)的煤炭資源,對大氣環(huán)境造成很大污染。煤系以煤為主,在燃燒過程中會產(chǎn)生硫化物、氧化氮等污染物。為了解決能源供應(yīng)與環(huán)境保護的矛盾,減少脫硝改造及運行費用,低氮燃燒器的改造勢在必行。
一、低NOx燃燒技術(shù)簡介
通過改變?nèi)紵龡l件來減少NOx的排放是一種低NOx燃燒技術(shù)。低氮燃燒技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用于降低氮氧化物排放最簡單、最經(jīng)濟的方法。目前,低NOx燃燒技術(shù)主要有以下幾種:
1、低過量空氣系數(shù)
低過量空氣系數(shù)是優(yōu)化燃燒、降低NOx產(chǎn)量的簡便方法。煙氣中氮含量的降低可以抑制氮氧化物的生成。在不改變?nèi)紵b置結(jié)構(gòu)的情況下,降低了NOx排放,提高了裝置運行的經(jīng)濟性。對于燃煤鍋爐而言,其局限性主要是由于空氣過剩系數(shù)低,會導(dǎo)致受熱面粘結(jié)渣和腐蝕,溫度變化,飛灰可燃物增多,從而導(dǎo)致經(jīng)濟性下降,因此電站鍋爐在實際運行中無法進行大幅調(diào)整。
2、空氣分級燃燒
分階段完成燃料燃燒過程是氣體分級燃燒的基本原理。第一,將主燃機供應(yīng)到爐內(nèi)的空氣量減少到燃燒空氣總量的70-75%(相當(dāng)于理論空氣量的80%),使燃料首先在低氧、富燃料燃燒條件下燃燒。該方法彌補了低過量空氣燃燒的簡單缺點,第一級燃燒區(qū)空氣過剩系數(shù)越小,抑制NOx生成的效果越好,但燃燒產(chǎn)物越多,燃燒效率降低,結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。因此,為了保證NOx排放,保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和可靠性,必須合理組織空氣分級燃燒過程。
3、燃料分級
在燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物與烴根、未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C以及CnHm時,會發(fā)生NO的還原反應(yīng),使用這個原理,將80-85%的燃料輸送到一級燃燒區(qū),在α>1時燃燒產(chǎn)生二氧化碳。送入一級燃燒區(qū)的燃料稱為一次燃料,其余15-20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區(qū),在α<1的條件下形成很強的還原性氣氛,使得在一級燃燒區(qū)中生成的NOx在二級燃燒區(qū)內(nèi)被還原成氮分子,二級燃燒區(qū)又稱再燃區(qū),送入二級燃燒區(qū)的燃料又稱為二次燃料,或稱再燃燃料。再燃區(qū)不僅使生成的NOx得到還原,而且能抑制新的NOx的產(chǎn)生,使NOx的排放濃度進一步降低。
4、煙氣再循環(huán)
當(dāng)前采用較多低NOx燃燒技術(shù)的還有煙氣再循環(huán)法,它是將一部分低溫?zé)煔庵苯铀瓦M爐內(nèi),或者與一級風(fēng)或二次風(fēng)混合后送到爐內(nèi),這不僅可以降低燃燒溫度,還可以降低氧氣濃度,從而降低NOx的排放濃度。
5、低NOx燃燒器
燃燒器是鍋爐燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。在鍋爐燃燒過程中,燃燒器的性能直接影響著鍋爐的可靠性和經(jīng)濟性。根據(jù)NOx的產(chǎn)生機理,大部分NOx是在煤粉著火階段產(chǎn)生的,因此通過特殊設(shè)計的燃燒器結(jié)構(gòu)和調(diào)整燃燒器的風(fēng)煤比例,可以降低著火區(qū)氧的濃度和著火區(qū)的溫度,從而達(dá)到抑制NOx生成的目的。
6、低NOx燃燒系統(tǒng)
將低NOx燃燒器和低NOx燃燒(空氣分級、燃料分級和煙氣再循環(huán))結(jié)合起來,形成一個超低NOx燃燒系統(tǒng),以便更好地減少NOx的排放,減少飛灰碳含量。
二、改造中應(yīng)注意的問題:
(1)消防安全方面:燃?xì)?a href="http://m.diagstable.com/">鍋爐房屬于甲類廠房以及耐火等級不低于二級,消防安全方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐廠房,因此把燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t時,鍋爐廠房應(yīng)重新按規(guī)范進行改造,注意防爆抗耐火級的選擇。
(2)自動控制方面:應(yīng)特別注意鍋爐水位自動聯(lián)鎖保護,以及燃?xì)忮仩t熄火自動保護,蒸汽壓力、燃?xì)鈮毫?、風(fēng)壓低等自動聯(lián)鎖保護,在自動控制程度方面燃?xì)忮仩t要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐。
(3)鍋爐房與調(diào)壓室設(shè)置兩路可燃?xì)怏w報警裝置,報警系統(tǒng)應(yīng)與緊急切斷閥和強制排風(fēng)設(shè)施聯(lián)鎖。
