《燃?xì)饧夹g(shù)在鍋爐改造中的應(yīng)用研究》7500字

燃?xì)饧夹g(shù)在鍋爐改造中的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u引言 1第1章相關(guān)概述 11.1燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t介紹 11.2燃?xì)忮仩t的構(gòu)造和特點(diǎn) 11.3燃?xì)饧夹g(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)研究 2第2章鍋爐的排放與NOx的生成 42.1燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐的排放 42.2NOx的生成 42.2.1熱力型NOx 42.2.2快速型NOx 52.2.3燃料型NOx 5第3章當(dāng)前燃?xì)忮仩t存在的問題及解決措施 63.1當(dāng)前燃?xì)忮仩t存在的問題 63.1.1質(zhì)量不統(tǒng)一，售后不完善 63.1.2氣體燃燒不充分，燃料利用率低 63.1.3排煙和排污時(shí)，熱量損失嚴(yán)重 63.2燃?xì)忮仩t改造的解決措施 63.2.1構(gòu)建燃?xì)忮仩t質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 63.2.2縮小鍋爐內(nèi)空氣系數(shù)，合理配置燃燒器 73.2.3采用冷凝式鍋爐，除煙環(huán)保，節(jié)省資源 7第4章低氮改造方案 84.1當(dāng)前低氮燃燒技術(shù) 84.1.1空氣分級(jí)燃燒技術(shù) 84.1.2燃料分級(jí)燃燒 84.1.3濃淡燃燒法 94.1.4全預(yù)混空氣燃燒 94.2低氮改造方案的方法運(yùn)用 94.2.1分級(jí)燃燒 94.2.2燃燒機(jī)預(yù)混 104.2.3煙氣再循環(huán) 10第5章結(jié)束語 12參考文獻(xiàn) 13引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，環(huán)境保護(hù)問題成為近年來的重點(diǎn)，環(huán)保觀念已經(jīng)深入人心，為了將環(huán)保工作落實(shí)，就需要全面實(shí)行“煤改氣”工程，將燃煤鍋爐改用燃?xì)忮仩t，既響應(yīng)了國(guó)家的環(huán)保政策，又使燃?xì)忮仩t技術(shù)得到更好的利用和發(fā)展，取得“雙贏”的發(fā)展局面。燃?xì)忮仩t具有原料燃燒較充分、燃燒高熱值、且危險(xiǎn)性低、尾氣排放無污染等優(yōu)點(diǎn)，可以有效的降低對(duì)空氣環(huán)境的污染。由此，本文對(duì)通過燃?xì)饧夹g(shù)改造鍋爐進(jìn)行了研究，主要通過對(duì)燃?xì)忮仩t和燃煤鍋爐的排放對(duì)比，指出了燃?xì)忮仩t的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)指出了當(dāng)前燃?xì)忮仩t存在的問題，并給出了對(duì)應(yīng)的解決措施；最后設(shè)計(jì)了燃?xì)忮仩t的低氮改造方案，可以給各個(gè)地區(qū)提供一定的參考。第1章相關(guān)概述對(duì)比燃煤鍋爐來說，燃?xì)忮仩t有著各種各樣的優(yōu)勢(shì)，而燃?xì)忮仩t的改造則主要是依靠燃?xì)饧夹g(shù)來進(jìn)行的。由此，對(duì)當(dāng)前鍋爐介紹以及燃?xì)忮仩t的構(gòu)造特點(diǎn)分析進(jìn)行了探討，旨在確立本文的理論基礎(chǔ)。1.1燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t介紹燃?xì)忮仩t的定義指的是所有使用可燃?xì)怏w作為燃料的鍋爐，這是一個(gè)很廣泛的概念，按具體使用的燃料，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，煙氣流程，鍋爐本體材料，燃燒方式可以分為很多種。天燃?xì)忮仩t顧名思義指的是燃料為天燃?xì)獾腻仩t，天燃?xì)忮仩t和燃油鍋爐、電鍋爐比較起來最經(jīng)濟(jì)，所以大多數(shù)人們都選擇了天燃?xì)忮仩t作為蒸汽、采暖、洗浴用的鍋爐設(shè)備。燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t正常生產(chǎn)用水相等，但燃?xì)忮仩t節(jié)約了燃煤鍋爐用來除塵、除渣等防塵的輔助用水。燃?xì)忮仩t燃料輸送及其它輔助設(shè)備少，功率小，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短，所以耗電量低，費(fèi)用較省。燃煤鍋爐運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量煙塵，對(duì)環(huán)境造成很大污染，而天然氣為清潔能源，對(duì)環(huán)境有很大的改善。1.2燃?xì)忮仩t的構(gòu)造和特點(diǎn)（1）較高的熱效率。由于水與煙氣在爐膛內(nèi)直接接觸換熱，設(shè)備的換熱效率很高，經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門檢測(cè)，該設(shè)備效率達(dá)98%。（2）安全可靠。燃?xì)鉄崴畽C(jī)組內(nèi)沒有鍋筒，沒有煙管，只有水管。簡(jiǎn)單地說就相當(dāng)于一個(gè)換熱管，煙氣與水全部在避開的筒體內(nèi)交換，才采用了避開式結(jié)構(gòu)和有容無壓的工藝。所以設(shè)備運(yùn)行起來非常安全，完全排除了鍋爐承受爆炸的隱患。（3）體積小。由于該設(shè)備獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得設(shè)備的體積和占地面積都小于同規(guī)格的常規(guī)鍋爐?？砂惭b地下室，裙樓或建筑物的頂部。（4）升溫速度。燃?xì)鉄崴畽C(jī)組由于是煙氣直接與水相容結(jié)，所以它加熱的熱水速度非?？臁Ｖ恍枰獑?dòng)很短時(shí)間即可達(dá)到供水要求。這種快速升溫的特點(diǎn)是任何采暖和生活用水設(shè)備所不能比擬的。（5）綠色環(huán)保。燃?xì)鉄崴畽C(jī)組的煙氣排放物中二氧化硫和氮氧化物的排放量?jī)H為﹤1mg/m3和212mg/m3。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)中的500mg/m3和400mg/m3。1.3燃?xì)饧夹g(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)研究隨著社會(huì)生活的信息化和經(jīng)濟(jì)的全球化，城市燃?xì)夤こ套鳛榕c人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的基礎(chǔ)性工程，其重要性日益突出，并受到了人們的廣泛關(guān)注和重視。因此，針對(duì)我國(guó)城市燃?xì)夤こ讨写嬖诘牟蛔愫捅锥?，要采取措施進(jìn)行解決。城市燃?xì)饧夹g(shù)是進(jìn)一步發(fā)展燃?xì)夤こ痰幕A(chǔ)，只有不斷對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，才能更好的發(fā)展。我國(guó)城市燃?xì)饧夹g(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是將燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)建設(shè)過程中存在的問題給予解決，并全面系統(tǒng)地掌握發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，與我國(guó)的燃?xì)饧夹g(shù)進(jìn)行比較和分析，總結(jié)出我國(guó)城市燃?xì)饧夹g(shù)的不足之處，進(jìn)而在城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中融入科技元素，推動(dòng)燃?xì)庠O(shè)備以及燃?xì)庑畔⒒a(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，促使燃?xì)饧夹g(shù)向著更高、更好的方向發(fā)展。因此，城市燃?xì)鈶?yīng)該重點(diǎn)對(duì)以下關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。調(diào)峰與儲(chǔ)氣。重點(diǎn)研究城市高壓環(huán)狀管網(wǎng)、球罐、地下儲(chǔ)氣庫(kù)、采用LNG等儲(chǔ)氣方式。對(duì)凋峰手段的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，并針對(duì)不同的城市燃?xì)廨斉淝闆r，采用與之相適應(yīng)的儲(chǔ)氣方案，從而達(dá)到事半功倍的效果。建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。以負(fù)荷與負(fù)荷特性的研究為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，建立對(duì)管網(wǎng)計(jì)算的評(píng)價(jià)方法和管網(wǎng)的模擬，不斷實(shí)踐檢驗(yàn)和修正流量計(jì)算公式。進(jìn)一步研究和修正管道埋設(shè)的強(qiáng)度計(jì)算方法，將高新技術(shù)應(yīng)用于施工過程、維修改建以及運(yùn)行中，并針對(duì)特殊地形的管道穿越方式進(jìn)行研究。（4）建設(shè)城市燃?xì)饧夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并使之與國(guó)際接軌。第2章鍋爐的排放與NOx的生成2.1燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐的排放北京市從1998年開始進(jìn)行燃煤鍋爐清潔能源改造，持續(xù)推進(jìn)多年后，目前燃煤鍋爐總量約3萬蒸噸，燃?xì)忮仩t約7萬蒸噸。與之前比較，現(xiàn)在大氣污染物構(gòu)成比例發(fā)生了較大變化，燃煤鍋爐時(shí)期主要是SO2、煙塵和NOx帶來的污染，燃?xì)忮仩t為主時(shí)期減少了SO2、煙塵污染，但是NOx排放量卻有所增加，帶來了新的問題。肖云江等人在研究中提出燃?xì)忮仩t(熱效率90%)提供1GJ熱量所產(chǎn)生的NOx是燃煤鍋爐(熱效率82%)的3．5倍。2015年，北京市NOx濃度達(dá)標(biāo)情況為，年均濃度為50μg/m3，與40μg/m3的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相比超標(biāo)25%。根據(jù)北京大學(xué)氣象站點(diǎn)的空氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，PM2．5與NOx的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性，NOx排放是重污染形成的主要因素之一。北京市的季節(jié)性污染特征明顯，采暖季污染程度明顯大于非采暖季，這其中有氣候條件不利污染物擴(kuò)散等方面因素，但重污染天氣更主要的原因還在于季節(jié)性能源消耗產(chǎn)生的污染物排放，這種現(xiàn)象在整個(gè)北方地區(qū)都比較普遍。燃?xì)忮仩t作為北京地區(qū)冬季供暖的主要熱源，所排放的NOx對(duì)大氣污染的貢獻(xiàn)率較大。煤改氣后燃?xì)忮仩t的降氮問題開始引起環(huán)保部門重視，北京市NOx的排放濃度限值較之前更為嚴(yán)格，2017年4月1日開始執(zhí)行在用鍋爐80mg/Nm3的排放限值。王慶豐等對(duì)北京市85臺(tái)小區(qū)集中供熱燃?xì)忮仩tNOx排放情況進(jìn)行了實(shí)測(cè)，測(cè)試數(shù)據(jù)表明:燃?xì)忮仩tNOx平均排放質(zhì)量濃度為125mg/m3。另?yè)?jù)環(huán)保部門調(diào)查報(bào)告，北京市NOx排放均值濃度為153mg/m3。這兩組數(shù)據(jù)都表明，目前北京市的在用鍋爐NOx排放達(dá)標(biāo)困難。2.2NOx的生成燃料在燃燒過程中產(chǎn)生NOx可分為三種類型：熱力型、快速型和燃料型，NOx主要成分是NO和NO2，其中NO占95%以上，它們的產(chǎn)生有著各自不同的機(jī)理。燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的NOx主要是熱力型NOx和快速型NOx。2.2.1熱力型NOx燃燒時(shí)溫度高于1500℃，空氣中的氮在高溫下氧化生成的NOx，即為熱力型NOx。這種NOx只在高溫下形成，其中的生成過程是一個(gè)不分支連鎖反應(yīng)，也被稱為捷里多維奇反應(yīng)式。N2+O→NO+NN+O2→NO+ON+OH→H+NO研究表明，決定NOx產(chǎn)生量的最主要變量是爐膛溫度。當(dāng)溫度低于1500℃時(shí)，熱力NOx的生成量很少;高于1500℃時(shí)，溫度每升高100℃，反應(yīng)速率將增大6倍～7倍。2.2.2快速型NOx1971年，費(fèi)尼莫爾(Fenimore)根據(jù)碳?xì)淙剂项A(yù)混火焰的軸向NO分布實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為在反應(yīng)區(qū)附近會(huì)快速生成NO，遂稱其為“快速NO”，即費(fèi)尼莫爾反應(yīng)機(jī)理。快速型氮是在高燃料濃度燃燒條件下生成的?？焖貼O的形成與三個(gè)因素有關(guān)，即CH原子團(tuán)的濃度及形成過程、N2分子反應(yīng)生成氯化物的速率和氮化物間相互轉(zhuǎn)換率。CH+N2→HCN+NN+H2→NH+HNH+H2→NH3HCN+O2→NO+HCO2.2.3燃料型NOx燃料型NOx是燃料中固定氮在高溫(600℃)氧化后生成的NOx，煤燃燒時(shí)約75%～90%的NOx是燃料型NOx，因此燃料型NOx是燃煤鍋爐產(chǎn)生NOx的主要來源。而天然氣中氮的含量非常少，基本可以忽略。第3章當(dāng)前燃?xì)忮仩t存在的問題及解決措施3.1當(dāng)前燃?xì)忮仩t存在的問題隨著霧霾等污染的加劇，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，許多地區(qū)都進(jìn)行了“煤改氣”這一舉措，雖然環(huán)境污染逐漸得到了緩解，然而在當(dāng)前，許多地區(qū)在“煤改氣”的過程中暴露了許多問題，使得全面減排這一政策受到了影響。3.1.1質(zhì)量不統(tǒng)一，售后不完善全國(guó)各地使用燃?xì)忮仩t的很多，生產(chǎn)的燃?xì)忮仩t也各色各樣，各行各業(yè)對(duì)鍋爐的要求也不一樣。而且生產(chǎn)廠家為了降低成本，生產(chǎn)出來的燃?xì)忮仩t質(zhì)量不過關(guān)，直接被投入使用，導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生。還有些企業(yè)售后服務(wù)不完善，對(duì)用戶反映的情況視而不見，態(tài)度服務(wù)差，出現(xiàn)隨意安裝，草草了事等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了用戶的使用效果，削減了燃?xì)忮仩t的口碑。3.1.2氣體燃燒不充分，燃料利用率低質(zhì)量合格的燃?xì)忮仩t在正常的情況下，氣體充分燃燒，熱能利用率高損失較少，節(jié)約資源；而燃?xì)忮仩t在使用一段時(shí)間后或鍋爐質(zhì)量不過關(guān)的情況下，氣體的燃燒率在90%左右，將會(huì)損失10%的熱能和資源；燃料在鍋爐燃燒后，排煙溫度相對(duì)較高，煙氣中的水蒸汽仍處于氣態(tài)，會(huì)帶走大量的熱量。燃?xì)忮仩t燃料利用率低，氣體燃燒不充分，燃燒率在50%左右，浪費(fèi)大部分熱能和資源。3.1.3排煙和排污時(shí)，熱量損失嚴(yán)重一般情況下，排煙和排污量與熱能損失成正比，排煙量越大，排煙溫度越大，熱能損失就越大；排污率越大，排污壓力越高，排污損失越大。由于燃?xì)忮仩t沒有排污熱能回收裝置，所以排放污水和排煙會(huì)對(duì)熱量損失嚴(yán)重。3.2燃?xì)忮仩t改造的解決措施3.2.1構(gòu)建燃?xì)忮仩t質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系相關(guān)部門，統(tǒng)一國(guó)家燃?xì)忮仩t質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，完善公司售后服務(wù)，可以通過寫信或電子郵件或公告的方式，將統(tǒng)一國(guó)家燃?xì)忮仩t質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的愿望告訴相關(guān)部門，達(dá)成質(zhì)量統(tǒng)一和協(xié)作。同時(shí)建立健全公司售后服務(wù)體系，保證公司有良好的服務(wù)態(tài)度和責(zé)任心，保證公司安裝和維修鍋爐的質(zhì)量，深化售前、售中和售后服務(wù)改革，保障用戶的良好體驗(yàn)和公司的良好信譽(yù)和口碑，建立一個(gè)集技術(shù)、服務(wù)、質(zhì)量為一體的體系，這樣可以在一定程度上降低事故的發(fā)生率。3.2.2縮小鍋爐內(nèi)空氣系數(shù)，合理配置燃燒器氣體的不充分燃燒主要是因?yàn)殄仩t之中摻雜了許多空氣，過量的空氣系數(shù)，導(dǎo)致燃燒時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的煙霧，帶走大量的熱量，損失大部分的熱能。因此，在保證燃?xì)忮仩t燃燒率的基礎(chǔ)上，盡可能地降低過量的空氣系數(shù)，合理配置燃燒器，嚴(yán)格進(jìn)行調(diào)試，使燃燒器與鍋爐設(shè)備特點(diǎn)相匹配，既能使燃料充分燃燒，又能減少熱能損失。3.2.3采用冷凝式鍋爐，除煙環(huán)保，節(jié)省資源冷凝式鍋爐就是利用高效的煙氣冷凝余熱回收裝置來吸收鍋爐尾部排煙中的顯熱和水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱，以達(dá)到提高鍋爐熱效率的目的。冷凝式鍋爐與傳統(tǒng)的鍋爐不同，傳統(tǒng)的鍋爐排煙的溫度在150-200攝氏度之間，排煙時(shí)，會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)的水高溫氣化時(shí)造成熱量流失；冷凝式鍋爐與之不同的是：它能利用熱量回爐凝結(jié)的成水的原理，降低排煙溫度，并將其保持在50-80攝氏度之間，冷凝式鍋爐既回收了排煙時(shí)的熱量，減少了損失，又能除去煙中的有害物質(zhì)，節(jié)能環(huán)保。同時(shí)定期做污水處理和清洗鍋爐或者使用軟化水，減少水垢的出現(xiàn)，這樣能保證鍋爐內(nèi)的清潔，能有效減少鍋爐內(nèi)的損傷程度，可進(jìn)一步保證用戶的身體健康。如果在鍋爐的底部安裝一個(gè)污水處理裝置，促進(jìn)污水的重復(fù)利用率，又能達(dá)到節(jié)約水資源的效果。第4章低氮改造方案通過以上分析，對(duì)燃?xì)忮仩t進(jìn)行低氮改造能在很大程度上解決很多問題，能進(jìn)一步有效減少環(huán)境污染。西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在數(shù)十年前就遇到了NOx污染問題，其控制對(duì)策值得借鑒。燃?xì)忮仩t低氮燃燒技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，主要通過分級(jí)燃燒、燃燒機(jī)預(yù)混和煙氣再循環(huán)等技術(shù)手段和措施來進(jìn)行低氮控制。4.1當(dāng)前低氮燃燒技術(shù)當(dāng)前低氮燃燒技術(shù)主要方法有空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、燃料分級(jí)燃燒技術(shù)、濃淡燃燒技術(shù)、全預(yù)混燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)。4.1.1空氣分級(jí)燃燒技術(shù)空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是將空氣分級(jí)送入鍋爐，使天然氣在爐內(nèi)分級(jí)燃燒。通常采用的方法是第一級(jí)營(yíng)造貧氧燃燒環(huán)境，降低燃燒區(qū)域的氧濃度及燃燒溫度，減少熱力型NOx的產(chǎn)生；第二級(jí)將燃燒所需的其余空氣通過燃燼風(fēng)噴口（位于燃燒器）進(jìn)入爐內(nèi)，形成富氧燃燒環(huán)境，將燃料燃盡。燃燒過程中會(huì)有一部分一級(jí)燃燒殘留的氮氧化為NO，但由于燃燒溫度較低，總的生成量不大。采用空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，通常可將氮氧化物的排放量減少約20%～30%。但由于采用該燃燒技術(shù)之后，增大了不完全燃燒熱損失，致使?fàn)t膛內(nèi)的燃燒區(qū)域向后面區(qū)域偏移，導(dǎo)致爐膛出口煙溫驟升，從而大大降低了燃料燃燒的熱效率。該技術(shù)目前在工業(yè)應(yīng)用中使用較為廣泛。4.1.2燃料分級(jí)燃燒燃料分級(jí)燃燒也被稱為燃料再燃技術(shù)。已生成的NO在遇到烴根和未完全燃燒產(chǎn)物時(shí)，會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。利用這一原理，將80%～85%燃料送入一級(jí)燃燒區(qū)（富燃料區(qū)），在過?？諝庀禂?shù)大于1的條件下燃燒生成NOx；其余15%～20%的燃料則通過主燃燒器送入二級(jí)燃燒區(qū)，在過?？諝庀禂?shù)小于1的條件下形成還原氣氛，將NOx還原。二級(jí)燃燒區(qū)上面還布置第三級(jí)燃燒區(qū)（燃盡區(qū)），將二級(jí)燃燒生成的未完全反應(yīng)產(chǎn)物燃盡。燃料分級(jí)燃燒法技術(shù)可以較大程度地降低NOx排放，一般情況下可以使NOx排放濃度降低50%以上，同時(shí)保證燃料一級(jí)燃燒的良好效果。4.1.3濃淡燃燒法濃淡燃燒法適用于裝有兩個(gè)燃燒器以上的鍋爐，該方法原理是給部分燃燒器供應(yīng)較多的空氣（呈貧燃料區(qū)，α＞1），即燃料過淡燃燒，此過程空氣含量過量，使燃燒火焰降低，熱力型NOx產(chǎn)生量較少；部分燃燒器供應(yīng)較少的空氣（呈富燃料區(qū)，α＜1），即燃料過濃燃燒，此過程燃料過量，會(huì)有NOx生成，但因爐內(nèi)整體溫度較低，氧氣貧乏，其生成量較少；濃淡燃燒的兩種情況均偏離了NOx產(chǎn)生的化學(xué)當(dāng)量比，因此降低了NOx的生成濃度。濃淡燃燒法因天然氣在爐內(nèi)的持續(xù)燃燒使鍋爐內(nèi)的溫度更加均勻，從而降低爐內(nèi)燃燒溫度，延長(zhǎng)燃燒器及爐體壽命，同時(shí)提高天然氣的熱效率。使用該法工作時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)兩種燃燒形式，使?jié)獾パa(bǔ)、搭配均勻，才能達(dá)到好的降低火焰溫度、減少NOx產(chǎn)生的效果。4.1.4全預(yù)混空氣燃燒燃?xì)馊A(yù)混燃燒是指天然氣在進(jìn)入燃燒器前與足夠的空氣充分混合，燃燒過程中不再供給空氣的燃燒方式。全預(yù)混燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，燃燒室?nèi)容積熱強(qiáng)度高，一般可達(dá)28～56×103kW/m2，且能在很小的過剩空氣系數(shù)下達(dá)到完全燃燒（通常α＝1.05～1.1），幾乎不存在不完全燃燒現(xiàn)象。全預(yù)混燃燒器表面式燃燒，火焰徑向分布，溫度場(chǎng)均勻，火焰穩(wěn)定，安全性好，與傳統(tǒng)的燃?xì)馊紵飨啾龋紵鶆?、充分，燃燒表面大，?qiáng)度高，空氣過量系數(shù)小，不需要二次空氣，省去了二次空氣的入口的面積，更有利于熱能的利用和環(huán)境保護(hù)。（1）全預(yù)混燃燒不產(chǎn)生燃料型氮氧化物；（2）不產(chǎn)生快速型氮氧化物；（3）全預(yù)混燃燒降低了熱力型氮氧化物的生成濃度，因此降低氮氧化物濃度的效果較為明顯。但全預(yù)混燃燒器對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的要求較其他燃燒器更高，使用時(shí)應(yīng)該注意。4.2低氮改造方案的方法運(yùn)用4.2.1分級(jí)燃燒分級(jí)燃燒技術(shù)的主要特點(diǎn)是燃料和空氣分級(jí)送入爐膛。燃料分級(jí)是在主燃燒區(qū)送入大部分燃料，可在一次火焰區(qū)尾部形成一個(gè)富含NH3，CH，HCN的低氧還原區(qū)，已生成的NOx在通過該區(qū)域時(shí)，部分會(huì)被還原成N2?？諝夥旨?jí)是將燃料燃燒所需空氣分階段送入爐膛，先將理論空氣量的80%左右送入主燃燒器，形成缺氧富燃料燃燒區(qū)，在燃燒后期將燃燒所需空氣的剩余部分以二次風(fēng)形式送入，使燃料在空氣過剩區(qū)燃盡。分級(jí)燃燒能夠確保燃料進(jìn)行充分燃燒，同時(shí)大大降低煙氣中NOx的生成，采用分級(jí)燃燒技術(shù)可減少60%左右的NOx排放。4.2.2燃燒機(jī)預(yù)混預(yù)混燃燒是相對(duì)于擴(kuò)散燃燒的另一種典型燃燒方式，根據(jù)預(yù)混氧化劑的含量是否能夠使燃料完全燃燒，分為部分預(yù)混和完全預(yù)混燃燒兩類。在燃燒前，燃料與氧氣已經(jīng)在燃燒器內(nèi)充分混合，預(yù)混燃燒的燃燒溫度高、燃燒強(qiáng)度大，對(duì)當(dāng)量比可進(jìn)行完全控制，由此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燃燒溫度的控制，進(jìn)而控制熱力型NOx的生成。在降低NOx生成方面，完全預(yù)混燃燒和部分預(yù)混都具有很大潛力，較之非預(yù)混燃燒可減少85%左右的NOx生成。不過，預(yù)混氣體有著極高的可燃性，預(yù)混燃燒火焰穩(wěn)定性差，有可能導(dǎo)致回火，回火現(xiàn)象控制不好，輕則影響燃燒機(jī)使用壽命，重則會(huì)給燃燒機(jī)帶來災(zāi)害性后果。由于預(yù)混燃燒在安全性控制上存在一定技術(shù)困難，目前應(yīng)用并不十分廣泛。這項(xiàng)技術(shù)還會(huì)導(dǎo)致過量空氣系數(shù)偏高，增加排煙損失、降低鍋爐效率。4.2.3煙氣再循環(huán)燃燒產(chǎn)生的部分煙氣，經(jīng)冷卻后再循環(huán)送回燃燒區(qū)，或與空氣進(jìn)行混合后送入燃燒區(qū)，由此降低氧濃度和燃燒區(qū)的溫度，達(dá)到減少NOx生成量的目的，這種方式被稱為煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù)。其原理是通過循環(huán)煙氣的吸熱作用降低火焰溫度，稀釋氧氣濃度，降低燃燒速度，以減少熱力型NOx生成。煙氣再循環(huán)技術(shù)主要減少的是熱力型NOx，對(duì)燃?xì)忮仩t降氮效果最為顯著，這是由于天然氣的含氮量低，且NOx生成又以熱力型為主。另外，該技術(shù)的使用效果與再循環(huán)煙氣量也有關(guān)，煙氣再循環(huán)率一般控制在10%～20%，若過高則會(huì)出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定的情況，未完全燃燒熱損失也會(huì)增加。經(jīng)驗(yàn)表明，煙氣再循環(huán)率為10%～15%時(shí)，燃?xì)鉅t的NOx排放濃度可降低40%以上。煙氣再循環(huán)的控制方法是通過風(fēng)機(jī)進(jìn)口控制擋板來調(diào)節(jié)煙氣再循環(huán)回收的煙氣量，擋板由PLC通過4mA～20mA信號(hào)進(jìn)行控制，通過回收煙氣量與燃燒負(fù)荷整定出最佳燃燒曲線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，根據(jù)鍋爐不同工況下運(yùn)行狀況自動(dòng)調(diào)整煙氣的回收量，以達(dá)到鍋爐在不同負(fù)荷運(yùn)行下，將NOx濃度控制在合理的范圍內(nèi)的目的。煙氣再循環(huán)技術(shù)會(huì)在一定程度上降低鍋爐的熱效率，需要通過合理的回收和精準(zhǔn)的控制將其影響降至最低。煙氣再循環(huán)技術(shù)可在一臺(tái)鍋爐上單獨(dú)使用，也可和其他低氮燃燒技術(shù)配合使用，使得NOx排放更低，對(duì)環(huán)境污染更低，更有利于環(huán)境保護(hù)。第5章結(jié)束語由于燃?xì)庵械幕曳?、含硫量和含氮量比煤低，燃燒充分，煙氣中粉塵量極少，排放易達(dá)到國(guó)