宝尔菲低氮燃烧器是采用多种应用多年的成熟低氮技术实现超低氮的设计理念,,包括分级燃烧、烟气再循环和部分预混燃烧技术,能稳定的结合各种低氮技术达到平稳的燃烧状态,同时符合排放要求。宝尔菲燃烧器采用流线型叶片,燃烧器背压为2500pa,项目现场实际测试值2100pa,降低了燃烧器压损,降低电耗。稳定低氮燃烧技术 + 最低能耗燃烧技术,成为了宝尔菲低氮燃烧器的独特设计理念。
宝尔菲燃烧器结构有自动点火枪、火焰监测和观火口。点火枪和火焰监测器都可以抽出来,方便维修。
宝尔菲RJM低氮燃烧器是一台通过多年研发和结合了多年实际经验的低氮燃烧器。这系列燃烧器综合了以下技术:
-燃料分级燃烧头设计
-空气分级燃烧头扩散盘设计
-烟气再循环优化设计
-部分预混燃料分配设计
-整体设计通过电脑仿真认可和实际数据支持
要达到稳定低氮运行状态,烟气系统也有充分优势包括:
- 风箱和风道压损计算和平衡
- 烟气和空气混合电脑仿真模拟
燃烧头示意图
我们有设计多台燃烧器布置的经验。宝尔菲RJM为这种燃烧器做了多次运行的仿真,确保在多台运行情况下不产生不良反应比如产生大量一氧化碳,过高氮氧化物排放、或共振等。
氮氧化物的形成与最高燃烧温度、炉膛尺寸和炉膛换热参数有直接关系。对锅炉内的热吸收和热反射材料也有一定的影响。在同等热输入,炉膛大一点,会降低氮氧化物排放。同等的对比,如果在同一个炉膛尺寸有较低的热输入,也会降低氮氧化物排放。炉膛有大量耐火材料的锅炉会比有大量换热面积的锅炉氮氧化物排放高。长一点的火焰会比短和粗的火焰有较低氮氧化物排放。因为这长一点的火焰会有较低热辐射和较低最高火焰温度。因为锅炉尺寸设计对氮氧化物排放有很大的影响,所以我们不能单考虑低氮燃烧技术,而也要和锅炉的匹配性做出分析,才能达到超低氮效果。
宝尔菲计划采取四种超低氮:
燃烧技术来达到30mg/m3排放,达到环保,节能效果:
-空气和燃料分级燃烧
-部分预混技术
-烟气内循环
-烟气外循环辅助系统
宝尔菲计划采取四种超低氮燃烧技术来达到30mg/m3排放,达到环保,节能效果:
-空气和燃料分级燃烧
-部分预混技术
-烟气内循环
-烟气外循环辅助系统
a.分级燃烧
宝尔菲通过燃料分级和空气分级来避免中心火焰区温度过高。分级燃烧把燃烧室分为富燃料燃烧和稀薄燃烧区域。这能降低火焰的最高温度。第一次燃烧(稀薄燃烧)会把第二次燃烧温度进一步降温。这技术能降低30-50%氮氧化物排放达到大概60-80mg/Nm3。以下是燃料分级的原理图。但是分级燃烧不能过分利用,因为过分利用会过度拉长火焰,形成不充分燃烧而产生一氧化碳。过分利用分级燃烧需要通过 OFA(二次风)来去弥补。这样燃烧可以充分完成。但是OFA 需要复杂的挡板设计。如果要和烟气再循环对比,用同样流量的烟气再循环要比用同等的 OFA 更加有效。使用OFA 会消耗更多电能去达到同等烟气再循环的效果。我们不推荐采用OFA 技术。
b.部分预混燃烧技术
b.部分预混燃烧技术
通过多年的研发经验,宝尔菲把预混技术和分级燃烧和烟气再循环完美结合。这项技术能降低时间性氮氧化物,也同时提高火焰稳定性。部分预混技术是结合了预混对时间性氮氧化物和提高燃烧速度。而宝尔菲独特设计通过烟气再循环,适当的使用预混来降低氮氧化物排放
c.烟气内循环
通过燃烧头的扩散盘设计,使燃烧器有烟气内循环的作用,可充分利用旋流片的混合功能也同时增加了内循环的功能,烟气内循环量大约为10-15%。
d.烟气外循环
烟气再循环把烟气和空气混合进行二次燃烧。烟气是冷却火焰的非常合适选择,因为烟气带有低氧量,还有不参与燃烧的气体,包括氮,水汽,和二氧化氮。这些气体都有非常高度吸热参数。这能降低整体的火焰温度和降低氮氧化物排放。烟气再循环能降低80%氮排放。
虽然烟气再循环是一个辅助燃烧器的技术,燃烧器的设计对于它能接受的烟气再循环稳定性和能效非常重要。优越低氮燃烧器设计可以接受25-30%烟气再循环也可以稳定运行。低压损燃烧器设计可以在高烟气再循环情况下也能有优越能效表现,降低电功率。烟气再循环量由烟气再循环风机的转速变频和挡板开度控制进行调节烟气混合量。
性能特点
1. 在超低氮排放运行时,15ppm(30mg/m),火焰有高度稳定性。有多台在用案例。
2. 在超低氮排放运行时,燃烧器在最高能效状态运行,氧含量达到1-2% O2。
3.调节比能达到6:1。
4.高度准确性火焰尺寸,5.1m 火焰长度,避免烧到锅炉换热管或后墙。
设计特点
1 .通过燃烧器流线型设计,避免产生锅炉共振状态和降低燃烧头背压阻力。
2. 具备完美组合的可靠稳定的低 NOx 分级燃烧和烟气再循环技术。
3. 轴向平行的空气流,以控制火焰包围,并提供均匀的热流量。
4. 稳定火焰长度和直径,以适应炉烧制车道,但又不影响锅炉管和炉壁。
5. 低NOx火焰稳定器提供燃烧过程的内部分级,以减少氮氧化物的形成。
6. 消除燃烧引起的锅炉的振动,设计和涡轮机叶片扩压器的空气动力学性能。
7. 建立强力火焰,在扩散盘前段50mm,这期间不改变燃烧率移动,从而提供了稳定的火焰进行扫描,从而导致运行可靠。
8. 气体/空气点火器载体管和点火器固定装置安装在燃烧器前面板。
9.点火装置在燃烧头一体化设计,保证可靠点火。
10. 燃烧头有具备多台布置的调节,可确保在多台运行时避免燃烧器之间互相影响。
美国宝尔菲超低氮燃烧机采用了多种先进低氮技术,最低可达到20 mg/Nm3 (10ppm)排放。燃烧机头采用电脑仿真设计分段燃烧技术,这种燃烧头是专门给采用烟气内循环和烟气再循环技术来设计的。采用这两种技术可以同时达到超低氮排放和最高热效率。RJM超低氮燃烧机设计运作在1%-2% 含氧量,确保高能效运行。以下是RJM燃烧器116MW实测数值:
美国宝尔菲RJM系列超低氮燃烧器的开发有大程度地实现高燃烧效率器的调节比,低NOx排放和调整火焰形状的能力。该设计的基础是建立一个分级火焰结构,富燃料的火焰和贫燃料的火焰部分燃烧器设计提供火焰的内部分级来实现的NOx排放的,同时保持稳定的火焰。
控制燃烧化学计量和保持富燃料的条件下,可以抑制NOx的产生。尤其是在燃烧的火焰前锋。操作火焰的富燃料也减少了刻录机NOx排放的燃烧器区热释放(BZHR)的依赖。
除了控制NOx的形成,在燃料丰富的条件下操作的结果,在生产的燃烧中间体,可能会导致先前形成的NOx的破坏。在还原性环境中,不可以作为氧化剂的燃烧中间体产生NO的还原反应N2。因此,没有必要形成满足建立一个强大的火焰前锋的要求,可以用这种方式处理清除NO。
为了实现以最低过量氧气燃料完全燃尽的燃烧器设计提供了贫燃料区,以直接与中心燃料富燃烧部分相互作用。这确保了从中心火焰燃烧的“富”产品通过氧化区的燃料完全燃尽。燃烧器的设计允许从被纯净的空气,以具有不同程度的过量氧气控制氧化区的化学计量。这个控制NOx的形成通过使燃料倦怠发生预混火焰,而不是扩散火焰的形式。如下面将要讨论的,操作灵活性设置在燃烧器设计,以控制化学计量以产生最小的NOx排放。
改进的燃烧器的稳定性是RJM系列设计的重点。稳定的标准是保持在6:1调节功能。燃烧器火焰前缘被确立为富燃料预混火焰,提高火焰速度,并反过来,火焰稳定性。燃烧化学计量接近完美的预混火焰被建立在燃烧器火焰前缘拓宽燃料的可燃性范围,并确保可燃混合物维持在宽范围的燃烧器喉部的速度和燃料喷射率。
为改进火焰形状能力再次控制在燃烧器喉部内的空气分配调节。在和独特燃烧器设计可以实现为低过量空气系数运行和低NOx燃烧器具有延伸的火焰包围。
宝尔菲低NOx燃烧器会采取大概20%烟气再循环来降低 NOx 排放。因为RJM低 NOx燃烧器有高度稳定性,和低背压设计,可以接受高度烟气再循环来进一步降低 NOx 在火焰的形成。经过多年的研发经验RJM系列的低 NOx 燃烧器具备先进又成熟可靠的低氮技术。