燃?xì)忮仩tFGR再循環(huán)管道煙氣冷凝水去除方法分析與研究

任海軍

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)、國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的廣泛關(guān)注和人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，青山綠水、藍(lán)天白云、鳥(niǎo)語(yǔ)花香是人們對(duì)美好生活的向往，也是時(shí)代發(fā)展的要求，這就要求加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)力度，對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中離不開(kāi)的鍋爐，雖然燃料使用上我們改進(jìn)使用天然氣，減少了污染物灰塵的排放，但也存在氮氧化物等污染物的排放，因此，對(duì)燃?xì)忮仩t的新技術(shù)改造勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?煙氣;再循環(huán);超低氮排放;冷凝水;去除

1 燃?xì)忮仩t改造的相關(guān)要求

“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”是國(guó)家政策的重大決策部署，事關(guān)滿(mǎn)足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要，是全面建成小康社會(huì)的需要，同時(shí)更是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和建設(shè)美麗中國(guó)的條件。為加快改善環(huán)境空氣質(zhì)量，打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，國(guó)家制定了相關(guān)文件《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，為認(rèn)真落實(shí)這些決策與部署，以及全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)的要求，所有工業(yè)企業(yè)燃煤鍋爐全部實(shí)施煤改電、煤改氣，因此天然氣成為了當(dāng)前主流燃料之一。

2 天然氣燃燒對(duì)大氣產(chǎn)生的影響

天然氣的最終燃燒結(jié)果也不同程度存在環(huán)境污染問(wèn)題，為極可能減少天然氣燃燒后的產(chǎn)物對(duì)大氣環(huán)境的影響，根據(jù)天然氣燃燒特性，在燃燒過(guò)程當(dāng)中會(huì)以不同方式（放熱產(chǎn)生與燃燒溫度有關(guān)，快速反應(yīng)產(chǎn)生與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，燃燒產(chǎn)生與燃料當(dāng)中氮含量有關(guān)）產(chǎn)生不同的氮氧化物（NOx）。其中一氧化氮（NO）和（NO2）對(duì)環(huán)境和人體健康造成的危害最大。

3 煙氣再循環(huán)技術(shù)FGR（Flue Gas Recirculation）

為了降低燃?xì)馊紵蟮趸锏呐欧帕浚瑢?shí)現(xiàn)超低氮（≤30mg/Nm3）排放，一項(xiàng)新型的燃燒技術(shù)FGR及燃燒設(shè)備一體式燃?xì)馊紵髟诂F(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)超低氮排放，這就是煙氣再循環(huán)技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)FGR（Flue Gas Recirculation），其工作原理是：燃燒產(chǎn)生的部分煙氣與氧化劑混合后再次參加燃燒的過(guò)程。燃燒產(chǎn)物再循環(huán)是一項(xiàng)降低燃燒溫度的技術(shù)，它是從煙囪取得的燃燒氣體的一部分來(lái)稀釋燃燒空氣，降低氧氣濃度，以降低火焰溫度。通過(guò)實(shí)踐FGR煙氣再循環(huán)百分比為煙氣量的5-15%，降低NOx效果十分顯著。一體式燃燒器FGR其工作原理是使用自身所帶的燃燒器風(fēng)機(jī)，將從煙囪收集的煙氣與燃燒空氣混合，煙氣流量通過(guò)電動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)，該閥由燃燒器程控器控制，使用這種方法結(jié)果：在恒定的體積流速下，氧氣量減少;燃燒空氣溫度升高。

煙氣再循環(huán)技術(shù)降低了火焰區(qū)域的最高溫度，降低火焰溫度就可以降低NOx的形成。同時(shí)煙氣再循環(huán)降低了氧和氮的濃度，同樣起到降低NOx的作用。煙氣再循環(huán)技術(shù)中高溫?zé)煔鈱?duì)氧化劑和燃料起到預(yù)熱的作用，有明顯節(jié)能效果。

雖然該項(xiàng)FGR燃燒技術(shù)在不同程度上降低了天然氣燃燒產(chǎn)物氮氧化物（NOx）排放量，減少了對(duì)環(huán)境大氣的污染，但該技術(shù)在使用過(guò)程當(dāng)中存在再循環(huán)煙氣飽含水蒸氣的問(wèn)題，因?yàn)槿绻麩煔猱?dāng)中的水蒸氣隨同煙氣一并進(jìn)入燃燒機(jī)不僅使鍋爐燃燒極不穩(wěn)定，同時(shí)也對(duì)燃燒機(jī)及其他附屬設(shè)施造成了腐蝕，減少了使用壽命。一項(xiàng)燃?xì)忮仩tFGR再循環(huán)管道煙氣當(dāng)中的水蒸氣去除方法與研究應(yīng)運(yùn)而生，該方案的使用能夠徹底去除再循環(huán)煙氣當(dāng)中的水蒸氣。

4 燃?xì)忮仩tFGR煙氣再循概述

燃?xì)忮仩t每標(biāo)米立方排放煙氣體積當(dāng)中含有近18%水蒸氣，燃?xì)馍傻呐欧艧煔猱?dāng)中水蒸氣冷凝點(diǎn)在57℃-58℃。當(dāng)FGR煙氣再循環(huán)管道抽取燃?xì)忮仩t排放煙氣體積的5-15%的煙氣進(jìn)行再循環(huán)至鍋爐內(nèi)部參與燃燒時(shí)，5-15%再循環(huán)煙氣在再循環(huán)管道中循環(huán)至鍋爐燃燒器過(guò)程當(dāng)中，由于沿途散熱，煙氣溫度逐步降低，再循環(huán)管道當(dāng)中的煙氣因溫度降低，低于水蒸氣冷凝點(diǎn)57℃-58℃之下，煙氣當(dāng)中的水蒸氣冷凝析出冷凝水，如果析出的冷凝水不能及時(shí)在進(jìn)入燃燒器之前排走，隨同煙氣進(jìn)入燃燒機(jī)、鍋爐，則造成燃燒器和鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部潮濕、積水，甚至帶來(lái)電器短路、腐蝕等嚴(yán)重后果，同時(shí)隨同煙氣進(jìn)入燃燒機(jī)的水蒸氣會(huì)影響燃燒機(jī)光眼正常感光點(diǎn)火工作，使得鍋爐燃燒及其不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，燃燒機(jī)故障停機(jī)工作。頻繁啟停燃燒機(jī)和附屬鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)燃燒器和鼓風(fēng)機(jī)的正常工作造成影響，縮短燃燒器和附屬鼓風(fēng)機(jī)使用壽命，甚至?xí)p壞燃燒器。所以，解決煙氣再循環(huán)管道中的冷凝水去除問(wèn)題的方法與研究是燃?xì)忮仩t正常低氮燃燒關(guān)鍵所在。

5 燃?xì)忮仩tFGR煙氣中水蒸氣去除技術(shù)原理

增加煙氣在再循環(huán)管道內(nèi)的停留時(shí)間，在通流過(guò)程中遇折流板，水蒸氣冷凝，利用重力原理，冷凝水自留至U型彎底部排水閥門(mén)處流出。

綜上所述，為了使用好燃?xì)忮仩t，減少氮氧化物的排放，當(dāng)前燃?xì)忮仩t在使用FGR燃?xì)饧夹g(shù)的基礎(chǔ)上，在煙氣再循環(huán)管道上進(jìn)燃燒機(jī)前增加U型彎折流板裝置，及時(shí)有效地把煙氣當(dāng)中的水蒸氣析出排走，保證燃?xì)忮仩t正常運(yùn)行，減少停機(jī)率，增加燃燒機(jī)使用壽命，解決了燃?xì)忮仩t再循環(huán)管道煙氣冷凝水去除問(wèn)題，該方案的使用效果極佳，推廣前景廣闊，該方案具有很高的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。