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隨著當前鍋爐排放越來越嚴,越來越多的地方開始對鍋爐進行低氮改造,如京津冀、鄭州、西安等。天然氣作為一種清潔能源,能減少近100%的二氧化硫和粉塵排放量,60%的二氧化碳排放量和50%的氮氧化合物排放量,并有助于減少酸雨形成,緩解地球溫室效應(yīng),從根本上提高環(huán)境質(zhì)量。公司鍋爐供能燃料為天然氣,由于鍋爐安裝較早,鍋爐當前氮氧化物排放量為90mg/m3,燃燒器燃燒后的廢氣排放無法滿足制定的污染物排放標準——《鍋爐大氣污染物排放標準DB11/139-2015》的限值要求(2017.3.31日之前在用鍋爐排放標準為80mg/m3)。為達到此排放要求,公司對燃氣鍋爐燃燒器進行改造。
鍋爐的熱效率是衡量鍋爐重要的一個指標,影響鍋爐的效率的主要因素有:排煙溫度熱損失、散熱損失、燃料不完全燃燒及鍋爐結(jié)垢等。由于燃燒器進行改造后散熱損失及鍋爐結(jié)垢與改造前的相比較未發(fā)生改變,因此對鍋爐的熱效率并無影響,燃燒器改造前與燃燒器改造后改變的因素主要有兩個,即排煙溫度熱損失與燃料的不完全燃燒程度,因此本文主要研究這兩種因素對鍋爐效率的影響。
排煙溫度熱損失是燃氣鍋爐熱損失中主要的一項,伸縮接頭它主要取決于排煙溫度與過量空氣系數(shù)λ。(過量空氣系數(shù)是燃燒1kg燃料實際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量之比,是我國及俄羅斯等國通用的研究可燃混合氣成分指標,常用符號λ表示),λ與排煙熱損失q1關(guān)系:根據(jù)經(jīng)驗公式:q1=(0.5+3.5λ)(T排煙-T環(huán)境溫度)
在運行中,要盡可能地在保證完全燃燒的條件下降低q1來提高鍋爐的燃燒效率,鍋爐排煙溫度偏高就會導(dǎo)致鍋爐的熱效率降低。排煙熱損失隨排煙溫度的升高和空氣系數(shù)的增大而增大。燃氣鍋爐排煙中含有蒸汽,過熱蒸汽是煙氣中熱量的主要攜帶者。因此,燃氣鍋爐排出的煙氣中除顯熱外,還有大量潛熱,這一部分熱損失的大部分(約70%)可以通過接觸式換熱設(shè)備進行回收。低氮鍋爐改造根據(jù)爐膛尺寸是否達標可分為以下兩種方式:
1、更換低氮燃燒器(全預(yù)混、煙氣外循環(huán)、煙氣內(nèi)循環(huán))
2、更換鍋爐(冷凝鍋爐、真空燃氣鍋爐+低氮燃燒器)由于冷凝爐更環(huán)保、更低氮,在低氮改造中,選擇更換冷凝鍋爐已然成為一種必然趨勢:1).超高效率:冷凝鍋爐比普通鍋爐效率高20%至30%,冷凝鍋爐熱效率可達104.%。
2).冷凝鍋爐排煙溫度低:排煙溫度低至35℃。
3).供水溫度可調(diào)范圍大:冷凝鍋爐自備世界上的、質(zhì)量的水溫控制系統(tǒng)及獨特的結(jié)構(gòu)和燃燒方式。