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。
外部煙氣再循環和內部煙氣再循環技術
燃燒溫度的降低可以通過在火焰區域加入煙氣來實現,加入的煙氣吸熱從而降低了燃燒溫度。通過將煙氣的燃燒產物加入到燃燒區域內,不僅降低了燃燒溫度,減少了NOx生成;同時加入的煙氣降低了氧氣的分壓,這將減弱氧氣與氮氣生成熱力型NOx的過程,從而減少NOx的生成。根據應用原理的不同,煙氣再循環有兩種應用方式,分別為外部煙氣再循環與內部煙氣再循環。
立式燃油蒸汽鍋爐采用燃燒機下置方式,兩回程結構,燃料燃燒充分,鍋爐運行穩定而且占用空間少,同時煙管內插有擾流片,減緩排煙速度,增加換熱量,鍋爐熱,降低用戶使用費用;臥式燃油蒸汽鍋爐為鍋殼式全濕背順流三回程煙火管結構,火焰在大燃燒室內微正壓燃燒,完全伸展,燃燒熱負荷低,燃燒熱,有效地降低了排煙溫度,節能降耗,使用更經濟,采用波形爐膽和螺紋煙管結構,即提高了鍋爐的吸熱強度,又滿足了換熱面受熱膨脹的需要,科學合理,經久耐用。
鍋爐的爐膽空間大,儲存的蒸汽多,適應負荷能力強。設計合理的內置汽水分離器裝置,滿足用戶需用較蒸汽的要求。爐體開設人孔、頭孔、手孔,便于對爐膽內部進行清理,使維修、養護極為方便。
鍋爐安全設有多級聯鎖保護:壓力開關保護(設定壓力自動停機并報警)、低水位保護(鍋爐本體內水位低于警戒水位,自動切斷電源并報警)、安全閥保護(鍋爐壓力超過工作壓力,自動泄氣降壓),確保鍋爐在各種工況下萬無一失,安全到家。
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