天然氣鍋爐低氮燃燒改造問題分析研究

陳華剛

（中國(guó)石化集團(tuán)中原石油勘探局有限公司供熱管理處，河南 濮陽 457000）

在最近的幾年來，伴隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)壓力不斷增加，我國(guó)對(duì)于工業(yè)大氣污染排放的要求隨之提高，在鍋爐煙氣排放過程中，標(biāo)準(zhǔn)也是比較高，通過對(duì)燃煤鍋爐作出合理除塵和脫硫改造，保證自身的運(yùn)行效率得到全面提升。此外因?yàn)樘烊粴馊剂献陨硎谴嬖谥容^高燃燒效率和排放污染較低，在日常中得到了十分廣泛的應(yīng)用。因此現(xiàn)如今我國(guó)各個(gè)地區(qū)中已經(jīng)是出現(xiàn)了比較多的燃煤鍋爐改成為燃?xì)忮仩t。因此在本文之中，主要是分析了天然氣鍋爐低碳燃燒改造的問題，在這個(gè)基礎(chǔ)之上提出了下文中的一些內(nèi)容。

一、降低燃?xì)忮仩tNOX的排放方法分析

（一）合理的選擇低氮燃燒器

針對(duì)于NOX而言，主要是在鍋爐進(jìn)行燃燒時(shí)所出現(xiàn)的，根據(jù)相關(guān)分析可以得出，鍋爐燃燒所出現(xiàn)NOX生成量是于燃燒過程中的溫度和過量空氣系數(shù)a存在直接聯(lián)系，然而這兩個(gè)因素和燃?xì)?空氣速度比以及混合濃度存在聯(lián)系，為了能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒器低NOX排放，因此必須要對(duì)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)和受熱面給予充分的保障，通過對(duì)燃?xì)夂涂諝庾鞒龊侠淼姆纸猓Ｕ峡梢孕纬梢粋€(gè)比較穩(wěn)定的燃燒分級(jí)區(qū)域，這樣才可以滿足鍋爐運(yùn)行過程中負(fù)荷的要求。

除此之外，傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t在燃燒過程中，穩(wěn)焰盤內(nèi)部旋流葉片是以平板式所呈現(xiàn)出來，這個(gè)時(shí)助燃的空氣存在較大的阻力，在流速和能力方面損失比較嚴(yán)重，其中燃燒的噴嘴通常情況下是沿著噴追軸直接噴出，并不是帶有著旋轉(zhuǎn)，這個(gè)時(shí)候氣體燃料沒有辦法和助燃空氣交叉到一起進(jìn)行混合燃燒，比較容易存在著局部高溫問題，生產(chǎn)大量的熱力型NOX。但是進(jìn)行改造后，穩(wěn)焰盤是帶有著傾角或者是互動(dòng)流線型，這時(shí)氣體將會(huì)沿著穩(wěn)焰盤形成相應(yīng)的角度，從而射出，同時(shí)對(duì)于穩(wěn)定軸向流動(dòng)中，可以讓旋流區(qū)域帶有著一定的傾角，使氣流通過時(shí)能夠做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，保證燃料以及助燃空氣之間得到更加充分以及合理的燃燒，避免鍋爐局部的溫度出現(xiàn)升高，最終對(duì)熱力學(xué)的NOX進(jìn)行降低。

（二）煙氣再循環(huán)的技術(shù)

對(duì)于燃?xì)忮仩t的煙氣循環(huán)技術(shù)而言，主要是包括了爐內(nèi)煙氣循環(huán)和爐外延期循環(huán)，爐內(nèi)延期循環(huán)則是根據(jù)燃燒器進(jìn)行完成，可以在燃燒起外側(cè)增加一定直流風(fēng)，這樣在燃燒時(shí)將會(huì)使其內(nèi)外側(cè)形成一種負(fù)壓，有效的對(duì)煙氣回流量控制，對(duì)燃燒在燃燒時(shí)候的溫度進(jìn)行降低，同時(shí)也是可以降低的出現(xiàn)量，針對(duì)于這種方法來說，在回流罩材料方面的要求較高，同時(shí)對(duì)于鍋爐內(nèi)部的火焰形狀及尺寸方面存在一定影響。但是采取這種方式可以較小的降低燃料氣體壓力，通過文丘里原理來進(jìn)行分析，所吸入到的燃燒會(huì)產(chǎn)生一些二氧化碳，并且對(duì)燃?xì)鈳硐♂?，?dǎo)致燃燒的速度和溫度進(jìn)行降低，最終達(dá)到降低NOX排放的目的。

二、燃?xì)忮仩t在進(jìn)行低氮改造中需要注意的一些問題

一是現(xiàn)有的先進(jìn)低碳燃燒器在運(yùn)行時(shí)候的NOX排放濃度基本上可以控制在每立方米五十到八十毫克，假如要想使NOX排放標(biāo)更低，那么在對(duì)鍋爐進(jìn)行改造的時(shí)，可以合理去應(yīng)用低氮燃燒器和煙氣再循環(huán)技術(shù)方式，在對(duì)煙氣進(jìn)行排放過程中，通過合理去增加煙氣化學(xué)處理措施，使最終效果更佳的理想。二是通過選擇低氮燃燒器來對(duì)鍋爐的低氮進(jìn)行改造，在進(jìn)行改造時(shí)，需要對(duì)燃燒器的調(diào)試工作引起足夠的重視。不僅需要根據(jù)規(guī)定能夠滿足鍋爐運(yùn)行百分之八十五以上的負(fù)荷排放要求，同時(shí)也是需要對(duì)過了的每一個(gè)負(fù)荷段排放情況以及燃燒情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試和對(duì)比，通常情況下主要是為了NOX排放量進(jìn)行降低，是需要對(duì)過量的空氣系數(shù)a進(jìn)行降低，但是如果空氣系數(shù)a比較低的情況下，那么會(huì)導(dǎo)致最終的燃燒并不穩(wěn)定，也是會(huì)增加快速性NOX的出現(xiàn)。同時(shí)高負(fù)荷端的過濾劇烈震動(dòng)也在低氮改造中要引起足夠的重視，三是在采用燃?xì)忮仩t進(jìn)行低氮改造時(shí)，如果使用全新燃燒器，那么必須要和鍋爐的生產(chǎn)廠家和設(shè)計(jì)單位作出溝通，對(duì)其燃燒器以及鍋爐墻的安裝只存進(jìn)行充分考慮，同時(shí)也是需要對(duì)鍋爐內(nèi)部的受熱面作出重新核定，這樣可以保證著火區(qū)域不會(huì)對(duì)鍋爐正常熱循環(huán)帶來影響。除此之外葉斯需要對(duì)新低氮燃燒器對(duì)于天然氣的參數(shù)要求作出核對(duì)，并且充分的考慮鍋爐原來鼓風(fēng)機(jī)的整體送風(fēng)能力，這點(diǎn)需要引起重視。

總結(jié)

通過上述分析得出，天然氣鍋爐人少所生產(chǎn)的NOX主要是為熱力型的NOX以及快速性的NOX。要想對(duì)NOX排放量進(jìn)行降低，必須要將燃燒室的溫度能夠控制在1800k之下，同時(shí)讓燃燒的區(qū)域變得更加均勻，過量空氣系數(shù)a是需要保持在1.05-1.10范圍之內(nèi)，并且是越低越好的，通過合理對(duì)煙氣再循環(huán)和低氮燃燒器的方案應(yīng)用，保證天然氣鍋爐的NOX排放量得到降低，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)鍋爐低碳排放方面存在著十分重要的一個(gè)作用，應(yīng)用時(shí)候的方便十分簡(jiǎn)單，并不需要過多的資金投入，但是其效果十分理想。