低氮燃燒的原理及(低氮燃燒器工作原理講解)
1.低氮燃燒器工作原理講解
原發(fā)布者：永恒的動(dòng)力
目錄一、改造的目的。二、NOx主要包括哪些。三、燃燒過(guò)程中NOx生成的機(jī)理。四、煤粉爐NOx生成的機(jī)理。五、降低NOx的辦法。六、本次燃燒改造的范圍（技術(shù)）。七、改造后降低NOx排放的原理。八、操作。一、改造的目的：本鍋爐采用四角切向布置直流式煤粉燃燒器，因運(yùn)行過(guò)程中燃燒器及爐膛結(jié)焦嚴(yán)重，給鍋爐安全運(yùn)行帶來(lái)隱患，同時(shí)為滿足國(guó)家環(huán)保要求，降低NOX原始排放濃度，對(duì)燃燒器進(jìn)行了改造。二、氮氧化物主要包括哪些：1、一氧化二氮（N2O）2、一氧化氮（NO）3、二氧化氮（NO2）4、三氧化二氮（N2O3）5、四氧化二氮（N2O4）6、五氧化二氮（N2O5）等三、燃燒過(guò)程中NOx生成的機(jī)理：1、物料型：有物料中的氮氧化物熱分解后氧化產(chǎn)生。2、快速型：由空氣中的N2與燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)等反應(yīng)生成。3、熱力型：空氣中的N2在高溫下氧化而成。四、煤粉爐NOx的生成機(jī)理：NOx：煤粉爐氮氧化物主要是NO和NO2鍋爐氮氧化物主要為NO約占95%,NO2僅占5%左右。燃料燃燒生成的NO來(lái)源：一、燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化（“熱反應(yīng)NO”）；二、燃料中所含氮化物在燃燒過(guò)程中熱分解再氧化（“燃料型NO”）。三、“瞬發(fā)型NO”（前面第二項(xiàng)）。五、降低NOx的辦法：1、選用N含量較低的燃料；2、降低空氣過(guò)剩系數(shù)，組織過(guò)濃燃燒，來(lái)降低燃料周圍氧的濃度；3、在過(guò)剩空氣少的情況下，降低溫度峰值以減少“熱反應(yīng)NO”;4、在氧濃度較低情況下，增加可燃物在火焰前峰和
2.低氮燃燒器原理
1、階段燃燒器
根據(jù)分級(jí)燃燒原理設(shè)計(jì)的階段燃燒器，使燃料與空氣分段混合燃燒，由于燃燒偏離理論當(dāng)量比，故可降低氮的生成。
2、自身再循環(huán)燃燒器
一種是利用助燃空氣的壓頭，把部分燃燒煙氣吸回，進(jìn)入燃燒器，與空氣混合燃燒。由于煙氣再循環(huán)，燃燒煙氣的熱容量大，燃燒溫度降低，NOx減少。另一種自身再循環(huán)燃燒器是把部分煙氣直接在燃燒器內(nèi)進(jìn)入再循環(huán)，并加入燃燒過(guò)程，此種燃燒器有抑制氧化氮和節(jié)能雙重效果。
3、濃淡型燃燒器
其原理是使一部分燃料作過(guò)濃燃燒，另一部分燃料作過(guò)淡燃燒，但整體上空氣量保持不變。由于兩部分都在偏離化學(xué)當(dāng)量比下燃燒，因而NOx都很低，這種燃燒又稱為偏離燃燒或非化學(xué)當(dāng)量燃燒。
4、分割火焰型燃燒器
其原理是把一個(gè)火焰分成數(shù)個(gè)小火焰，由于小火焰散熱面積大，火焰溫度較低，使“熱反應(yīng)NO”有所下降。此外，火焰小縮短了氧、氮等氣體在火焰中的停留時(shí)間，對(duì)“熱反應(yīng)NO”和“燃料NO”都有明顯的抑制作用。
5、混合促進(jìn)型燃燒器
煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間是影響NOx生成量的主要因素之一，改善燃燒與空氣的混合，能夠使火焰面的厚度減薄，在燃燒負(fù)荷不變的情況下，煙氣在火焰面即高溫區(qū)內(nèi)停留時(shí)間縮短，因而使NOx的生成量降低。混合促進(jìn)型燃燒器就是按照這種原理設(shè)計(jì)的。
6、低氮預(yù)燃室燃燒器
預(yù)燃室是近10年來(lái)我國(guó)開發(fā)研究的一種高效率、低氮分級(jí)燃燒技術(shù)，預(yù)燃室一般由一次風(fēng)（或二次風(fēng)）和燃料噴射系統(tǒng)等組成，燃料和一次風(fēng)快速混合。
在預(yù)燃室內(nèi)一次燃燒區(qū)形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料進(jìn)行燃燒，燃料在貧氧和火焰溫度較低的一次火焰區(qū)內(nèi)析出揮發(fā)分，因此減少了NOx的生成。
任何一種低氮燃燒技術(shù)實(shí)質(zhì)都是對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行管控的技術(shù)。根據(jù)低氮燃燒器20年的開發(fā)使用經(jīng)驗(yàn)，工業(yè)鍋爐要實(shí)現(xiàn)真正持續(xù)可靠的低氮燃燒，僅僅更換或改造燃燒器是不夠的，還需要對(duì)燃燒管控裝置進(jìn)行升級(jí)。
擴(kuò)展資料
在燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的氮的氧化物主要為NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物通稱為氮氧化物NOx。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃燒裝置排放的氮氧化物主要為NO，平均約占95%，而NO2僅占5%左右。
一般燃料燃燒所生成的NO主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是燃燒所用空氣（助燃空氣）中氮的氧化；二是燃料中所含氮化物在燃燒過(guò)程中熱分解再氧化。在大多數(shù)燃燒裝置中，前者是NO的主要來(lái)源，我們將此類NO稱為“熱反應(yīng)NO”， 后者稱之為“燃料NO”，另外還有“瞬發(fā)NO”。
燃燒時(shí)所形成NO可以與含氮原子中間產(chǎn)物反應(yīng)使NO還原成NO2。實(shí)際上除了這些反應(yīng)外，NO 還可以與各種含氮化合物生成NO2。在實(shí)際燃燒裝置中反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，[NO2]/[NO]比例很小，即NO轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2很少，可以忽略。
NOx是由燃燒產(chǎn)生的，而燃燒方法和燃燒條件對(duì)NOx的生成有較大影響，因此可以通過(guò)改進(jìn)燃燒技術(shù)來(lái)降低NOx，其主要途徑如下：
選用N含量較低的燃料，包括燃料脫氮和轉(zhuǎn)變成低氮燃料；
降低空氣過(guò)剩系數(shù)，組織過(guò)濃燃燒，來(lái)降低燃料周圍氧的濃度；
在過(guò)?？諝馍俚那闆r下，降低溫度峰值以減少“熱反應(yīng)NO”;
在氧濃度較低情況下，增加可燃物在火焰前峰和反應(yīng)區(qū)中停留的時(shí)間。
減少NOx的形成和排放通常運(yùn)用的具體方法為：分級(jí)燃燒、再燃燒法、低氧燃燒、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)等。
參考資料來(lái)源：搜狗百科-低氮燃燒器
3.超低氮燃燒器在使用時(shí)有哪些要注意的
1.建議操控柜上的電源操控按扭，此時(shí)數(shù)顯表就顯現(xiàn)當(dāng)時(shí)爐內(nèi)溫度，新安的裝爐體此溫度為環(huán)境溫度。
2.建議風(fēng)機(jī)操控按扭，裝置在爐體上的風(fēng)機(jī)就作業(yè)，此時(shí)若風(fēng)機(jī)損壞操控柜就自動(dòng)保護(hù)不進(jìn)入下一步操作。 3.當(dāng)?shù)偷贌龣C(jī)收到不利于焚燒的信號(hào)（例：焚燒失利、氣壓不穩(wěn)定、電路有問(wèn)題）等問(wèn)題時(shí)，焚燒操控器就馬上封閉燃?xì)獠l(fā)出報(bào)警信號(hào)。
4.低氮焚燒機(jī)若報(bào)警，有必要是處理缺陷后由操作人員對(duì)其手動(dòng)復(fù)位才可以持續(xù)作業(yè)。 5.整個(gè)設(shè)備的操作，操作人員應(yīng)參看爐體安全操作規(guī)程及生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行操作。
6.按生產(chǎn)工藝要求需求調(diào)整操控溫度時(shí)，操作員應(yīng)參看智能數(shù)控表說(shuō)明書進(jìn)行調(diào)度。
4.什么是低氮燃燒
在燃料的燃燒過(guò)程中，氮氧化物的生成是燃燒反應(yīng)的一部份：燃燒生成的氮氧化物主要是NO和NO2，統(tǒng)稱為NOx。
大氣中的NOx溶于水后會(huì)生成為硝酸雨，酸雨會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)廣泛的危害，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，如：腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天的文物古跡；損壞植物葉面，導(dǎo)致森林死亡；使湖泊中魚蝦死亡；破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡；飲用酸化物造成的地下水，對(duì)人體有害。 同樣的酸濃度下硝酸雨對(duì)樹木和農(nóng)作物的損害是硫酸雨的1倍。
NOx還對(duì)人的身體健康有直接損害，NOx濃度越大其毒性越強(qiáng)，因?yàn)樗子趧?dòng)物血液中的血色素結(jié)合，造成血液缺氧而引起中樞神經(jīng)麻痹。NOx經(jīng)太陽(yáng)紫外線照射與汽車尾氣中的碳?xì)浠衔锿瑫r(shí)存在時(shí)，能生成一種淺藍(lán)色的有毒物質(zhì)硝基化合物會(huì)形成光化學(xué)煙霧。
城市光化學(xué)煙霧是指含有碳?xì)浠衔锖偷趸锏纫淮挝廴疚锏某鞘写髿?，由于?yáng)光輻射則發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的生成物與反應(yīng)物的特殊混合霧。光化學(xué)煙霧對(duì)人體有很大的刺激性和毒害作用。
它刺激人的眼、鼻、氣管和肺等器官，產(chǎn)生眼紅流淚、氣喘咳嗽等癥狀，長(zhǎng)期慢性危害使肺機(jī)能減退、支氣管發(fā)炎，甚至發(fā)展成癌。嚴(yán)重時(shí)可使人頭暈胸痛，惡心嘔吐，手足抽搐，血壓下降，昏迷致死。
光化學(xué)煙霧可導(dǎo)致成千上萬(wàn)人受害或死亡，還可使植物褪掉綠色、改變顏色，造成葉傷、葉落、花落和果落，直到減產(chǎn)或絕收。此外，還可使家畜發(fā)病率增高，使橡膠制品龜裂老化、腐蝕金屬、損壞各種器物、材料和建筑物等。
由于城市里氮氧化物和烴類排放量較大以及特有的氣候條件，所以容易形成光化學(xué)煙霧。
