对于锅炉来说,可以按照不同的燃料进行划分,如按照燃料类型可以分为燃气锅炉、电锅炉、燃油锅炉等。而对于目前锅炉来说使用多的则是燃气锅炉、燃油锅炉和电锅炉,这些是主流产品,尤其是燃气锅炉的使用率多,它具有清洁环保的优势,所以很多企业在购买锅炉时会选择燃气锅炉。
传统的燃气锅炉大多是采用三回程式的结构,这种锅炉体积较大,相对笨重,并且燃烧后所产生的尾气排放也相对较高,在现如今,为了改善大气污染环境质量,很多地区会对燃气锅炉进行低氮改造,从2017年北京首行燃气锅炉低氮改造工作,要求燃气锅炉的氮氧化物排放标准要立方米小于80毫克。
方快锅炉拥有一种新型环保的燃烧方式——FPB全预混燃烧技术,把空气和燃气均匀混合,迅速完全燃烧全预混技术是将燃气与空气吸入经过风机搅拌,在进入燃烧头之前完全混合,预混腔体将燃气与空气分子再次充分均匀搅散,使得混合更为完整。此燃烧方式,燃气充分燃烧,发热均匀,无局部高温,避免氮氧化物和一氧化碳的生成,烟气排放量远低于国家标准,降低氮氧化物排放量,使其排放低于18mg/m3,符合了国家低氮标准。
通常是燃气锅炉低氮燃烧器的配置;基于上述技术,市场的燃气低氮燃烧器主要分为以下类型:
FGR低氮燃烧器
FGR低氮燃烧器通常能够将NOx 在全火范围内控制到65 毫克,极限大约在40 毫克左右,进一步降低NOx 排放可能导致燃烧不稳定,或者牺牲可调比等弊端。
表面燃烧低氮燃烧器
表面燃烧低氮燃烧器通常能够将NOx 在全火范围内控制到30 毫克以内, 其优点是安装简单,不需要FGR 烟气再循环管道;其主要缺点是需要过滤空气,加大了维护工作量;同时氧含量在 7%左右,降低了部分燃烧效率。
表面燃烧 +FGR低氮燃烧器。
表面燃烧 +FGR低氮燃烧器结合了表面燃烧的NOx 控制优点和FGR降氧含量优点, 可以实现在全火范围控制NOx 到 20 毫克水平,同时控制氧含量在3%以内,大化燃烧效率。其主要缺点是设备成本较高。
可调比
采用了电子比例调节的低氮燃烧器通常应该具备至少5:1以上的高可调比。更低的可调比意味着实际运行过程中更多的ON/Off 启停,同时也意味着更多的天然气消耗。除非是负荷常年在一个比较小的稳定区间的锅炉,选择一个高可调比的燃烧器对于降低天然气的消耗,降低运行成本,延长设备的使用寿命非常重要。
其它主要考虑因素
燃烧稳定性是选择燃气锅炉低氮燃烧器的主要考虑因素,包括设备本身的可靠性。对于采用FGR技术的低氮燃烧器,需要特别关注FGR烟气再循环比例,过大的比例意味着燃烧极易不稳定,或者对于设备的技术和控制水平有比较苛刻的要求。
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燃料分级燃烧/空气分级燃烧
热力型NOx的生成量很大程度上取决于燃烧温度的高低。燃烧温度在当量比为1的情况下达到高值,在贫燃或者富燃的情况下进行燃烧,燃烧温度则会下降很多。运用该原理推出了分级燃烧技术。
空气分级燃烧级是富燃料燃烧,在第二级加入过量空气,为贫燃燃烧,两级之间加入空气冷却以燃烧温度不至于太高。燃料分级燃烧与空气分级燃烧正好相反,级为燃料稀相燃烧,而在第二级加入燃料使得当量比达到要求的数值。这两种方法结合将会使整个系统的过量空气系数保持一个定值,为目前普遍采用的低氮燃烧控制技术。
预混燃烧技术
预混燃烧是指在混合物点燃之前,燃料与氧化剂在分子层面上完全混合。对于控制NOx的生成,这项技术的优点是可以通过当量比的完全控制实现对燃烧温度的控制,从而降低热力型NOx生成速率,在有些情况下,预混燃烧和部分预混可比非预混燃烧减少85%—90%的NOx生成。另外,完全预混还可以减少因过量空气系数不均匀性所导致的对NOx生成控制的降低。
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