傳統的燃氣鍋爐燃燒器通常的NOx 排放在120~150 毫克左右。燃氣鍋爐低氮燃燒器通常是指NOx排放在30~80毫克的燃燒器。NOx 排放在 30 毫克以下的通常稱為低氮燃燒器。
燃氣鍋爐低氮燃燒器通常基于下列技術:
電子比例調節和氧含量控制技術來控制氧含量;
FGR煙氣再循環技術來降低火焰溫度和氧含量;
全預混的表面燃燒技術來降低火焰溫度和實現充分燃燒。
通常是燃氣鍋爐低氮燃燒器的配置;基于上述技術,市場的燃氣低氮燃燒器主要分為以下類型:
FGR低氮燃燒器
FGR低氮燃燒器通常能夠將NOx 在全火范圍內控制到65 毫克,極限大約在40 毫克左右,進一步降低NOx 排放可能導致燃燒不穩定,或者犧牲可調比等弊端。
表面燃燒低氮燃燒器
表面燃燒低氮燃燒器通常能夠將NOx 在全火范圍內控制到30 毫克以內, 其優點是安裝簡單,不需要FGR 煙氣再循環管道;其主要缺點是需要過濾空氣,加大了維護工作量;同時氧含量在 7%左右,降低了部分燃燒效率。
表面燃燒 +FGR低氮燃燒器。
表面燃燒 +FGR低氮燃燒器結合了表面燃燒的NOx 控制優點和FGR降氧含量優點, 可以實現在全火范圍控制NOx 到 20 毫克水平,同時控制氧含量在3%以內,大化燃燒效率。其主要缺點是設備成本較高。
尾氧含量
為了達到充分燃燒的極限過剩空氣系數為大約1.1, 對應的理論尾氧含量為大約2%. 更高的尾氧含量通常意味著燃燒器效率的降低。理想的燃燒器尾氧含量可以控制在3%以內; 市場上表面燃燒的燃燒器的尾氧含量通常在7%左右, 相對于 3%的尾氧含量, 意味著產生相同的熱量,需要多耗費大約 6~8%的天然氣。對于常年運轉或者設備長期在較高負荷運轉,天然氣消耗量比較大的業主,選擇一款尾氧含量低的燃燒器對于降低運行成本至關重要。
可調比
采用了電子比例調節的低氮燃燒器通常應該具備至少5:1以上的高可調比。更低的可調比意味著實際運行過程中更多的ON/Off 啟停,同時也意味著更多的天然氣消耗。除非是負荷常年在一個比較小的穩定區間的鍋爐,選擇一個高可調比的燃燒器對于降低天然氣的消耗,降低運行成本,延長設備的使用壽命非常重要。
其它主要考慮因素
燃燒穩定性是選擇燃氣鍋爐低氮燃燒器的主要考慮因素,包括設備本身的可靠性。對于采用FGR技術的低氮燃燒器,需要特別關注FGR煙氣再循環比例,過大的比例意味著燃燒極易不穩定,或者對于設備的技術和控制水平有比較苛刻的要求。
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從現在的形式來看,燃氣鍋爐實現低氮燃燒是我國社會發展的大勢所趨,也是減少大氣污染物排放的一個重要舉措。
現有的燃氣低氮鍋爐的低氮燃燒技術主要圍繞如何降低燃燒溫度,減少熱力型氮氧化物(NOx)生成開展的,主要技術包括分級燃燒、預混燃燒、煙氣再循環。
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