Виды конструкции горелок с пониженным выходом оксидов азота
По способам разделения потоков воздуха конструкции горелок с пониженным выходом оксидов азота условно можно разделить на: прямоточно-вихревые; вихревые с разделением потоков; с экранным вводом газов рециркуляции; горелки нестехиометрического сжигания.
На рис. 4 представлена вихревая двухпоточная по воздуху горелка с разной круткой потоков (которая возрастает от центра к периферии) и вводом рециркуляции в природный газ. Горелка предложена для котла БКЗ-420-140-НГМ, выброс оксидов азота на котором бее применения каких-либо мероприятий по подавлению NОx составляет 390-400 мг/м3. Расчетные оценки проводились для коэффициента избытка воздуха αг = 1,03 с долей первичного воздуха α1 = 0,73, скоростью W1 = 18 м/с и круткой п1 = 4,8; с долей вторичного воздуха α2 = 0,3; скоростью W2 = 30 м/с и круткой п2 = 6,4, доля газов рециркуляции r = 20%. Оценки показали возможность снижения выброса NОx при использовании данного типа горелки до 190-200 мг/м3, что составляет 50-53%.
Рис. 4. Вихревая двухпоточная горелка
Другим вариантом горелки ступенчатого сжигания является горелка с экранным вводом газов рециркуляции (рис. 5).
Рис. 5. Вихревая двухпоточная горелка с "экранным" вводом газов рециркуляции
Здесь разделение воздуха в горелке осуществляется подачей газов рециркуляции в рассечку воздушного потока. Помимо разделения потоков снижение выхода NОx дополнительно на 10-15% обеспечивается за счет воздействия газов рециркуляции на температуру горения и действующую концентрацию кислорода в факеле. Расчетные оценки проводились при параметрах, аналогичных для вихревой двухпоточной горелки. При использовании данного типа горелок снижение выбросов оксидов азота достигает 65-68%, что составляет 130-140 мг/м3.
|
|
|
В общем случае применение специальных конструкций горелок позволяет снизить содержание NОx на 30-70%. Как правило, с их помощью удается улучшить процессы выгорания топлива, повысить КПД и надежность работы котла. Существенным преимуществом является то, что применение горелок с пониженным выходом NОx мало зависит от квалификации обслуживающего персонала и режимных условий.
На наш взгляд, все современные котлы среди прочих мероприятий должны в обязательном порядке оснащаться горелками с пониженной эмиссией NОx, как это делается сейчас за рубежом (Япония, ФРГ, Австрия), Без этого часто невозможно гарантированно обеспечить действующие нормативы ПДВ.
Снижение NОx в газомазутных котлах происходит в основном за счет снижения температуры горения и создания локальных зон с α < 1, как, например, при ступенчатом сжигании. При этом происходит снижение NОx топливных, существенное снижение NОxтермических, а быстрые NОx при этом могут резко возрастать (рис. 6)
|
|
|
Рис. 6. Эмиссия термических (NOтерм) и быстрых (NОБ)оксидов азота
Причем чем меньше α, тем больше образуется NОx быстрых, видимо, в этих условиях минимальный выход NОx будет определяться эмиссией быстрых NОx. По расчетным оценкам, при коэффициенте избытка воздуха α = 0,7÷0,9 общее количество оксидов азота NОΣ = 80÷120 мг/м3. Это, видимо, и является в настоящее время минимальным уровнем образования NОx при применении внутритопочных мероприятий по снижению оксидов азота.
Однако этот уровень может быть еще снижен, если применять методы сжигания, которые не только подавляют образование NОx, но и разлагают уже образовавшиеся NОx, например, трехступенчатое сжигание.
В этом случае, по предварительным оценкам, при сжигании природного газа возможно достигнуть NОx = 40÷80 мг/м3, а для мазута 80÷120 мг/м3.
Контрольные вопросы к практическим занятиям
1. Что такое термические оксиды азота
2. Что приводит к росту образования оксидов азота?
3. Назовите методы очистки газов от оксидов азота.
4. Конструкция вихревых двухпоточных горелок с "экранным" вводом газов рециркуляции
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 462; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!