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行业知识

烟气再循环生物质燃烧机的试验分析

烟气再循环生物质燃烧机的试验分析

    摘  要:介绍了一种新型烟气再循环生物质燃烧机的热态试验情况,它是一种利用燃烧学的基本原理和技术为燃气锅炉开发的高效节能低污染的新型生物质燃烧机,实践证明该燃烧器燃烧稳息具有极低的回火率以及低N特性。

    近年来,各大中城市逐步淘汰市区内燃煤小锅炉、炉灶,改用油、气、电等清洁燃料或集中供热。“西气东输”的战略措施,为燃气锅炉的应用提供了物质基础。同时,国外燃油燃气锅炉大量涌入国内市场,国产燃油燃氕锅炉也得到了很大的发展。这些客观因素促使燃油燃气锅炉应用越来越多,呈逐年上升的趋势。燃油、天然气在锅炉炉膛内燃烧迅速、完全,热效率高。在当前市场上的各类锅炉中,烧天然气锅炉的热效率不容置疑地为最高,最先进的已高达94%。燃烧越彻底,排放的有害物质也就越少。油、气燃烧后几乎不产生灰渣,二氧化硫、二氧化碳的排放量也减少,因此被称为清洁燃料或绿色燃料、环保燃料燃油燃气锅炉因此被称为环保型锅炉。燃气锅炉的关键部件是燃烧器,目前国内燃气锅炉配用国内燃烧器的比例很小,大部分采用威索、利雅路、百得、奥林、力威、扎克等进口燃烧器。国产燃烧器虽然起步较晚,但发展很快,在技术和性能上都达到了国际水平。国家能源结构的调整,高层建筑的发展以及环保方面的要求,使燃气锅炉有了很好的发展空间,并给其关键部件燃烧器的自主创新带来了有利的契机。

    本试验研究的对象是上海诺特飞博燃烧器公司生产的燃烧器NTFB JD- 22D型燃烧器,该产品是配30夕燃气锅炉的生物质燃烧机。

1试验目的及原理

    本诫验的目的是测试NIFB JD- 22D型诺特飞博燃烧器的工作特性和烟气排放特性,旨在改善燃烧器结构及性能使其有良好的燃烧效率及低污染排放特性。该燃烧器采用烟气再循环低N(太燃烧技术及可调式燃气喷嘴来改善火焰情况降低NC1排放。

    烟气再循环技术是将部分低温烟气直接送入炉内,或与空气混合后送入炉内,因烟气吸热和稀释了氧浓度,使燃烧速度和炉内温度降低,因而热力型N(太减少。对于燃气锅炉,NOx降低最显著可减少200A~700。烟气再循环的缺点是,由于大量烟气流过炉膛,提高烟速而缩短了烟气在炉内的停留时间。由于烟气的进入,炉温降低,燃烧稳定性降低,所以生物质燃烧机的设计运行要在降低NOx的同时,保证其炉内火焰稳定及燃烧效率。

    烟气再循环的效果不仅与燃料种类有关,还与再循环的烟气量有关。再循环烟气量一般以烟气再循环率表示。再循环率过大,炉温降低太多,不稳定,化学与机械不完全燃烧损失增加。再循环率过小,达不到降低NC1的效果。NCI的降低程度与燃料含氮量有关。选取的再循环率与燃料种类和炉型有关。因此,烟气再循环率一般不超过30%。一般大型锅炉限制在10%~200,这时NOx可降低25%~35%。

    可调式燃气喷嘴,是将燃料喷口分为高速、低速,并依靠调节燃料喷口位置来改变火焰情况,达到火焰稳定和高效燃烧的目的。它是燃料分级降低NQ的一种方法通过控制燃气流量分配和火焰分离达到降低NQ浓度及稳定燃烧的目的。

2试验装置及方法

    该燃烧器共有8支天然气喷枪,布置在旋流盘与燃烧器外套筒中。这8支喷枪分为两种不同型式(各4支1分别称为直管喷枪和斜管喷枪,它们交替布置,喷枪喷口的角度方向可以调节。燃烧器旋流盘和两类喷枪均可以沿平行于燃烧器轴线纵向移动。

    燃烧器安装在寝SO-L6- o燃气锅炉上,该燃气锅炉为三回程燃气进入炉膛燃烧后烟气经过对流管束、省煤器吸热后,经排烟管道排出,过滤节流与空气混合后通过烟气挡板调节烟气循环量。

    该试验分4个工况,分别对700负荷、85%负荷、100%负荷无烟气再循环及io oOA负荷烟气再循环卒为30%时进行火焰分布及烟气排放特性测试。通过火焰稳定性、火焰充满度和炉膛温度来判断燃烧情况,通过尾部烟气分析来衡量N(1排放特性。

3试验结果及分析

    对于燃气锅炉,要使燃烧器出来的燃气充分燃烧,就必须保证炉膛内具有足够的温度、氧气浓度和烟气停留时间。在工程实际中,一般用尾气中00浓度来反映燃气锅炉的燃烧是否完全。

    检测数据表明:尾气中C嘣}放随着负荷的增加、过量空气系数的增加而减少,说明炉内燃烧条件不断改善。观察炉内火焰情况,火焰充满度不断增大,满负荷时火焰可达到整个空间,燃气燃烧趋于完全,畋冶量不断降低。此时污染物排放效果好。

    当燃气没有完全燃烧时,开启烟气挡板,增加烟气循环量,会产生炉膛内湍流现象,导致燃烧不稳定,炉膛熄火。烟气再循环时应保证00含量足够低。在保证燃烧完全的基础上利用烟气特性降低NQ浓度。经计算,开启烟气再循环30%,NQ浓度呵降低40%。

3 2 氮氧化物排放

    氮氧化物是指NO和NQ等的统称,通常用N(崃表示。氮氧化物按其生成机理可分为热力型NQ(1hemalNO。)、燃料型NO。(即e1N(太琊快速温度型NQ(Pr:mptNCl)3种类型。

    测试结果表明:增大负荷,尾气中的NOx浓度均有一定程度的提高,其原因在于燃烧器的火焰传播速度加快,火焰高温区面积增大,属于热力型NQ增加。

    当开启烟气再循环后,因烟气的吸热与稀释氧浓度,炉内温度降低使热力型NCI降低,氧浓度的降低使燃料型N(1降低,由于烟气再循环造成的还原性气氛使烟气中己生成的NOx被还原使N(工浓度有所降低。所以,开启烟气再循环有利于NCI的降低。

3 3过量空气系数仅

    烟气中氧气的浓度对燃气燃尽具有很大的影。燃烧器技术。烟气再循环生物质燃烧机的试验分析响,为保证燃烧充分,必须具有足够的空气量,即较大的过量空气系数。但增大过量空气系数,将使燃烧后烟气量显著增加,燃烧温度剧烈下降,影响燃烧效率,因此,在实际工程应用中,在保证燃烧完全充分的条件下,尽可能采用较低的过量空气系数。通常,生物质燃烧机的过量空气系数a控制在L2左右,以取得燃烧稳定、排放合格的燃烧工况。

    测试结果表明,在燃烧排放相近并达到国家标准要求的条件下,该燃烧器的过量空气系数a=1. 05~1.07已经超过气体燃料燃烧器的水平。极小的过量空气系数大大减少了锅炉排烟热损失,且大幅减少了烟气排放。

4结论及建议

    (1)采用该新型燃烧器技术,使生物质燃烧机的燃烧状态发生明显变化,燃气的利用率得到更大的提高。由于燃气流速和喷口位置可调,使炉内火焰稳定性及充满度增加,保证了燃烧效率。

    (2)增加负荷使尾气中N0。的浓度有一定程度的提高,开启烟气再循环后,将部分低温烟气直接送入炉内,可有效降低NOx浓度,下降幅度达到400的程度。

    (3)在烟气污染物排放达标的情况下,烟气再循环生物质燃烧机与普通燃烧器相比,过量空气系数可以降低0. 15以上,显著提高燃烧器燃烧敷率。


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点击次数:  更新时间:2018-02-20 21:55:12  【打印此页】  【关闭