锅炉用天然气低氮燃烧器结构设计及性能研究

发布时间：2021-03-31 09:25

　　在锅炉的燃烧过程中,空气是不可或缺的,而在空气中,氮气大约占了78%,氮气在高温条件下,又会和氧气发生反应,产生氮氧化物,造成环境污染。锅炉用天燃气低氮燃烧器结构设计研究主要是通过控制燃烧过程、燃烧环境和燃烧条件,降低燃烧烟气温度,来抑制NOx生成,主要研究工作如下:首先,基于燃气流量满足燃烧器正常燃烧的前提下,将燃气及助燃空气分为两级供入,按中心燃气和主燃气流量的比值分别取1/3、1/4、1/5设计了中心燃气管和主燃气管,按一次风和二次风的比值取22%设计了核心筒以及其调节模块,采用实验验证参与燃烧的燃气浓度和氧气浓度对NOx排放的影响,确定了最佳的气体供入结构。然后,根据拟定的总体结构,设计了轴向直叶片式旋流器和切向弯曲叶片式头部旋流器,在测试条件相同的情况下,对直叶片式旋流器和切向弯曲叶片式旋流器进行了对比实验,分别验证了对点火的成功率、火焰的稳定性、火焰的形状以及燃烧效率等的影响,确定了燃烧器头部旋流器的最佳选型。最后,在保证燃烧器额定出力的前提下,在燃烧区分别引入30%、35%、40%的烟气,对燃烧器进行性能测试,用以研究参与燃烧的烟气浓度对NOx生成的影响,确定了烟气再循环... 

【文章来源】：湖南理工学院湖南省

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【学位级别】：硕士

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低氮燃烧器工作示意简图

湖南理工学院硕士学位论文第2章低氮燃烧器的技术性能要求和总体结构9二级助燃空气流量比，将供入一级掺混燃烧区的助燃空气量减少，使一级掺混燃烧区在低氧条件下燃烧，二级掺混燃烧区在富氧的条件下燃烧。此时一级掺混燃烧区内助燃空气不够燃气燃烧，燃烧温度降低，减少了热NOx的生成。而二级掺混燃烧区内氧气富足，一级掺混燃烧区内生成的烟气在二级掺混燃烧区内充分燃烬。2.2.2本低氮燃烧器的总体结构根据低氮燃烧器的性能要求及工作原理，先拟定低氮燃烧器的总体结构，如图2-2所示。天然气低氮燃烧器主要由火检组件1、观察筒2、火焰管3、燃烧器本体4、中心气管5、门板组件6、气箱组件7、核心筒组件8、主燃气管组件9、点火枪10和旋流器11几大组件构成。火检组件、观察筒以及点火枪组装在核心筒组件上，核心筒组件左端与门板组件连接，右端和旋流器同心，并被旋流器固定；其中，中心气管安装在核心筒组件上，与火检组件、观察筒以及点火枪位于同一直径上，均匀分布，中心气管右端与旋流器内圆端面平齐，左端与气箱组件连接；气箱组件与门板组件连接，位于壳体组件右侧，火焰管嵌入壳体组件，位于其左侧，气箱组件、门板组件、壳体组件以及火焰管要求保障同心度。图2-2低氮燃烧器总体基本结构图1、火检组件2、观察筒3、火焰管4、燃烧器本体5、中心气管6、门板组件7、气箱组件8、核心筒组件9、主燃气管组件10、点火枪11、旋流器2.2.3本低氮燃烧器结构的特点低氮燃烧器连续分层次的供应燃气以及助燃空气，充分掺混燃气和助燃空气，燃气由多根燃气管上的喷孔喷射进燃烧器，形成多个小火焰，降低了燃烧温度，减少了氮氧化物的生成。本低氮燃烧器的特点如下：（1）设置核心筒，将助燃空气分为两级，形成两个燃烧区，使燃气和助燃空气混合更

湖南理工学院硕士学位论文第3章气体供入结构设计及实验研究11第3章气体供入结构设计及实验研究本章依据先行拟定的总体结构进行了气体供入结构的设计，既燃气管、气箱以及核心筒，通过燃气管以及核心筒实验对比，研究燃气浓度和助燃空气浓度对NOx生成的影响，确定气体供入结构的最佳方案。3.1燃气管的结构设计及实验3.1.1燃气管的结构特点和性能分析燃气管的设计采用多种低氮燃烧技术：①分区燃烧技术：设计中心燃气管和主燃气管，形成两个燃烧区；②分级燃烧技术：布置多根中心燃气管和主燃气管，使燃气和空气混合更家充分；③火焰分割技术及混合促进技术：在中心燃气管和主燃气管出口处设计多个喷孔，将燃气分割，形成多个小火焰，火焰小散热面积大、温度低[30-32]，有效抑制NOx生成。燃气管右端折弯两次，在其接口处套一个环板法兰，与气箱法兰接管连接，再焊接一个平焊环，限制其部分自由度，但不限制环板法兰转动，具体结构如图3-1所示：图3-1燃气管结构尺寸图1、燃气管2、平焊环3、环板法兰

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本文编号：3111199