淺談燃氣鍋爐低氮燃燒改造設計方案及應用

袁艷美

摘 要：下面我們就以某一臺燃氣鍋爐為例，對其低氮燃燒問題進行適度的改造，使用相關的設計方案對低氮燃燒的設計綜合評價方面，水動力校核計算方面以及熱力校核計算等方面進行一系列的分析與研究。在實施一系列的改造措施之后，使得該爐產汽量在總體上提高了21.6%，單位燃燒消耗量降低了12.4%左右，氮氧化物的排放量減少了200T左右，燃氣鍋爐的總效率增加了1.1%，據相關資料預計，在四年左右將可以收回投資成本。

關鍵詞：燃氣鍋爐；低氮燃燒；改造設計方案

就目前來看，對于燃氣鍋爐的設計一般情況下都會留有一定的容量，因此當前主要的解決方案是對現有的燃氣鍋爐進行整體的客觀評價，在此基礎上進行科學合理的設計，在燃氣鍋爐安全運行的前提下，充分利用燃氣鍋爐的自身優勢，能夠在很大程度上提高經濟效益以及社會效益。根據我國的相關規定，氮氧化物的排放量需要控制在標準狀態以內，所以在給燃氣鍋爐進行增容的同時也要對底單燃燒進行相關技術的改造。

一、燃氣鍋爐低氮燃燒的相關設計方案

因為燃氣鍋爐在燃燒的過程中會產生許多的氮氧化物，而氮氧化物的類型一般情況下被分為以下三種：其一，熱力型；其二，燃料型；其三，快速型。其中快速型占據的部分比較少，燃氣鍋爐在燃燒的過程中所產生的氮氧化物主要以熱力型為主，而造成此現象的主要原因就是因為氮氧化物的主要生成因子是在燃燒的過程中需要眾多的助燃空氣。從上述現象來看，如果想控制好氮氧化物的排放量必須得對燃氣鍋爐的燃燒器進行科學的控制，其中最主要的技術就是使用優化的燃料與助燃空氣進行科學合理的混合，從而能夠更大程度的降低燃氣鍋爐內的部分爐膛溫度。

就當前來看，國內的主要燃氣鍋爐的燃燒器一般情況下有以下三種低氮燃燒技術：其一，濃淡的燃燒技術；其二，分段的燃燒技術；其三，煙氣二次利用的燃燒技術。上述所說的三種技術的燃燒在某些方面來說可以有效的減少氮氧化物，但是，我國目前使用的該種低氮燃燒技術是借鑒燃煤的技術，因此在使助燃空氣與燃料進行科學合理的混合方面仍然存在諸多的不足，燃氣鍋爐的爐膛內部存在大量的高溫情況，因此氮氧化物的排放達不到我國的相關標準要求，對我國的環境空氣帶來了極大的負面影響。

在燃氣鍋爐進行改造之后，提高了燃氣鍋爐的爐膛熱負荷。系統分析了燃氣鍋爐的燃氣與助燃空氣進行多分級結構的設計之后，制造出一些比較特殊的燃氣槍使得相關結構設計能夠達到亞音速的旋流效果。與此同時結合了三次旋流和四次直流形成強大的強弱旋對沖，使得燃氣與助燃空氣能夠更加充分的混合，大大降低了燃氣鍋爐的爐膛某些部分的高溫，在很大程度上較少了氮氧化物的生成，從而最終實現燃氣鍋爐低氮燃燒的目標。

二、結合某工程實例進行分析

1、某燃氣鍋爐的現狀

經過一系列的初步校核的計算方式方法，該燃氣鍋爐的出力在91.3t/h左右，爐膛熱負荷為2014MJ/（m3 h），該燃氣鍋爐的爐膛斷面設計稍微偏大，很在很大程度上非常有利于燃氣鍋爐的增容設計。在另外一方面，由于該燃氣鍋爐的熱負荷比較小，所以該燃氣鍋爐的高度非常有限，燃燒器的設置不宜過高；燃氣鍋爐的省煤器出口滿足飽和狀態，熱力校核計算與汽化熱量保持平衡狀態。可以滿足基本的供熱需求。

2、某燃氣鍋爐的燃氣低氮燃燒器械設計

由相關資料顯示，該燃氣鍋爐的燃燒器中燃氣與助燃空氣有多個級別，其中心的燃氣與中心風有默契的配合，內強、外弱旋燃氣與強旋、弱旋流風進行有機配合，從而形成了多層次的以及多股的火焰，從而在一定程度上提高了燃氣鍋爐的燃燒總效率，有效減少了燃氣鍋爐爐膛內部的局部高溫，降低了熱力型的氮氧化物的生成。該燃氣鍋爐的燃燒器主要通過的是強旋流從而形成的中心高溫煙氣的回流區，從而能夠最大程度的達到低負荷的燃燒目標。另外，根據燃氣鍋爐的熱負荷的大小可以適度的調整各級的風流量，與此同時也能調節內外的風門開度。

三、結束語

有上述分析可知：現階段，我國對于石化行業、鋼鐵行業以及水泥行業的投資與重視不斷增高，而上述所說的行業對于蒸汽的需求量也在不斷的提高，而現階段的燃氣鍋爐已不能滿足各大行業的基本需求，但是如果再重新修建一個燃氣鍋爐在建設的周期方面以及經濟環保方面都是沒有很大作用。所以需要人們設計好相關方案進行具體問題的解決。

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