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开发技术先进的低NOx高效燃气燃烧器(简称:低氮燃烧器)及其燃烧控制系统,可以达到控制污染物的排放和提高锅炉整体运行效率的目的。通过综合利用目前国际上最先进的分级燃烧技术、浓淡燃烧技术、混合燃烧技术和中心稳燃技术等技术,可以实现在燃气时CO≤30 mg/Nm3,NOx≤75 mg/Nm3;燃尽率≥99.99%,达到高效燃烧和低污染物排放。北京节能技术监测中心,立足自身实际,吸收和借鉴国内外同行业领先技术优势和研发经验,与多所高校开展技术合作,联合研发低NOx高效燃气燃烧器,并着手准备申报政府有关部门技术推广,将为北京市乃至全国的燃气锅炉有效降低氮氧化物排放工作,提供较为成熟的技术和产品。
高炉煤气是一种低热值煤气,安全性差,应用范围窄。该装置试验成功,将在钢铁企业内扩大高炉煤气使用范围,改善钢铁企业燃料结构,节省大量的高热值燃料。以试验成功的湘钢焦化厂粗苯管式炉计算,全年可增加收益160万元。替换出的焦炉煤气用于城市煤气,可增加3.5万户家庭供气。该装置结构简单,不用另加辅助设备,煤气操作方便。可代替现有的加压引射式高炉煤气燃烧器,其结构原理还可用于其他低热值燃气。
目前被大家公认,并已在各燃煤机组锅炉上广为应用的降NOx方法,定制发生炉煤气燃烧器主要是燃烧中脱氮的低氮燃烧技术加燃烧后脱氮的烟气脱硝技术;燃烧中脱氮是根据NOx的生成机理采取的低氮燃烧技术主要是:低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等,该技术的主要机理就是将燃烧器通过纵向布置形成氧化还原、主还原、燃尽三区,对于四角切圆燃烧锅炉还可通过横向双区布置形成近壁区和中心区两个区域,从而实现燃料与配风在炉膛内分区、分级、低温、低氧燃烧,降低煤粉燃烧过程中NOx生成量。从2011年至今,该低氮燃烧技术在全国的燃煤锅炉上大范围应用,通过改造和运行优化,NOx减排量可达30%—70%,对于四角切圆燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的400-600mg/m3降为200mg/m3以内,对冲燃烧锅炉NOx的排放浓度可由原来的500-700mg/m3降为370mg/m3以内,“W”火焰燃烧锅炉NOx的排放浓度[3]可由原来的1100-1300mg/m3降为800mg/m3以内。发生炉煤气燃烧器厂商目前,局限于低氮燃烧技术研究和发展,且该技术很短时期内在在运锅炉上快速、集中、大量的应用后,其技术尚未来得及进行消化吸收、优化改进等,笔者针对产生的问题和应对措施进行探讨。
目前,在国内钢铁企业的焦化厂中管式炉大多使用焦炉煤气作为热源,每年要消耗大量的焦炉煤气,而在钢铁企业炼铁高炉中产生的大量低热值高炉煤气,由于着火温度高、着火浓度范围窄、燃烧稳定性差、容易熄火等原因,应用范围受限,除一部分用于加热炉外,剩余部分没有利用。在全民环保意识增强和国家节能减排的产业政策要求下,节约高值、经济价值高的焦炉煤气,充分利用低热值的高炉煤气,已成为各钢铁企业焦化厂亟待解决的一个课题。管式炉用高炉煤气燃烧器利用高炉煤气作为焦化厂管式加热炉的热源,扩大了高炉煤气应用范围,降低了能源消耗,可广泛用于钢铁企业的焦化厂,具有很好的推广价值。
火焰炉的燃料来历广,报价低,便于量体裁衣采取不一样的构造,有利于下降出产费用,但火焰炉难于完成准确操控,对环境污染严重,热效率较低。电炉的特点是炉温均匀和便于完成主动操控,加热质量好。按能量变换方法,电炉又可分为电阻炉、感应炉和电弧炉。以单位时间单位炉底面积计算的炉子加热能力称为炉子出产率。炉子升温速度越快、炉子装载量越大,则炉子出产率越高。在通常情况下,炉子出产率越高,则加热每千克物料的单位热量耗费也越低。因而,为了下降能源耗费,应该满负荷出产,尽量进步炉子出产率,一起对焚烧设备实行燃料与助燃空气的主动份额调理,以防止空气量过剩或缺乏。此外,还要削减炉墙蓄热和散热丢失、水冷构件热丢失、各种开口的辐射热丢失、离炉烟气带走的热丢失等。
燃烧器一般根据使用燃料种类分为燃油(包括重油、其它燃料油等)燃烧器、燃气燃烧器、煤粉或煤浆燃烧器等。目前所用的工业油气两用燃烧器基本由燃料系统、送风系统、点火系统、监测系统、电控系统组成。各部分功能为:燃料系统一保证燃烧时所需的燃料;送风系统一向燃烧室里送入一定风速和风量的空气;点火系统一点燃空气与燃料的混合物;监测系统一保证燃烧器安全运行;电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心。