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天然气低氮燃烧技术的发展历史介绍

时间:2020-09-11 20:20:41 来源:

  燃气低氮燃烧(器)工业应用技术分为以下四个阶段:

  第一阶段:

  早期燃烧技术的特点是在稳定燃烧的前提下提高燃料的燃尽率,对NOX的生成和危害认识程度则不高。

  第二阶段:

  随着燃烧控制技术工业化水平的提高以及环保部门对NOX控制要求的提出,工业界开始认识到采用冷却火焰面温度的方法可有效降低NOX的生成。在这一阶段以分级燃烧为代表的低氮燃烧技术开始了大规模的应用,很好地应对了当时的NOX排放标准。由于分级燃烧不仅可以有效降低NOX生成,CO的排放水平也较低,因此该项技术直今在欧洲、中国、日本、南美仍被广泛使用。但是,分级燃烧对NOX生成量的控制水平差异较大,以EN676为例,根据燃烧技术装备水平的不同,NOX排放可分为三级:170mg/m3、120mg/m3和80mg/m3,分别适用于不同的排放标准。

  第三阶段:

  迫于环境空气质量改善的压力,美国南加州最先将NOX的排放标准提高至60mg/m3,燃烧器工业界开始采用烟气再循环(FGR)对在用的燃烧器进行改造,这时经典的分级燃烧和烟气再循环组合技术开始得到广泛应用,并在一段时间内解决了NOX标准加严的问题。

  第四阶段:

  2003年南加州再次发布了调高燃气NOX排放标准的计划,工业界初期的解决方案普遍采用贫燃预混燃烧控制思路,即通过鼓入大量的过剩空气来降低火焰区温度,以实现NOX超低排放。但随着能源价格的上涨,排烟热损失大的问题逐渐凸显,致使燃烧器工业界不得不继续开发业主接受度高、兼顾NOX排放和能源效率的新技术。基于这种考虑,分级燃烧、FGR烟气再循环、预混等基于某种低氮燃烧技术的技术耦合成为目前超低氮燃烧技术发展的大趋势。

  低氮氧化物燃气锅炉(低NOX排放锅炉)工作原理

  随着我国新大气污染物排放标准(GB13271-2014)及各个地方大气污染物排放标准的发布,标准中对锅炉的低氮氧化物(NOx)的规定越来越严格,与旧标准相比,新标准氮氧化物加严了25%~50%,而北京新标(征求稿)自标准实施之日起氮氧化物(NOx)的限制在60mg/m3,2016年4月1日起,氮氧化物(NOx)的限制在30mg/m3。

  一边是越来越严格的锅炉环保标准,而一边却是国内锅炉行业一直以来没有太多进步的燃烧技术。目前我国的大部分锅炉的NOx排放还处于较高的状态,根据全国燃气工业锅炉的检测统计分析结果,其中NOx排放质量浓度小于等于200mg/m3的锅炉仅占到了35%。

  全预混锅炉是一种低氮氧物排放的锅炉,它使用的是全预混燃烧方式。传统燃烧方式一般为扩散式,通过燃烧机,将燃气与空气分别送入锅炉炉膛,边混合边燃烧。

  全预混燃烧是通过混合装置预先将燃气与空气按比例完全混合,混合气体送入特制的燃烧筒中燃烧,具有燃烧温度高、火焰短、燃烧完全等特点。

  全预混燃烧是目前热门燃烧研发方向!

  锅炉超低氮燃烧技术

  超低氮燃烧三大核心技术

  1、燃烧与锅炉高度耦合技术

  利用FULENT数学模拟仿真技术,对锅炉不同工况进行模拟设计,并通过多次测试,设计出燃烧与锅炉本体高度耦合的低氮燃烧锅炉。

  2、全预混燃烧技术(FPB技术)

  全预混燃烧,是指通过特殊设计的燃烧机及混合装置,在点火之前将燃气与空气完全混合均匀,并送入特制的燃烧头进行燃烧,燃烧剧烈快速,火焰温度可达1000℃以上。预混燃烧的最大特点是燃烧完全,效率高,并且能实现超低N0x排放,符合欧盟最严格的NOx排放标准。

  3、烟气再循环技术(FGR技术)

  FGR烟气再循环技术,原理上就是从锅炉的排烟口通过一个外部管道,引流一部分烟气重新回到燃烧机吸风口,加入到炉膛内再循环。FGR技术可以降低燃烧温度,并且降低了氧气的分压,可以有效减小NOx的生成。【以上内容由蒸汽发生器为你整理发布】

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