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1、低NOX燃燒與全預(yù)混燃燒,低NOX燃燒器 一、 NOX生成機理 燃氣燃燒生成的NOX主要是NO,反應(yīng): O2 + N2 = 2NO 180kJ 煙氣中NOX來源于空氣及燃料中N, 在高溫下生成,造成污染。 煙氣中NOX的種類: (1)熱力型(溫度型)NOX:空氣及 燃料中N,在高溫下生成; (2)快速型NOX:碳氫化合物燃燒, 當(dāng)燃料過濃時在反應(yīng)區(qū)會快速生 成NO。 (3)燃料型NOX:煤中氮化物熱分解 和氧反應(yīng)生成NO。 燃氣燃燒生成主要是熱力型NOX,二、影響溫度型NO生成的因素 1. 溫度(關(guān)鍵因素) 1500 C以上開始生成NO,隨著溫度上升,NO劇增。 2. 煙氣停留時間 煙氣停留時
2、間長,特別是在高溫 下停留時間長,NO生成量增加。,低NOX燃燒器,低NOX燃燒器,3. 過量空氣系數(shù) 影響 O2濃度和燃燒溫度。當(dāng) 接近 1 時,NO生成量最大。因為當(dāng) 遠小于 1時,燃料過濃,O不易 與N2生成NO;而當(dāng) 遠大于 1時, 燃燒溫度降低,NO也減少。,低NOX燃燒器,三、控制溫度型NO生成的方法 1. 降低燃燒溫度水平; 2. 降低氧氣濃度,在濃燃料下燃燒; 3. 縮短煙氣在高溫區(qū)內(nèi)停留時間; 4. 使燃燒在遠離 =1的條件下進行。,低NOX燃燒器,(一)分段燃燒法 空氣分段或燃料分段。降低火焰平均溫度和峰值溫度,降低NO。 空氣分段燃燒器,低NOX燃燒器,(二)濃淡燃燒法
3、淡火焰為全預(yù)混,火焰較短;濃火焰空 氣不足,火焰拉長;減緩發(fā)熱速率,使總 的火焰溫度下降。由于兩側(cè)空氣的擠壓作 用,使火焰向內(nèi)側(cè)傾斜,濃火焰會加熱淡 火焰的煙氣,使燃燒溫度降低。,低NOX燃燒器,濃淡燃燒法熱水器,常有2種方式,通過改變引射器 和火排形式來實現(xiàn)。 1. 第一種方式:濃淡火排交叉,奇數(shù)火排上進行濃燃燒, 偶數(shù)火排上進行淡燃燒,兩者平行交替。稱為濃淡火排。 2. 第二種方式集濃淡燃燒于單獨一個火排上,即在一個火 排的某些火孔上進行濃燃燒,而另外一些火孔上進行淡 燃燒,濃、淡火孔交替分布。第二種技術(shù)比較復(fù)雜,第 二種方式為濃淡火孔。,低NOX燃燒器,(3)煙氣再循環(huán) 部分煙氣循環(huán)與新
4、鮮燃氣混合,降低燃燒溫 度,因而降低NO;同時利于著火。,全預(yù)混式燃燒 一、特點 1. 燃燒速度快,火焰很短甚至看不出 2. 容積熱強度高 100-200106kJ/m3h (3-6104kW/m3) 3. 空氣過剩系數(shù)?。?1.05-1.10), 燃燒溫度高 4. 燃氣與空氣全預(yù)混,火焰?zhèn)鞑ツ芰姡?但由于溫度高,容易回火 5. 熱效率高, 40%的燃燒熱以輻射傳熱 二、燃燒器形式 陶瓷板紅外線燃燒器 金屬纖維全預(yù)混燃燒器 金屬板式全預(yù)混燃燒器,全預(yù)混式燃燒,設(shè)多孔均流板使頭部火孔的混氣壓力和流量均勻,防止回火。 圖:多孔金屬板式全預(yù)混燃燒器的溫度分布(數(shù)值模擬),全預(yù)混式燃燒,試驗結(jié)果 28kW的冷凝式壁掛爐上安裝平板式全預(yù)混燃燒器; 12T天然氣,壓力 2kPa 在高、低熱負荷下都能穩(wěn)定燃燒, 熱負荷%:93.6-98.6% 熱水產(chǎn)率:
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