天然氣鍋爐低氮燃燒改造問題分析研究

陳華剛

（中國石化集團中原石油勘探局有限公司供熱管理處，河南 濮陽 457000）

在最近的幾年來，伴隨著我國環境保護壓力不斷增加，我國對于工業大氣污染排放的要求隨之提高，在鍋爐煙氣排放過程中，標準也是比較高，通過對燃煤鍋爐作出合理除塵和脫硫改造，保證自身的運行效率得到全面提升。此外因為天然氣燃料自身是存在著比較高燃燒效率和排放污染較低，在日常中得到了十分廣泛的應用。因此現如今我國各個地區中已經是出現了比較多的燃煤鍋爐改成為燃氣鍋爐。因此在本文之中，主要是分析了天然氣鍋爐低碳燃燒改造的問題，在這個基礎之上提出了下文中的一些內容。

一、降低燃氣鍋爐NOX的排放方法分析

（一）合理的選擇低氮燃燒器

針對于NOX而言，主要是在鍋爐進行燃燒時所出現的，根據相關分析可以得出，鍋爐燃燒所出現NOX生成量是于燃燒過程中的溫度和過量空氣系數a存在直接聯系，然而這兩個因素和燃氣/空氣速度比以及混合濃度存在聯系，為了能夠實現燃燒器低NOX排放，因此必須要對鍋爐爐膛結構和受熱面給予充分的保障，通過對燃氣和空氣作出合理的分解，保障可以形成一個比較穩定的燃燒分級區域，這樣才可以滿足鍋爐運行過程中負荷的要求。

除此之外，傳統燃氣鍋爐在燃燒過程中，穩焰盤內部旋流葉片是以平板式所呈現出來，這個時助燃的空氣存在較大的阻力，在流速和能力方面損失比較嚴重，其中燃燒的噴嘴通常情況下是沿著噴追軸直接噴出，并不是帶有著旋轉，這個時候氣體燃料沒有辦法和助燃空氣交叉到一起進行混合燃燒，比較容易存在著局部高溫問題，生產大量的熱力型NOX。但是進行改造后，穩焰盤是帶有著傾角或者是互動流線型，這時氣體將會沿著穩焰盤形成相應的角度，從而射出，同時對于穩定軸向流動中，可以讓旋流區域帶有著一定的傾角，使氣流通過時能夠做出相應的調節，保證燃料以及助燃空氣之間得到更加充分以及合理的燃燒，避免鍋爐局部的溫度出現升高，最終對熱力學的NOX進行降低。

（二）煙氣再循環的技術

對于燃氣鍋爐的煙氣循環技術而言，主要是包括了爐內煙氣循環和爐外延期循環，爐內延期循環則是根據燃燒器進行完成，可以在燃燒起外側增加一定直流風，這樣在燃燒時將會使其內外側形成一種負壓，有效的對煙氣回流量控制，對燃燒在燃燒時候的溫度進行降低，同時也是可以降低的出現量，針對于這種方法來說，在回流罩材料方面的要求較高，同時對于鍋爐內部的火焰形狀及尺寸方面存在一定影響。但是采取這種方式可以較小的降低燃料氣體壓力，通過文丘里原理來進行分析，所吸入到的燃燒會產生一些二氧化碳，并且對燃氣帶來稀釋，導致燃燒的速度和溫度進行降低，最終達到降低NOX排放的目的。

二、燃氣鍋爐在進行低氮改造中需要注意的一些問題

一是現有的先進低碳燃燒器在運行時候的NOX排放濃度基本上可以控制在每立方米五十到八十毫克，假如要想使NOX排放標更低，那么在對鍋爐進行改造的時，可以合理去應用低氮燃燒器和煙氣再循環技術方式，在對煙氣進行排放過程中，通過合理去增加煙氣化學處理措施，使最終效果更佳的理想。二是通過選擇低氮燃燒器來對鍋爐的低氮進行改造，在進行改造時，需要對燃燒器的調試工作引起足夠的重視。不僅需要根據規定能夠滿足鍋爐運行百分之八十五以上的負荷排放要求，同時也是需要對過了的每一個負荷段排放情況以及燃燒情況進行相應的調試和對比，通常情況下主要是為了NOX排放量進行降低，是需要對過量的空氣系數a進行降低，但是如果空氣系數a比較低的情況下，那么會導致最終的燃燒并不穩定，也是會增加快速性NOX的出現。同時高負荷端的過濾劇烈震動也在低氮改造中要引起足夠的重視，三是在采用燃氣鍋爐進行低氮改造時，如果使用全新燃燒器，那么必須要和鍋爐的生產廠家和設計單位作出溝通，對其燃燒器以及鍋爐墻的安裝只存進行充分考慮，同時也是需要對鍋爐內部的受熱面作出重新核定，這樣可以保證著火區域不會對鍋爐正常熱循環帶來影響。除此之外葉斯需要對新低氮燃燒器對于天然氣的參數要求作出核對，并且充分的考慮鍋爐原來鼓風機的整體送風能力，這點需要引起重視。

總結

通過上述分析得出，天然氣鍋爐人少所生產的NOX主要是為熱力型的NOX以及快速性的NOX。要想對NOX排放量進行降低，必須要將燃燒室的溫度能夠控制在1800k之下，同時讓燃燒的區域變得更加均勻，過量空氣系數a是需要保持在1.05-1.10范圍之內，并且是越低越好的，通過合理對煙氣再循環和低氮燃燒器的方案應用，保證天然氣鍋爐的NOX排放量得到降低，同時在實現鍋爐低碳排放方面存在著十分重要的一個作用，應用時候的方便十分簡單，并不需要過多的資金投入，但是其效果十分理想。