燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)應(yīng)用研究

王偉偉

摘要：隨著我國對環(huán)保要求的不斷提高，環(huán)保新政策開始逐漸實施，以工業(yè)鍋爐為例，嚴(yán)格要求其大氣污染物的排放，因此超低氮燃燒器技術(shù)逐漸在我國推廣應(yīng)用。本文首先從氮氧化物減排應(yīng)用技術(shù)出發(fā)，對低氮燃?xì)馊紵骷夹g(shù)特點及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并結(jié)合實例具體介紹了燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)的應(yīng)用，希望能給到相關(guān)人士一些建議和幫助。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t;超低氮燃燒器;技術(shù)應(yīng)用

在我國化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，燃?xì)忮仩t的污染排放一直困擾著環(huán)保部門和生產(chǎn)企業(yè)。由于燃?xì)忮仩t排放物中含有氮氧化物和二氧化硫等物質(zhì)，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，并對人類的健康造成一定的危害，因此降低氮氧化物的排放量已迫在眉睫。本文將通過對燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)應(yīng)用的研究，期望能夠達(dá)到降低氮氧化合物排放的目標(biāo)。

一、氮氧化物減排應(yīng)用技術(shù)

氮氧化物減排技術(shù)主要是通過燃燒前和燃燒中兩個過程來控制氮氧化物的濃度和排放量。首先燃燒前，根據(jù)大量研究結(jié)果顯示，排放物中氮氧化合物的含量和空氣預(yù)熱的溫度有直接的關(guān)系，當(dāng)空氣預(yù)熱溫度過高時會造成排放物中氮氧化合物的濃度升高，溫度過低又會增加燃料的消耗，進(jìn)而導(dǎo)致氮氧化合物的排放量增加，因此在燃燒前必須將空氣預(yù)熱到一定的程度，并對其進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能達(dá)到降低氮氧化合物排放量，降低燃料消耗的目的。其次燃燒中，一些研究表明燃料燃燒的溫度、氧氣含量和高溫?zé)煔獾臏魰r間都會影響燃?xì)忮仩t爐膛中氮氧化合物的形成和濃度，因此在燃燒的過程中要做到科學(xué)合理的控制鍋爐中燃?xì)獾臏囟燃把鯕夂?，同時也要嚴(yán)格控制高溫?zé)煔獾臏魰r間，并結(jié)合超低氮燃燒器的應(yīng)用，來達(dá)到降低氮氧化合物排放量的目的。

二、超低氮燃?xì)馊紵骷夹g(shù)特點及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 超低氮燃?xì)馊紵鞯募夹g(shù)特點

超低氮燃?xì)馊紵骶哂袃蓚€突出的特點：第一，實現(xiàn)了空氣和燃料的最佳配比，燃燒器想要進(jìn)行穩(wěn)定、高效的工作，并實現(xiàn)低排放的目標(biāo)就必須要保證燃料和空氣得充分且均勻的混合，可以利用斷壁效應(yīng)和臨界旋渦效應(yīng)來設(shè)計設(shè)計爐膛的形狀和尺寸等等，并與火焰的參數(shù)相匹配，最終實現(xiàn)火焰的穩(wěn)定。第二，實現(xiàn)了控制排放氮氧化合物，氮氧化合物的生成和燃?xì)忮仩t的爐膛結(jié)構(gòu)、溫度控制、煙氣的內(nèi)循環(huán)及燃料與空氣的混合程度等都有關(guān)系，而超低氮燃?xì)馊紵鞯慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計與爐膛的參數(shù)保證了高程度的匹配，因此能夠有效地降低燃燒器在燃燒時產(chǎn)生的污染物濃度，達(dá)到控制氮氧化合物排放的目的。

2.2 超低氮燃?xì)馊紵鞯年P(guān)鍵技術(shù)

超低氮燃?xì)馊紵鞯年P(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在超低氮燃燒器、煙氣再循環(huán)技術(shù)和超級乳化技術(shù)三個方面。以下我們進(jìn)行詳細(xì)的分析：

2.2.1 超低氮燃燒器

超低氮燃燒器配置有四級配風(fēng)、三級燃料輸入，其中配風(fēng)方式采用了低速的中心風(fēng)、中速的旋流風(fēng)和高速的軸流風(fēng)。在與四級配風(fēng)相對應(yīng)的空氣區(qū)域設(shè)計了相匹配的四種噴槍，以此來進(jìn)行燃料和乳化水的注入。在燃燒器內(nèi)部設(shè)置了三種主要的技術(shù)來降低氮氧化合物的生成：①燃料與空氣的超混合技術(shù)，一方面利用分級射流促進(jìn)內(nèi)循環(huán)的方式將燃燒室最大化利用，另一方面采用燃料和助燃空氣對沖的方式，達(dá)到充分的混合。②分級燃燒技術(shù)，將燃料的燃燒過程分成不同的階段，并配比不同的空氣含量，實現(xiàn)燃料燃燒三個階段的充分燃燒，降低氮氧化合物的生成，提高燃料的利用率。③半預(yù)混燃燒技術(shù)，將燃?xì)馊剂吓c助燃空氣在爐膛內(nèi)進(jìn)行充分均勻的預(yù)混，再進(jìn)行燃燒就能夠在火焰穩(wěn)定的前提下減小根部火焰，降低氮氧化合物的生成，同時還能減少一氧化碳的排放量。

2.2.2 煙氣再循環(huán)技術(shù)

在燃料燃燒的過程中，若是缺氧會生成氮氣，若是氧氣充足則會生成一氧化氮，因此氧氣濃度能夠促進(jìn)氮氣的轉(zhuǎn)化。同時燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳會導(dǎo)致碳的不完全燃燒生成一氧化碳，而一氧化碳又能夠直接還原一氧化氮。由此利用煙氣再循環(huán)技術(shù)就能夠有效地控制氮氧化合物的產(chǎn)生。煙氣再循環(huán)技術(shù)還能夠降低燃燒火焰的溫度，減緩燃料的燃燒速度，更進(jìn)一步降低氮氧化合物的生成。

2.2.3 超級乳化技術(shù)

超級乳化技術(shù)指的是在氮氧化合物生成的峰值區(qū)域，噴射乳化水來達(dá)到降低氮氧化合物的目的。乳化水的噴射位置是根據(jù)模擬軟件找到火焰的峰值區(qū)域，對其噴射微?；蟮娜榛F，在降低氮氧化合物的同時還不會影響其他區(qū)域的氧氣濃度，并且不會對鍋爐造成損壞。利用超級乳化技術(shù)一定要精確計算各種參數(shù)，保證火焰的溫度和燃燒的穩(wěn)定。同時乳化水的噴射還要具備大小合理的顆粒和有效的速度，這樣才能夠有效地降低氮氧化合物的產(chǎn)生。

三、燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)的實際應(yīng)用

我們以烏魯木齊在2019年改造燃?xì)忮仩t為例，來具體介紹燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)的實際應(yīng)用。在2019年，完成調(diào)試和檢測驗收的整改鍋爐實現(xiàn)了減少氮氧化合物253蒸噸的喜人成績。改造完成后，燃燒排放的二氧化 硫、氮氧化物、一氧化碳值全部≤30毫克/立方米，實現(xiàn)了低氮排放。同時在社會效益方面，燃?xì)忮仩t的熱保障能力得到了顯著的提升，其熱效率為95.7%，過量空氣系數(shù)為1.16，全部符合燃?xì)忮仩t對熱效率限定值的要求。最終結(jié)果顯示通過對燃?xì)忮仩t的改造和部分設(shè)備的技術(shù)升級，超低氮燃燒器技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了氮氧化合物的排放，還從一定程度上提高了燃?xì)忮仩t運(yùn)行的穩(wěn)定性和供熱保障的能力。

結(jié)語：綜上所述，我們得知燃?xì)忮仩t在經(jīng)過超低氮燃燒器技術(shù)的改造之后，降低了氮氧化合物的排放量，同時還提高了鍋爐的熱效率，即實現(xiàn)了環(huán)保效益，又實現(xiàn)了社會經(jīng)濟(jì)效益。同時還促進(jìn)了企業(yè)的清潔生產(chǎn)，符合我國當(dāng)前對節(jié)能環(huán)保的要求，因此我們要大力推進(jìn)燃?xì)忮仩t超低氮燃燒器技術(shù)，對燃?xì)忮仩t進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)改造和技術(shù)提升，以期達(dá)到節(jié)能減排的最終目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 姬海民，李文鋒，楊冬，等. 基于超低氮燃?xì)忮仩t振動控制試驗研究[J]. 中國電力，2021，54（3）：185-190. DOI：10.11930/j.issn.1004-9649.202003166.

[2] 陳旭，朱永郁，陶軍，等. 低氮燃燒器的NOx排放性能及運(yùn)行優(yōu)化[J]. 化工進(jìn)展，2021，40（2）：1069-1076. DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0708.