Подробное объяснение технологии сгорания по ставке в горелках с низким содержанием ноксов

Поэтапное сжигание является одной из основных технологий внизкодоцветные горелкиПолем Контролируя процесс смешивания топлива и воздуха на стадиях, он нарушает высокотемпературную, богатую кислородом среду, необходимую для образования NOx, значительно уменьшая выбросы оксида азота. В этом разделе представлен подробный анализ принципа, типов, ключевых соображений проектирования и практических применений сжигания.

Градозованный газовый горелка с низким содержанием азота включает в себя дистрибьютор, направляющую пластину, электрод зажигания, топливную трубу зажигания и цилиндр сгорания. Дистрибьютор используется для обеспечения пути потока для газа, включая основное тело и множество газовых форсунок, соединенных с основным телом. Основным корпусом является цилиндр с промежуточным слоем, внешняя внешняя часть которого является межслойным, а внутренняя часть - полная часть. Есть несколько полостей распределения газа, расположенных с интервалами на вершине промежуточного слоя. Газ попадает в распределительную полость через основное тело и выброшен через газовое сопло.

Воздух течет через путь воздушного потока, образованный полой частью основного корпуса, и газовой форсункой, чтобы обеспечить пламен-газ для газа. Этот тип горелки оснащен отдельным воздуховодным каналом воздуха, который упрощает оборудование и экономит пространство и стоимость. Три слоя воздуха, поддерживающего сжигание, два слоя газа и увлеченный дымовой газ в горелке расположены в слоях, что снижает температуру пламени и концентрацию кислорода в дымовом газе, эффективно снижает излучение NOx и отвечает требованиям снижения азота и защиты окружающей среды.

1. Основной принцип сгорания

Генерация NOx зависит от трех условий: Высокая температура (> 1400 ° C), богатая кислородом окружающая среда и источники азота (N₂ из воздушных или азотных соединений в топливе)Полем Поэтапное сгорание нарушает эту цепь с помощью следующих механизмов:

1. Задержка смешивания: Топливо и воздух смешиваются поэтапно, чтобы избежать локализованных высокотемпературных зон.

2. Химическое подавление: В исходной зоне сгорания создается восстановительная атмосфера для преобразования азота в N₂ вместо NOx.

3. Контроль температуры: Разделив сжигание на стадии, пиковая температура пламени снижается, подавляя тепловое образование NOx.

2. Два основных типа сгорания

(1) Постановка воздуха

• Принцип:
  Воздух сжигания вводится в два этапа:

  • Основная зона сгорания (зона богатой топливом): Только 80-85% теоретического воздуха поставляется, создавая сжигание с дефицитом кислорода. Это снижает температуру и генерирует снижение газов (например, Co, H₂), которые преобразуют NOx в N₂.

  • Вторичная зона сгорания (зона выгорания): Оставшийся воздух вводится для обеспечения полного сжигания топлива.

• Преимущества:

  • Снижает термический NOx на 40-60%, особенно для газовых/нефтяных котлов.

  • Простая структура и низкая стоимость модернизации.

• Проблемы:

  • Требуется точный контроль соотношения воздушного топлива в первичной зоне, чтобы избежать осаждения углерода или чрезмерных выбросов СО.

(2) Постановка топлива

• Принцип:
  Топливо впрыскивается в два этапа:

  • Основная зона сгорания: Большая часть топлива (70–80%) и весь воздух сжигания поставляется, создавая богатую кислородом окружающую среду.

  • Вторичная зона сгорания: Оставшееся топливо (20–30%) вводится, где он зажигает с использованием высокотемпературного дымового газа из первичной зоны. Из -за дефицита кислорода и более низкой температуры образование NOx подавляется.

• Преимущества:

  • Более эффективно для снижения топлива NOx (например, угля, биомасса), достижение 50–70% снижения.

• Проблемы:

  • Требуется сложная система управления для координации впрыска топлива между этапами, чтобы предотвратить Flameout во вторичной зоне.

3. Ключевые параметры проектирования и стратегии оптимизации

1. Коэффициент постановки:

   • В воздушной постановке первичная зона обычно получает 80–90% от общего спроса на воздух. Слишком много воздуха снижает эффективность снижения NOx, в то время как слишком мало вызывает неполное сгорание.

   • В постановке топлива вторичное соотношение топлива, как правило, не должно превышать 30% для поддержания стабильности сжигания.

2. Интенсивность смешивания:

   • Пророки, многопортовые инжекторы или усилители турбулентности обеспечивают поэтапное, но тщательное смешивание топлива и воздуха.

3. Время резиденции:

   • Основная зона должна поддерживать время пребывания 0,3–0,5 секунды, чтобы обеспечить полное снижение NOx.

4. Типичные применения и тематические исследования

1. Газовые котлы:

   • Объединение Постановка воздуха + fgr Снижение NOx до ниже 30 мг/м³ (например, проект модернизации европейской электростанции).

2. Угольные электростанции:

   • Постановка топлива + SNCR Уменьшает выбросы NOx с 500 мг/м³ до 100 мг/м³ (например, единица 1000 МВт в Китае).

3. Цементные ротационные печи:

   • Многоступенчатые горелки с предварительным сгоранием с горением достигают более 60% снижения NOx.

5. Ограничения поставленного сгорания

1. Топливо пригодности:

   • Постановка воздуха лучше всего подходит для природного газа и легкого нефти, в то время как постановка топлива более эффективна для топлива с высоким содержанием азота (например, измельченный уголь, биомасса).

2. Сложность системы:

   • Требуется точные системы управления воздухом/топливом, увеличивая затраты на техническое обслуживание.

3. Синергия с другими технологиями:

   • Для Ultra-Low NOx (<50 мг/м³), поэтапное сгорание должно сочетаться с денитрификацией после комплекта (например, SNCR/SCR).

Заключение

Поэтапное сгорание достигает эффективного снижения NOx через "Поэтапное снабжение, точный контроль температуры и снижение химического вещества", делая это основным процессом в горелках с низким содержанием нокса. В практических приложениях соответствующая стратегия постановки должна быть выбрана на основе характеристик топлива, требований к выбросам и соображениям затрат, часто в синергии с другими технологиями с низким содержанием нокса (например, FGR, SCR).