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中心回燃式燃气锅炉应如何低氮改造!
编辑: 时间: 2019-11-16 09:47 浏览量: 40

1 中心回燃式燃气锅炉特点及低氮改造难点

中心回燃式燃气锅炉烟气流程如图1所示,燃料通过 燃烧器喷入炉胆后正压燃烧,高速火焰造成烟气在 炉胆中回流(卷吸),使高温烟气从炉胆尾部返回到 前烟箱,再进入烟管进行充分换热,最后经烟囱排入 大气,即实现了炉内烟气内循环,一定程度上降低 了 NOx 的排放。 

中心回燃燃气锅炉

中心回燃式燃气锅炉具有散热损失少、NOx 排放低 等优点,得到了较广泛的应用。但是,该类型锅炉 在正常运行工况下的 NOx排放一般为110mg/m³(标态)左右,远未达到30mg/m³(标态)的低氮排放要求。因为烟气从外围回流至前烟箱,使扩散式燃 烧器的火焰空间变小,火焰细长且热负荷大,难以达 到低氮排放要求。金属网燃烧器用于中心回燃式锅 炉可实现30mg/m³(标态)的低氮排放,但存在金属网丝易堵的重大安全隐患,实际应用还有待改进。 扩散式燃烧器+烟气再循环的技术路线,也很 难在中心回燃式锅炉上达到30mg/m³(标态)的低氮排放。只有根据中心回燃式锅炉的结构尺寸、烟气回程等各方面的特点,通过定制化设计扩散式燃 烧器,才能使中心回燃式燃气锅炉实现30mg/m³(标态) 的低氮排放要求。

2 中心回燃式燃气锅炉低氮改造案例 

2.1 锅炉低氮燃烧改造的技术路线

北京某酒店有2台0.7MW 的中心回燃式燃气热水锅炉,锅炉型号为CWNS0.7-85/60-Q,燃 料 为 天然气,采用一体机燃烧器,改造前 NOx的排放浓度约110mg/m³(标态),锅炉如图2所示。低氮改造采用扩散式燃烧器+烟气再循环的技 术路线,在30%~100%锅炉负荷范围内,在燃料充分燃烧的前提下,实现 NOx ≤30mg/m³(标态,3.5%的含氧量)的低氮排放。

燃气锅炉低氮改造

2.2 定制扩散式低氮燃烧器定制的中心回燃扩散式低氮燃烧器结构示意如 图3所示。通过以下方式,使扩散式燃烧器的火焰细长,火焰温度平均,产生的NOx少,适合中心回燃 式锅炉结构。

应根据心回燃式锅炉的炉膛尺寸使燃烧 器火焰细长且刚性好锅炉炉膛完全匹配; 

(2)采用多级配风和多级燃料输入,避免火焰叠加,减少热力型NOx 的生成,并采用浓淡燃烧方式, 在浓燃烧区域产生还原气氛,降低 NOx排放,且未燃尽的燃气可还原已经生成的NOx,进一步降 低NOx的排放;在淡燃烧区域补充助燃风,可降低火焰温度、减少NOx的生成; 

采用分级流燃烧技术主燃料枪伸出燃 烧器喉口外使内高温烟气产生内循环烟气一方 面提高燃烧稳定性又可适当增加燃气燃烧停 留时起湍流搅拌作保证燃烧效率回流至 燃烧器心区域贫氧烟气使心区域形成低氧 浓度燃烧环境促进燃烧器喷口附近还原性氛围 形成步降低NOx 生成。 

燃烧器的设计应使燃气和空气充分混合避 免局部高温区生成采用半预混散燃烧心稳燃技术能使燃烧在高空气流速和低氧量 的情况下也能保证稳定燃烧燃气与助燃空气在膛空间均匀混合燃烧

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2.3 烟气再循环系统 锅炉低氮改造还采用了烟气再循环技术。从锅炉尾部抽取烟气后,经烟气管道输送到燃烧器助燃 风入口处的烟气混合箱内与空气混合,然后经燃烧 器送入炉内进行燃烧。再循环烟气降低了燃烧温度 和含氧量,大幅度减少热力型NOx 的生成。烟气再 循环系统如4所示。烟气循管道上设置有调节阀, 根据锅炉负荷大小调整烟气循环量。

燃气锅炉

4 低氮改造后的效果 锅炉低氮燃烧改造完成后(如图5所示),扩散式低氮燃烧器结合烟气再循环使用,NOx和CO 的 排放数据如图6所示。由图6可以看出,改造后,0.7MW 中心回燃式锅炉在30%~100%不同负荷 运行 时,CO排 放 基 本 为 零,NOx排 放 均 低 于30mg/m³(标态)。因此,该中心回燃式热水锅炉的低 氮改造达到了预期效果,脱硝效率高达72.73%。

燃气锅炉厂

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5 结语

北京某酒店0.7MW中心回燃式燃气热水锅炉低氮燃烧改造后,在30%-100%锅炉负荷范围内氮 氧化物 从 改 造 前 的110mg/m³(标 态)降 低 至30mg/m³(标态),锅炉运行安全稳定。采用合适的中 心回燃扩散式燃烧器+烟气再循环的技术路线进行 低氮改造,定制化设计的燃烧器稳燃能力要强,避免 了烟气再循环时出现喘振现象,对中心回燃式燃气锅炉的低氮改造提供了较现实的技术方案。

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