低氮燃烧机技术简介

氮氧化物的生成途径可分为
快速型NOX
热力型NOX
燃料性NOX
快速型NOX,是由于碳氢燃料高温热分解产生的CH自由基和空气中的氮反应生成HCN和N,它们再以极快的反应速度进一步与氧作用生成NO,反应时间只约需60ms,故称快速型或瞬时反应型NOX。其占总的NOX生成量的比例是很小的。
热力型NOX是由于火焰加热空气中的氧和氮而生成的。热力型NOX形成的主要控制因素是温度和含氧量,及其反应物在高温区停留的时间。热力型NOX是气体燃烧时的NOX的主要组成部分。
燃料型NOX是以化合物存在于燃料中的氮原子在燃烧过程中被氧化而生成。由于燃气气体燃料中氮的化合物含量很低,不是NOX减排的重点。
温度升高,热力型NOX的生成速率的呈指数型增加。一般情况下,在1200℃以下时,热力型NOX的生成量是很少的,但随着温度的升高,NOX生成量迅速增加。因此,在保证稳定燃烧的前提下,降低燃烧温度是降低热力型NOX生成及排放的最有效办法。

一,烟气再循环技术简介

烟气再循环技术是通过将部分锅炉排烟重新引入炉膛,并同天然气、空气混合进行燃烧的一种降低氮氧化物的技术。
运用烟气再循环技术,锅炉内部核心区的燃烧温度降低,过量空气系数保持不变,在锅炉效率不降低的情况下,抑制了氮氧化物的生成,达到降低氮氧化物排放的目的。
锅炉排烟的10% - 25%经FGR烟管从锅炉排烟主管引回至锅炉前端,通过FGR烟管上的调节风门进行烟气量的调节;助燃空气经过新风过滤器后进入变频风机,经风机升压后至锅炉前端;燃料气经过双截止阀阀组、伺服调阀后至锅炉前端;锅炉排烟、助燃空气通过混合器后混合,与燃料气在特殊设计的喷嘴喷出,在锅炉中形成稳定的火焰。

系统流程图:



欧瑞特烟气再循环低氮燃烧器的主要部件包含:
燃烧器本体:调整天然气、空气的混合方式;
燃料调节阀组:调整天然气供应的最适压力;
助燃空气风机:变频调节,跟随锅炉负荷波动;
燃烧管理系统:保障燃烧器运行的安全、节能、环保;
循环烟气管道及阀组:调整烟气的循环量

欧瑞特烟气再循环低氮燃烧器特点:

序号

欧瑞特烟气再循环低氮燃烧器

1

燃料与空气充分均匀混合、燃烧速度快、燃烧完全、有效降低热力型NOx及快速型NOx

2

火焰尺寸小,负荷调节范围大,对不同锅炉改造适应性广

3

控制简单,锅炉操控性好,调试时间短

烟气再循环管道设备材质
烟气再循环管道回收的烟气在与燃烧机本体连接的位置同新风和燃料气混合,混合气温度在露点温度以下,会有凝结水产生,尽管烟气中的酸性气体CO2、NO、NO2、SO2、SO3以及氯离子等在气态下不具有腐蚀性,但溶于冷凝水中便生成碳酸、硝酸、硫酸、盐酸的稀酸性混合溶液,从而引发燃烧机本体的腐蚀,因此仍然需要考虑烟气的低温腐蚀问题。燃烧机本体设备和混合气流经管道,都使用耐腐蚀性强的材料,并做好防腐处理,保证设备与管道的使用寿命。

冷凝腐蚀原理
天然气燃烧会产生一定量的水蒸气,当烟气同新风和燃料气混合温度降低至露点温度时,就会有冷凝水析出,天然气燃烧后的产物部分会溶解在冷凝水中,导致冷凝水的特性较复杂。由于天然气中存在H2S,在燃烧过程中便会生成SO2,若有过剩空气存在,SO2进一步氧化为SO3,并与水蒸气反应生成H2SO4。
当混合气温度下降,气态硫酸在酸露点下会冷凝成硫酸液雾,贴附在燃烧机表面上便产生强烈腐蚀,生成腐蚀产物硫酸盐。燃气在燃烧过程中还会生成氮氧化物NO、NO2。研究指出,烟气中的氮氧化物按体积分数计,90%-95%是NO,而NO2份额只有5%-10%。NO难溶于水,NO2溶于水生成硝酸,含硝酸的冷凝水对混合气管道也产生腐蚀。
燃气与空气中还含有微量的氯化物、氟化物,在燃烧过程中分解而生成盐酸与氢氟酸,它们溶于冷凝水中也会引起腐蚀。一般来说,烟气的成分有一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、氮气及氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、未被氧化的或部分被氧化的碳氢化合物以及其他有机物。
可见,冷凝液中的主要化学物质为硫酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、碳酸氢盐和酸。由于硝酸和硫酸的存在,冷凝液会对设备表面材料产生腐蚀,从而降低其使用寿命,影响使用的安全性。

腐蚀原理
金属低温腐蚀速度取决于凝结水的酸量、酸浓度和金属壁温3个因素:烟气凝结的酸量越多,腐蚀越快。随着酸浓度的增加,腐蚀速度加快;在达到一定浓度(约56%)时,腐蚀速度最大;超过这一浓度,腐蚀速度急剧下降;酸浓度达到70%左右以后腐蚀速度基本不再变化。金属温度越低,化学反应速度越慢,腐蚀速度也降低。低温腐蚀速度随壁温的变化规律是上述3个因素综合作用的结果,通常最大腐蚀点的壁温比露点低20-45℃。

防腐措施
烟气的冷凝水呈酸性,这对设备的耐酸腐蚀性提了更高要求。燃烧机本体和混合气管道的防腐蚀措施大致可分为两类:一类是采用耐蚀材料;另一类是对材料进行表面防腐蚀处理。本项目中,燃烧机本体和混合气管道选用304不锈钢材质。

施工标准和验收规范

????? 我方实施项目过程中,使用并满足以下使用标准和验收规范:

  1. DB11/ 139-2015《锅炉大气污染物排放标准》
  2. GB50273-2009《锅炉安装施工及验收规范》
  3. GB50041-92《锅炉房设计规范》
  4. GB/T 19839-2005《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》
  5. GB50150-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验》
  6. GBJ232-82 《电气装置安装工程施工及验收规范》
  7. GB50303-2002《建筑电气工程施工质量验收规范》
  8. 中华人民共和国国务院令第549号《特种设备安全监察条例》
  9. 北京市燃气(油)锅炉低氮改造验收要求
  10. 北京市燃气(油)锅炉低氮改造以奖代补资金管理办法

本项目各项验收标准皆以国家及北京市有关标准的最高要求为准(包括但不限于此)。燃烧器产品满足《锅炉大气污染物排放标准》和《北京市燃气(油)锅炉低氮改造以奖代补资金管理办法》。

  1. 在工况(启动,最低火到100%功率输出时)氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%,且浓度值低于30mg/m3(折算到3.5%氧含量时)。改造后验收通过环保局认证的第三方检测机构的现场检查并能取得100%输出功率时的烟气达标报告。
  2. 采用全负荷范围内电子比例调节;
  3. 锅炉热效率与改造前不降低;
  4. NOX排放:小于30mg/m3。
  5. 改造后达到操作简单、锅炉长期运行安全可靠,符合国家相关技术要求。所有相关环保、安全手续、相关的工程竣工资料均由我方负责。
  1. 在氮氧化物排放浓度削减幅度大于等于50%,且浓度值低于30mg/m3(折算到3.5%氧含量时)。改造后验收通过环保局认证的第三方检测机构的现场检查并能取得100%输出功率时的烟气达标报告。
  2. 采用全负荷范围内电子比例调节;
  3. 锅炉热效率与改造前基本不降低;
  4. NOX排放:小于30mg/m3。
  5. 改造后达到操作简单、锅炉长期运行安全可靠,符合国家相关技术要求。

 

? 二:?? 表面燃烧低氮燃烧器
欧瑞特表面燃烧系列低氮燃烧器采用低压降炉头设计,对鼓风机电机马力要求低,提高效率。在使用天然气时不需要烟气再循环就恩能够够实现超低氮氧化物排放和一氧化碳的排放。
欧瑞特表面燃烧低氮燃烧器的主要部件包含:
燃烧器本体:调整天然气、空气的混合方式;
燃料调节阀组:调整天然气供应的最适流量;
助燃空气风机:跟随锅炉负荷波动;
燃烧管理系统:保障燃烧器运行的安全、节能、环保;

欧瑞特表面燃烧低氮燃烧器特点:

序号

欧瑞特表面燃烧低氮燃烧器

1

燃料与空气充分均匀混合、燃烧速度快、燃烧完全、火焰分布均匀,有效降低热力型NOx及快速型NOx

2

火焰尺寸小,负荷调节范围大,适用于炉膛较小的锅炉

3

控制简单,锅炉操控性好,调试时间短

此燃烧器采用烟气再循环技术保证在不同锅炉运行工况下的氮氧化物排放指标达到北京市环保局要求,同时满足申请北京市低氮改造补贴的条件,具体参数如下:

序号

项目

1

燃气器为一体化机型;

2

燃烧器燃烧稳定,无较大震动;

3

燃烧器燃烧阻力较小;

4

电子比例调节,精确度高,有较高的调节比;

5

风门和燃气调节阀精度高,带4-20mA输出反馈;

6

烟气含氧量低于3.5%;

7

NOx排放低于30mg;

8

锅炉热效率变化有限;锅炉热效率影响不超过-0.3%

9

改造中利旧设备

10

满负荷噪音低于85分贝

11

燃烧器自控方面要求:

 

(1)支持RS485端口,支持对外协议输出功能;

 

(2)支持对外开放锅炉温度给定信号功能;

 

(3) 支持对外输出火焰强度信号功能;

 

(4) 支持对外输出故障信号功能;

 

(5) 燃烧器本体具备自动联锁故障报警、提示、安全停机等功能;

 

(6) 燃烧器本体具备燃烧空气不足、突然停电、燃气泄漏、燃气超欠压等保护功能;

 

(7) 燃烧器本体自控具有预吹扫、后吹扫等功能;

 

(8) 燃烧器本体具备根据锅炉供(回)温度,自动调节火焰大小功能;

 

(9) 燃烧器本体具备自动点火、火焰监控等功能。

13

服务承诺

 

(1)投标企业的服务承诺实用可行

 

(2)有完善的培训计划

 

(3)有定期派技术人员到现场指导运行

 

(4)在北京有办事处,承诺2小时内到现场

供货设备和材料在设计、制造、检查、试验、包装盒运输等工作中符合下列中国的国家标准、地方标准、部标、相关文件要求:
《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》GB/T19839-2005
《燃油(气)燃烧器安全技术规则》TSG? ZB001-2008
《燃油(气)燃烧器型式试验规则》TSG? ZB002-2008
《工业企业天然气安全规程》GB6222-2005
排放达到《锅炉大气污染物排放标准》DB11/139-2015
在改造完成后提供燃烧机中国特种设备检测研究院所出具型式试验报告。



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