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锅炉低氮燃烧技术在实际应用中存在的问题

返回列表 来源:银晨锅炉 发布日期:2019-05-10 09:16
 

烟气再循环技术属于低氮改造的主要技术之一,但是在实际应用中有以下问题:

01
烟气再循环率的控制

烟气再循环率指的是再循环烟气量与全部排烟量之比。一定范围内,烟气再循环率增加有利于降低NOx浓度,但是当烟气再循环率增加到一定量时,NOx浓度下降速度变小。但是同时,烟气循环率的增加使得燃烧不稳定,不完全燃烧率增加,锅炉出力及效率降低。所以,合理控制烟气再循环率非常重要,然而,其控制要求较为复杂,不仅需要考虑NOx浓度,同时要考虑燃烧器的功率调节以及烟气温度等条件。

02
燃烧器产生冷凝水

冬季,空气温度较低,回流烟气中含有大量的水蒸气,此时,两者混合时,极易产生冷凝水,导致燃烧器和鼓风机腐蚀损坏。所以FGR系统需要兼顾空气温度,烟气循环率、烟气温度等因素,必须保证混合后的气体温度高于烟气露点温度。通常会通过加热助燃空气的方式来解决以上问题,但是如何加热?加热到多少温度这些都是需要慎重考虑的问题,由此带来控制系统的复杂程度变高。

03
炉膛匹配性问题

一般应用FRG改造技术的锅炉需要较大的炉体结构,而很多改造的锅炉炉体并不满足此条件。

 

  • 水冷燃烧技术

燃烧器的火焰被冷却水管包围,通过冷却水管的冷却水带走热量,降低火焰温度,从而破坏氮氧化物生成条件。通常搭配预混燃烧技术一起使用,预混燃烧可有效缩小火焰长度,较短的火焰可充分被冷却水管进行降温。

本技术可有效降低NOx排放浓度,但是适用性不广。由于采用水冷却,所以对于大多数改造项目,由于炉体结构无法改造,所以本技术无法应用。水冷燃烧基本只能适用于置换案例或全新设计炉体的工程案例。另外,这种炉体一般搭配专用燃烧器,而不是通用燃烧器,一旦燃烧器出现故障,用户可选择的燃烧器就非常局限。

 

  • 全预混金属丝网表面燃烧

全预混燃烧技术配合金属纤维是目前小型燃气锅炉的主流低氮燃烧技术。

全预混燃烧指的是在燃烧之前将燃料和所需全部助燃空气进行精确比例预混,在燃烧全过程中,可实时进行空燃比的恒定。也就是说,氧浓度基本可以维持恒定,不太会出现氧浓度过高的区域。

由铁--铝及稀有金属材料制成的多孔金属纤维网为燃烧表面,其气孔分布均匀,燃烧强度大,燃气和空气精确混合后,在其表面产生短簇型火焰,燃烧面积大,燃烧均匀,没有局部高温区,有效抑制NOx的生成。

全预混燃烧+多孔金属纤维网的配合使用,由于多孔金属纤维网的孔隙很小,燃烧时不存在宏观尺寸上的火焰(所以又称无焰燃烧),理论上讲,基本不会产生回火。

传统扩散式燃烧相比,全预混表面燃烧的火焰径向均匀分布,且燃烧表面积大,温度分布均匀,峰值温度低,火焰发生速度快,反应停留时间短等优点,NOx排放浓度可达到30 mg/m3以下。在排放标准最严的美国加州地区,该技术也是低氮燃烧的主流应用技术。

 

全预混金属丝网表面燃烧

 

全预混金属丝网表面燃烧的主要弊端是燃烧器丝网容易堵塞,这是由于国内空气及天然气质量较差导致。

但是对于全预混燃烧技术“不安全”的看法是一种误解,从上面的解释我们可以看出,全预混燃烧搭配多孔金属纤维引起回火的可能性微乎其微。国内低氮改造的热潮,催生了很多国内生产厂家,简易组装直接上马了许多全预混燃烧器及锅炉,由于质量及技术不过关,导致了一些质量和安全事故。但是随着目前技术的改进和更多安全保障措施的加入,这种安全事故的可能性,已经几乎为零。

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